美国VICKERS威格士齿轮泵

美国VICKERS威格士齿轮泵工作原理
美国VICKERS威格士齿轮泵的概念是很简单的，它的zui基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，zui后在两齿啮合时排出。
PEP－II泵的齿轮与轴共为一体，采用通体淬硬工艺，可获得更长的工作寿命。“D”型轴承结合了强制润滑机理，使聚合物经轴承表面，并返回到泵的进口侧，以确保旋转轴的有效润滑。这一特性减少了聚合物滞留并降解的可能性。精密加工的泵体可使“D”型轴承与齿轮轴精确配合，确保齿轮轴不偏心，以防止齿轮磨损。Parkool密封结构与聚四氟唇型密封共同构成水冷密封。这种密封实际上并不接触轴的表面，它的密封原理是将聚合物冷却到半熔融状态而形成自密封。也可以采用Rheoseal密封，它在轴封内表上加工有反向螺旋槽，可使聚合物被反压回到进口。为便于安装，制造商设计了一个环形螺栓安装面，以使与其它设备的法兰安装相配合，这使得筒形法兰的制造更容易。
PEP－II齿轮泵带有与泵的规格相匹配的加热元件，可供用户选配，这可保证加温快速和热量控制。与泵体内加热方式不同，这些元件的损坏只限于一个板子上，与整个泵无关。
推动高粘流体进入吸入口一侧的两齿空间是非常重要的，如果这一空间没有填充满，则泵就不能排出准确的流量，所以PV值(压力×流速)也是另外一个限制因素，而且是一个工艺变量。由于这些限制，齿轮泵制造商将提供一系列产品，即不同的规格及排量(每转一周所排出的量)。这些泵将与具体的应用工艺相配合，以使系统能力及价格达到*。
对于一台泵的转速，实际上是有限制的，这主要取决于工艺流体，如果传送的是油类，泵则能以很高的速度转动，但当流体是一种高粘度的聚合物熔体时，这种限制就会大幅度升高。
在术语上讲，齿轮泵也叫正排量装置，即像一个缸筒内的活塞，当一个齿进入另一个齿的流体空间时，因为液体是不可压缩的，所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间，这样，液体就被机械性地挤排出来。由于齿的不断啮合，这一现象就连续在发生，因而也就在泵的出口提供了一个连续排除量，泵每转一转，排出的量是一样的。随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出流体。泵的流量直接与泵的转速有关。
实际上，在泵内有很少量的流体损失，因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝不可能无间隙配合，故不能使流体100%地从出口排出，所以少量的流体损失是必然的，这使泵的运行效率不能达到100%。然而泵还是可以良好地运行，对大多数挤出物料来说，仍可以达到93%～98%的效率。
结构特点
（1）结构简单，价格便宜；
（2）工作要求低，应用广泛；
（3）端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多固定的密封工作腔，只能用作定量泵。
齿轮采用九十年代较高水平的新技术--双圆弧正弦曲线齿型圆弧。它与渐开线齿轮相比，zui突出的优点是齿轮啮合过程中齿廓面没有相对滑动，所以齿面无磨损、运转平衡、无困液现象，噪声低、寿命长、效率高。该泵摆脱传统设计的束缚，使得齿轮泵在设计、生产和使用上进入了一个新的领域。
泵设有差压式安全阀作为超载保护，安全阀全回流压力为泵额定排出压力1.5倍。也可在允许排出压力范围内根据实际需要另行调整。但是此安全阀不能作减压阀长期工作，减压阀在需要时可另行安装。
该泵轴端密封设计为两种形式，一种是机械密封，另一种是填料密封，可根据具体使用情况和用户要求确定。
泵的分类
就核心组成部件齿轮而言，主要由公法线齿轮泵和圆弧齿轮泵。公法线齿轮泵输送含杂质的介质比圆弧齿轮泵要耐用，而圆弧齿轮泵结构特殊，输送干净的介质，噪音低，寿命长，各有各的优点。
工作特点
优点：结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸力强、对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载，维护方便、工作可靠。
缺点：径向力不平衡、流动脉动大、噪声大、效率低，零件的互换性差，磨损后不易修复，不能做变量泵用。
困油现象
原因：液压油在渐开线齿轮泵运转过程中，因齿轮相交处的封闭体积随时间改变，常有一部分的液压油被密封在齿间，如图所示，称为困油现象，因液压油不可压缩将使外接齿轮产生极大的振动和噪声，影响系统正常工作。
泄漏现象
齿轮泵的泄漏较大，外啮合齿轮运转时泄漏途径有以下三点：一为齿轮顶隙，其次为测隙，第三为啮合间隙。
其中端面侧隙泄漏较大，占总泄漏量的80%-85%，当压力增加时，前者不会改变，但后者挠度大增，此为外啮合齿轮泵泄漏zui主要的原因，容积效率较低，故不适合用作高压泵。
解决方法：端面间隙补偿采用静压平衡措施，在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套、浮动侧板。
受力不均衡现象
右侧是压油腔，左侧是吸油腔，两腔的压力是不平衡的；另外压油腔因齿顶泄漏，其压力为递减。两不均衡压力作用于齿轮和轴称径向不平衡压力，油压越高，该力越大，加速轴承磨损，降低轴承寿命，使轴弯曲，加大齿顶与轴孔磨损。
防止措施：采用压力平衡槽或缩小压油腔。
常见故障
不能排料
（1）故障现象：泵不能排料
故障原因：a、旋转方向相反；b、吸入或排出阀关闭； c、入口无料或压力过低； d、粘度过高，泵无法咬料
对策： a、确认旋转方向； b、确认阀门是否关闭； c、检查阀门和压力表； d、检查液体粘度，以低速运转时按转速比例的流量是否出现，若有流量，则流入不足
流量不足
（2）故障现象：泵流量不足
故障原因：a、吸入或排出阀关闭； b、入口压力低； c、出口管线堵塞； d、填料箱泄漏；e、转速过低
对策：a、确认阀门是否关闭；b、检查阀门是否打开；c、确认排出量是否正常； d、紧固；大量泄漏影响生产时，应停止运转，拆卸检查； e、检查泵轴实际转速
声音异常
（3）故障现象：声音异常
故障原因：a、联轴节偏心大或润滑不良 b、电动机故障； c、减速机异常； d、轴封处安装不良； e、轴变形或磨损
对策：a、找正或充填润滑脂； b、检查电动机； c、检查轴承和齿轮； d、检查轴封； e、停车解体检查
电流过大
（4）故障现象：电流过大
泵停止
（5）故障现象：泵突然停止
故障原因：a、停电； b、电机过载保护； c、联轴器损坏；d、出口压力过高，联锁反应；e、泵内咬入异常； f、轴与轴承粘着卡死
对策：a、检查电源；b、检查电动机；c、打开安全罩，盘车检查；d、检查仪表联锁系统；e、停车后，正反转盘车确认； f、盘车确认故障原因：a、出口压力过高； b、熔体粘度过大；c、轴封装配不良； d、轴或轴承磨损； e、电动机故障
对策：a、检查下游设备及管线；b、检验粘度； c、检查轴封，适当调整； d、停车后检查，用手盘车是否过重； e、检查电动机
密封漏油
（6）故障现象：密封漏油
产生原因：a、轴封未调整好；b、密封圈磨损而间隙大；c、机械密封动、静环摩擦面随坏；d、弹簧松弛
对策：a、重新调整；b、适量拧紧压盖螺栓或更换密封圈；c、更换动、静环或重新研磨；d、更换弹簧
其他现象
1、产生原因
① 内外转子的齿侧间隙太大，使吸压油腔互通．容积效率显着降低，输出流量不够；
② 轴向间隙太大；
③ 吸油管路中的结合面处密封不严等原因，使泵吸进空气，有效吸入流量减少；
④ 吸油不畅．如因油液粘度过大，滤油器被污物堵塞等导致吸入流量减少；
⑤ 溢流阀卡死在半开度位置，泵来的流量一部分通过溢流阀返回油箱，而使得进入系统的流量不够．此时伴随出现系统压力上不去的故障。
2、排除方法
① 更换内外转子，使齿侧隙在规定的范围内（一般小于0.07mm）；
② 研磨泵体两端面，保证内外转子装配后轴向间隙在0.02~0.05mm 范围内；
③ 更换破损的吸油管密封，用聚四氟乙烯带包扎好管接头螺纹部分再拧紧管接头；
④ 选用合适粘度的油液，清洗进油滤油器使吸油畅通。并酌情加大吸油管径；
⑤ 修理溢流阀，排除溢流阀部分短接油箱造成泵有效流量减少的现象。
困油现象
齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重合度必须大于1，于是总有两对齿轮同时啮合，并有一部分油液被围困在两对轮齿所围成的封闭容腔之间。这个封闭的容腔开始随着齿轮的转动逐渐减小，以后又逐渐加大。封闭腔容积的减小会使被困油液受挤压而产生很高的压力，并且从缝隙中挤出，导致油液发热，并致使机件受到额外的负载；而封闭腔容积的增大又造成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生气穴现象。这些都将产生强烈的振动和噪声，这就是齿轮泵的困油现象。
危害
径向不平衡力很大时能使轴弯曲，齿顶与壳体接触，同时加速轴承的磨损，降低轴承的寿命。
消除方法
消除困油的方法，通常是在两侧盖板上开卸荷槽，使封闭腔容积减小时通过左边的卸荷槽与压油腔相通，容积增大时通过右边的卸荷槽与吸油腔相通。
维修方法
1.轴磨损后的维修
齿轮泵中轴的磨损主要是因为轴两端与支撑滚针间的摩擦磨损，使轴径变小。如果是轻微磨损，可通过镀一层硬铬来加大此部位轴的直径尺寸，使轴得到修复。如果轴磨损严重，则应45钢或40cr钢重新制造，轴毛坯经粗、精车后，轴承部位要热处理， 硬度为hrc60-65，然后再经磨削，使轴承配合部位表面粗糙度 ra不大于0.32μm;轴的圆度和圆柱度允差为0.005mm;与齿轮配合部位按h7/h6、表面粗糙度ra应不大于0.63μm。
2.泵体磨损后的维修
泵体内表面磨损主要是吸油区段圆弧形工作面.如果出现轻微磨损，可用油石修磨去毛刺后使用。泵体是由铸铁铸造毛坯成型， 出现严重磨损时应更换新件。如果泵内齿轮两端面是用磨削修复， 则泵体宽度尺寸也要改变，与齿轮两端修磨去掉的尺寸相等，重新加工后的泵体两端面应达到图3所示的技术要求。
3.两端盖磨损之后的维修
齿轮泵的端盖用铸铁制造，出现磨损现象后，轻微的可在平板上研磨修平，磨损比较严重时应在平面磨床上磨削修平。修磨后的端盖与泵体配合连接的平面接触应不低于85%.平面度允差、端面对孔中心线的垂直度允差、两端面的平行度允差和两轴孔中心线的平行度允差均为o.olmm。磨削后的表面粗糙度ra应不大于1. 5μm。
4.用滚针轴承的维修更换
泵中零件维修后，轴承滚针应更换。对滚针要求是：全部滚针直径的尺寸误差不应超过0.003mm，长度允差为0.1mm，与轴配合间隙应在o.olmm左右;滚针装配时要按数量要求充满轴承壳内，滚针间要相互平行布置。
试验方案
可靠性试验包括试验室和现场两种方式，可根据具体条件自选一种方式进行试验。
完全样本试验---试验进行到每台投试泵都到了检修寿命期为止。
不完全样本试验：
（1）定时截尾试验----试验进行到试前规定的试验时间T*时就停止试验。
当样本量较大，尤其是实验室试验可选用定时截尾试验方案。
（2）定数截尾试验----试验 进行到试前规定的失效数r就停止的试验当
用户限制泵的故障发生次数时，可选用定数截尾试验方案。
检修步骤
拆卸
拆卸前应做好充分的准备工作，熟悉设备结构，工艺流程，运行状态；拆卸时应小心谨慎，避免损坏设备零部件。
二、复查数据
对齿轮泵各部件配合间隙，应做全面检查，部分间隙的标准见表1——1。
三、检查
对拆下的零部件进行详细检查，对齿轮作着色检查，不允许存在裂纹；轴颈的圆锥度合格，表面不得有划痕，粗糙度Ra的zui大允许值为1.6μm；端盖、托架、泵体不得有明显缺陷。
四、修复或更换
对超标的零部件应予以更换，对需修复的零部件，修复后应符合标准。
五、组装及调整
齿轮端面与端盖，托架的轴向间隙，依靠改变端盖，托架与泵体之间的密封垫片的厚度来调整；紧固端盖螺栓时，用力对称均匀，边紧边盘动转子，遇到转子转不动时，应松掉螺栓重紧；加填料或装油封时，紧压盖时仍需边紧边盘动转子，不可紧得过死。
六、试车
水压试验为工作压力的1.5倍，保持5min不漏，试车运行期间，无泄漏，运行声音正常，无异常振动，出口压力符合要求为合格。
修理常识
齿轮泵的修缮知识跟着运用工夫的增进，齿轮泵会呈现泵油缺乏，甚至不出油等毛病，首要缘由是有关部位磨损过大。齿轮泵的磨损部位首要有自动轴与衬套、被动齿轮中间孔与轴销、泵壳内腔与齿轮、齿轮端面与泵盖等。光滑油泵磨损后其首要技能目标达不到要求时，应将其拆开分化，查清磨损部位及水平，接纳响应方法予以修复。
一、自动轴与衬套磨损后的修复齿 轮泵自动轴与衬套磨损后，其共同间隙增大，必将影响泵的油量。可采用修自动轴或衬套的办法恢复其正常的共同间隙。若自动轴磨损细微，只需压出旧衬套后换上规范尺寸的衬套，共同间隙便可恢复到答应局限。若自动轴与衬套磨损严峻且共同间隙严峻超标时，不只要改换衬套，并且自动轴也使用镀铬或振动堆焊法将其直径加大，然后再磨削到规范尺寸，恢复与衬套的共同要求。
二、光滑油泵壳体的修缮壳体裂纹的修缮：壳体裂纹可用铸508镍铜焊条焊补。焊缝须严密而元气孔，与泵盖连系面平面度误差不大于0.05毫米。自动轴衬套孔与从动轴孔磨损的修缮：自动轴衬套孔磨损后，可用铰削办法消弭磨损陈迹，然后配用加大至响应尺寸的衬套。从动轴孔磨损也以铰削法消弭磨损陈迹，然后按铰削后孔的实践尺寸配制从动轴泵壳内腔的修缮：泵壳内腔磨损后，普通接纳内腔镶套法修复，单机除尘器行将内腔搪大后镶配铸铁或钢衬套。镶套后，将内腔搪到要求的尺寸，并把伸出端面的衬套磨去，使其与泵壳连系面平齐。阀座的修缮：限压阀有球形阀和柱塞式阀两种。球形阀座磨损后，可将一钢球放在阀座上，然后用金属棒悄悄敲击钢球，直到球阀与阀座密合为止。如阀座磨损严峻，可先铰削除去磨痕，再用上法使之密合。柱塞式阀座磨损后，可放入少许气门砂进行研磨，直到密合为止。
三、泵盖的修缮任务平面的修缮：若泵盖任务平面磨损较小，可用手工研磨法消弭磨损陈迹，即在平台或厚玻璃板上放少许气门砂，然后将泵盖放在上面进行研磨，直到磨损陈迹消弭，任务外表平坦为止。当泵盖任务平面磨损深度超越0.1毫米时，应接纳先车削后研磨的方法修复。除尘器袋笼自动轴衬套孔的修缮：泵盖上的自动轴衬套孔磨损的修缮与壳体自动轴衬套孔磨损的修缮办法一样。四、齿轮的翻转运用 齿轮泵齿轮磨损首要是在齿厚部位，而齿轮端面和齿顶的磨损都相对较轻。齿轮在齿厚部位都是单侧磨损，所以可将齿轮翻转180度运用。当齿轮端面磨损时，可将端面磨平，还研磨光滑油泵壳体连系面，以包管齿轮端面与泵盖的间隙在规范局限内。