齒輪泵

    由兩個(gè)齒輪相互嚙合在一起形成的泵稱(chēng)為齒輪泵。
    齒輪泵的流量公式為：
    Q=2qZnηv
    式中  Z——齒數(shù)；
          n——轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分；
          ηv——容積效率，對(duì)一般的齒輪泵，其值可取為0.70~0.90；
          q——兩齒之間坑的容積，米3。
    當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，被吸進(jìn)來(lái)的液體充滿(mǎn)了齒與齒之間的齒坑，并隨著齒輪沿外殼壁被輸送到壓力空間中去。在這里，由于兩齒輪的相互嚙合，使齒坑內(nèi)的液體擠出，排向壓力管。液體受擠壓時(shí)，壓力作用在齒輪上，給軸施加了一個(gè)徑向負(fù)荷。擠壓后封閉空間逐漸增大，形成負(fù)壓區(qū)，外界的液體就在大氣壓力的作用之下流進(jìn)齒輪泵吸入口。另外，在負(fù)壓區(qū)由于封閉空間容積的增大，會(huì)使液體中的空氣和水蒸氣析出，發(fā)生與汽蝕現(xiàn)象類(lèi)似的沖蝕作用，使齒輪表面受到破壞。正因?yàn)槿绱?，有的齒輪泵上開(kāi)有平衡孔或平衡槽。然而在大多數(shù)情況下，是采用斜齒輪；因?yàn)樾饼X輪在嚙合時(shí)封閉空間的容積幾乎是不變的，即在其中一段容積增大時(shí)，另一段容積卻在縮小。所以上述現(xiàn)象并不嚴(yán)重。
    齒輪泵的特點(diǎn)是具有良好的自吸性能，且構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作可靠。
    從上面的公式中可以看出，對(duì)一確定的齒輪泵（尺寸D、d、b和n都是定值），其排油量也亦確定，是一個(gè)不變的定值。因而它的特性曲線是一條垂直線（即不管外界壓力如何變化，它的排油量都是固定不變的）。又因?yàn)辇X輪泵的出口和入口是隔絕的，所以在外界需用油量減少時(shí)，會(huì)引起出口管道的壓力急劇升高，致使出口管道和泵殼發(fā)生爆破。因此齒輪泵出口（或出口管道上）都設(shè)有安全閥，它在壓力升高到一定程度時(shí)動(dòng)作，使出口管內(nèi)的一部分油泄掉。特性曲線在高壓區(qū)域，流量向小的方向偏移，這主要是在壓力高時(shí)，泵內(nèi)液體沿齒端間隙由出口向入口的漏泄造成的。
    齒輪泵在檢修時(shí)，主要測(cè)量間隙是：
    1、齒輪的端面與泵殼的軸向間隙，一般取0.20毫米左右。用壓鉛絲法測(cè)量。
    2、齒輪的外圓與泵殼的徑向間隙，一般半徑方向上取0.10~0.15毫米（但要比軸瓦間隙大些），也可按直徑的0.003~0.005選?。ㄖ缚傞g隙）。用塞尺測(cè)量。
    3、兩齒輪嚙合處間隙一般取0.30毫米，如間隙過(guò)大會(huì)加速磨損，如過(guò)小則又會(huì)引起發(fā)熱咬住。用壓鉛絲法測(cè)量。
    4、軸瓦間隙，當(dāng)軸徑為20~40毫米時(shí)，取0.06~0.12毫米。用塞尺或游標(biāo)卡尺測(cè)量。
    齒輪嚙合的部位最好在檢修前后保持不變，為此拆泵時(shí)可在齒輪上打出記號(hào)。
    齒輪泵在運(yùn)行時(shí)，不允許關(guān)閉出口閥門(mén)，在啟動(dòng)和停止時(shí)，也應(yīng)保持出口閥門(mén)處于開(kāi)啟位置，這時(shí)只操作入口閥門(mén)即可。

齒輪泵的工作原理

    齒輪泵的結(jié)構(gòu)是很簡(jiǎn)單的，即它的最基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個(gè)殼體的內(nèi)部類(lèi)似“8”字形，兩個(gè)齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來(lái)自于擠出機(jī)的物料在吸入口進(jìn)入兩個(gè)齒輪中間，并充滿(mǎn)這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運(yùn)動(dòng)，最后在兩齒嚙合時(shí)排出。

    在術(shù)語(yǔ)上講，齒輪泵也叫正排量裝置，即像一個(gè)缸筒內(nèi)的活塞，當(dāng)一個(gè)齒進(jìn)入另一個(gè)齒的流體空間時(shí)，液體就被機(jī)械性地?cái)D排出來(lái)。因?yàn)橐后w是不可壓縮的，所以液體和齒就不能在同一時(shí)間占據(jù)同一空間，這樣，液體就被排除了。由于齒的不斷嚙合，這一現(xiàn)象就連續(xù)在發(fā)生，因而也就在泵的出口提供了一個(gè)連續(xù)排除量，泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，排出的量是一樣的。隨著驅(qū)動(dòng)軸的不間斷地旋轉(zhuǎn)，泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉(zhuǎn)速有關(guān)。實(shí)際上，在泵內(nèi)有很少量的流體損失，這使泵的運(yùn)行效率不能達(dá)到100％，因?yàn)檫@些流體被用來(lái)潤(rùn)滑軸承及齒輪兩側(cè)，而泵體也絕不可能無(wú)間隙配合，故不能使流體100％地從出口排出，所以少量的流體損失是必然的。然而泵還是可以良好地運(yùn)行，對(duì)大多數(shù)擠出物料來(lái)說(shuō)，仍可以達(dá)到93％～98％的效率。對(duì)于粘度或密度在工藝中有變化的流體，這種泵不會(huì)受到太多影響。如果有一個(gè)阻尼器，比如在排出口側(cè)放一個(gè)濾網(wǎng)或一個(gè)限制器，泵則會(huì)推動(dòng)流體通過(guò)它們。如果這個(gè)阻尼器在工作中變化，亦即如果濾網(wǎng)變臟、堵塞了，或限制器的背壓升高了，則泵仍將保持恒定的流量，直至達(dá)到裝置中最弱的部件的機(jī)械極限(通常裝有一個(gè)扭矩限制器)。

    對(duì)于一臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)際上是有限制的，這主要取決于工藝流體，如果傳送的是油類(lèi)，泵則能以很高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)流體是一種高粘度的聚合物熔體時(shí)，這種限制就會(huì)大幅度降低。推動(dòng)高粘流體進(jìn)入吸入口一側(cè)的兩齒空間是非常重要的，如果這一空間沒(méi)有填充滿(mǎn)，則泵就不能排出準(zhǔn)確的流量，所以PV值(壓力×流速)也是另外一個(gè)限制因素，而且是一個(gè)工藝變量。由于這些限制，齒輪泵制造商將提供一系列產(chǎn)品，即不同的規(guī)格及排量(每轉(zhuǎn)一周所排出的量)。這些泵將與具體的應(yīng)用工藝相配合，以使系統(tǒng)能力及價(jià)格達(dá)到最優(yōu)。

    PEP－II泵的齒輪與軸共為一體，采用通體淬硬工藝，可獲得更長(zhǎng)的工作壽命。“D”型軸承結(jié)合了強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)理，使聚合物經(jīng)軸承表面，并返回到泵的進(jìn)口側(cè)，以確保旋轉(zhuǎn)軸的有效潤(rùn)滑。這一特性減少了聚合物滯留并降解的可能性。精密加工的泵體可使“D”型軸承與齒輪軸精確配合，確保齒輪軸不偏心，以防齒輪磨損。Parkool密封結(jié)構(gòu)與聚四氟唇型密封共同構(gòu)成水冷密封。這種密封實(shí)際上并不接觸軸的表面，它的密封原理是將聚合物冷卻到半熔融狀態(tài)而形成自密封。也可以采用Rheoseal密封，它在軸封內(nèi)表上加工有反向螺旋槽，可使聚合物被反壓回到進(jìn)口。為便于安裝，制造商設(shè)計(jì)了一個(gè)環(huán)形螺栓安裝面，以使與其它設(shè)備的法蘭安裝相配合，這使得筒形法蘭的制造更容易。PEP－II齒輪泵帶有與泵的規(guī)格相匹配的加熱元件，可供用戶(hù)選配，這可保證快速加溫和熱量控制。與泵體內(nèi)加熱方式不同，這些元件的損壞只限于一個(gè)板子上，與整個(gè)泵無(wú)關(guān)。

    齒輪泵由一個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可有效地阻斷上游的壓力脈動(dòng)及流量波動(dòng)。在齒輪泵出口處的壓力脈動(dòng)可以控制在1％以?xún)?nèi)。在擠出生產(chǎn)線上采用一臺(tái)齒輪泵，可以提高流量輸出速度，減少物料在擠出機(jī)內(nèi)的剪切及駐留時(shí)間，降低擠塑溫度及壓力脈動(dòng)以提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量。

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