機械學院畢業(yè)設計( 論文)作者：學號：專業(yè)： 數(shù)控技術班級：題目：機床油泵的故障排除與分析指導者： 一級實習指導教師2016 年 06 月摘要油泵是液壓系統(tǒng)中的重要組成部分，在電動機的驅動下，它迫使壓力油沿密閉的液壓系統(tǒng)循環(huán)流動，將液壓能傳遞給各種執(zhí)行機構（如油缸活塞等）而作功。因此，油泵是一種使機械能轉變?yōu)橐簤耗艿霓D換裝置。論文中運用了 CAXA 軟件對油泵結構及工作狀態(tài)進行分析，并在此基礎上對油泵的常見故障進行分析，找出發(fā)生故障的原因并提出解決的方案，對于實際工作具有較強的指導意義。關鍵詞：油泵結構；油 泵 工 作 原 理 ；油泵故障分析及解決I目 錄1 緒論 .22 齒輪泵 .32.1 齒輪泵的工作原理 .32.2 齒輪泵軸上的徑向力 .42.3 齒輪泵的困油現(xiàn)象 .52.4 齒輪泵的流量 .72.5OB 型齒輪泵的結構及規(guī)格 .82.6 齒輪泵常見故障及其排除方法 .8261 噪音及壓力波動嚴重問題 .82.62 油泵壓力調不到最大值，不輸油或流量不足的原因 .82.63 油泵旋轉不自如的問題 .93 葉片泵 .103.1 雙作用葉片泵 .103.1.1 雙作用葉片泵的工作原理 .103.1.2 定子曲線與封油區(qū)寬度 .113.1.3 雙作用葉片泵的流量 .123.2 單作用葉片 .133.2.1 單作用葉片泵工作原理原理 .133.2.2 YBP25 型限壓式（壓力反饋）變量葉片泵 .143.3 葉片泵的常見問題 .163.3.1 流量不足問題 .163.3.2 油液吸不上 .183.3.2 泵的噪聲過大 .183.5 葉片泵重要零件的維修 .203.5.1 定子的維修 .203.5.2 轉子的維修 .203.5.4 配油盤與泵體的維修 .213.4 葉片泵安裝及使用注意事項 .21結論 .22參考文獻 .24致謝 .25天津職業(yè)技術師范大學 2013 級?？粕厴I(yè)設論文21 緒 論在金屬切削機床中所使用的油泵，一般都是屬于容積式油泵，這種油泵的特點是：1.吸油和壓油是通過改變密封容積的大小來實現(xiàn)。2.油泵流量的大小決定于油泵密封容積變化的大小及油泵的轉速，而與油泵的壓力沒有直接關系。3.油泵的壓力僅通過泄露對流量產生見解影響。油泵有兩個重要參數(shù)：一是工作壓力；二是流量，兩者決定了油泵功率大小。從上述知道：油泵所以能夠供油，主要依靠兩個條件，一是要有一個密閉的空間，二是密閉的空間發(fā)生變化。因此，油泵能否正常工作，主要取決于油泵的密封性。如果由于零件磨損或裝配調整不當?shù)仍?，使其密封遭到破壞，便會失去正常的工作性能。油泵的工作壓力分為：低?2.525 公斤力/平方厘米；中壓 4064 公斤力/平方厘米；中高壓 100160 公斤力/平方厘米；高壓 200400 公斤力/平方厘米；超高壓500 公斤力/平方厘米以上。油泵按結構形式可分為：1.齒輪泵：其壓力可用于低壓，中壓到高壓。2.葉片泵：其壓力可用于中壓及高壓。3.柱塞泵：一般用于中壓，高壓到超高壓。由于金屬切削機床的液壓傳動系統(tǒng)中，采用齒輪泵和葉片泵較多，因此本論文主要研究齒輪泵和葉片泵的一般原理及修復方法。天津職業(yè)技術師范大學 2013 級?？粕厴I(yè)論文32 齒 輪 泵齒輪泵除具有自吸能力、流量與排出壓力無關等特點外，泵殼上無吸入閥和排出閥，具有結構簡單，流量均勻、工作可靠等特性，但效率低、噪音和振動大、易磨損，用來輸送無腐蝕性、無固體顆粒并且具有潤滑能力的各種油類，溫度一般不超過 70 攝氏度，工作轉速為 12004000 轉/分鐘。齒輪泵具有結構簡單，價格便宜；工作要求低，應用廣泛；端蓋和齒輪的各個齒間槽組成了許多固定的密封工作腔，只能用作定量泵等特點。圖 21 為 CB 型齒輪泵結構原理圖。圖 21 CB 型齒輪泵結構原理圖1螺釘； 2壓蓋板；3泵體；4平鍵；5齒輪；6 前蓋板；7套；8回轉密封圈；9 平鍵； 10長軸；11泄油孔 a；12壓蓋；13短軸；14擋圈；15滾針；16軸承殼； 17彈簧擋圈；18圓柱銷；19卸荷槽 b2.1 齒輪泵的工作原理齒輪泵也叫正排量裝置，即像一個缸筒內的活塞，當一個齒進入另一個齒的流體空間時，液體就被機械性地擠排出來。因為液體是不可壓縮的，所以液體和齒就不能在同一時間占據(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連續(xù)排除量，泵每轉一轉，排出的量是一樣的。隨著驅動軸的不間斷地旋轉，泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉速有關。天津職業(yè)技術師范大學 2013 級專科生畢業(yè)論文4如圖 22 所示，為外嚙合齒輪泵的工作原理圖，有一對齒輪裝于泵體內部，兩嚙合齒在 P 點處形成一條接觸線，將吸油腔與壓油腔隔開，構成兩個互不相通的密閉空間。在電動機的驅動下，主動齒和從動齒便按箭頭方向旋轉，A 、B 兩齒逐漸脫離嚙合，吸油腔的空間逐漸增大，形成局部真空，油池的油液在大氣壓的作用下，逐漸進入吸油腔的齒間。當齒輪繼續(xù)旋轉時，便將油液帶進了壓油腔，在壓油腔內，由于 C、D 兩齒間又進入嚙合，齒間的油液被擠出，于是壓力油便不斷地輸入液壓系統(tǒng)，這就是齒輪泵的工作原理22 齒輪泵的工作原理圖1主動齒輪 2從動齒輪圖2.2 齒輪泵軸上的徑向力當齒輪泵處于工作狀態(tài)時，如圖 22 所示，在壓油腔內是高壓區(qū)，為工作壓力；在吸油腔是低壓區(qū)，一般低于大氣壓。因此，作用在齒輪上的徑向力是不平衡的，壓力分布曲線如圖 23 所示，越接近壓油腔壓力越大，越接近吸油腔壓力越低，由圖中可以看出，作用在齒輪中心線 AA 左邊（壓油邊）的力，將大于作用在齒輪中心線右邊（吸油邊）的力，這個力通過齒輪作用軸和軸承上，并將齒輪推向吸油腔一側，使軸承受到較大的徑向載荷，易造成軸承殼的單邊磨損。同時也是造成齒輪泵殼體吸油邊磨損的主要原因。為減少這種徑向推力，OB 型齒輪泵在設計時縮小了壓油口，用以減小壓油邊的受壓面積，使作用在齒輪泵軸上的徑向推力減小。同時，為了避免在徑向推力作用下齒頂摩擦泵體外殼，OB 型齒輪泵保證了合理的齒頂間隙，一般在 0.130.16 毫米之內。天津職業(yè)技術師范大學 2013 級?？粕厴I(yè)論文5圖 23 壓力分布圖1壓油腔（高壓區(qū)）2吸油腔（低壓區(qū)）3壓力分布曲線 4齒輪2.3 齒輪泵的困油現(xiàn)象在齒輪泵中，為了傳動平穩(wěn)，減小沖擊，使輸油量均勻，在設計時一般使同時參加嚙合的齒數(shù)多于一對。從圖 24a 所示可以看出，泵內兩齒輪在嚙合過程中，當一對齒在點開始進入嚙合時，前面一對齒的嚙合點尚未脫開，于是兩對嚙合的齒谷間形成封閉容積 1 和 2。隨著齒輪如圖示箭頭方向轉動，將會出現(xiàn)如圖 24b 所示的情況：封閉容積 1 逐漸縮小，另一封閉容積 2 逐漸增大，當轉動到嚙合點和處于節(jié)點 P 的兩邊對稱位置時，封閉容積 1 和 2 的總容積縮至最小。當齒輪繼續(xù)轉動至如圖 24c 所示時，封閉容積 2 將逐漸增大，直到脫開為止。這樣，在封閉容積由大到小，又由小到大的過程中，當封閉容積縮小時，油液不能排出，將造成局部高壓，引起振動，產生功率損失，引起油液發(fā)熱；當封閉容積增大時，由于與外界不通，油液不能進入，便會造成真空，引起油液蒸發(fā)，生成氣泡，使流量不均勻，產生很大噪音，這種現(xiàn)象稱為“困油現(xiàn)象” 。a b c圖 24 困油現(xiàn)象示意圖天津職業(yè)技術師范大學 2013 級專科生畢業(yè)論文6為了解決困油問題，在 OB 型齒輪泵中，在齒輪泵嚙合處兩端側面的蓋板上，銑有兩個不對于兩齒輪連心線的卸荷槽，如圖 25 所示。使吸油腔邊的卸荷槽偏離中心線較遠的一段距離，其尺寸一般取：b=0.8mc=(2.73.0)ma=2.78mh 不小于 0.8m式中：m 為齒輪模數(shù)。25 卸荷槽示意圖1壓油腔 2吸油腔圖2.4 齒輪泵的流量在泵內有很少量的流體損失，這使泵的運行效率不能達到 100%，因為這些流體被用來潤滑軸承及齒輪兩側，而泵體也絕不可能無間隙配合，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行，對大多數(shù)擠出物料來說，仍可以達到 93%98%的效率。對于粘度或密度在工藝中有變化的流體，這種泵不會受到太多影響。如果有一個阻尼器，比如在排出口側放一個濾網(wǎng)或一個限制器，泵則會推動流體通過它們。如果這個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，直至達到裝置中最弱的部件的機械極限(通常裝有一個扭矩限制器) 。對于一臺泵的轉速，實際上是有限制的，這主要取決于工藝流體，如果傳送的是油類，泵則能以很高的速度轉動，但當流體是一種高粘度的聚合物熔體時，這種限制就會大幅度降低。天津職業(yè)技術師范大學 2013 級?？粕厴I(yè)論文7推動高粘流體進入吸入口一側的兩齒空間是非常重要的，如果這一空間沒有填充滿，則泵就不能排出準確的流量，所以 PV 值(壓力流速)也是另外一個限制因素，而且是一個工藝變量。由于這些限制，齒輪泵制造商將提供一系列產品，即不同的規(guī)格及排量(每轉一周所排出的量)。這些泵將與具體的應用工藝相配合，以使系統(tǒng)能力及價格達到最優(yōu)。所以，齒輪泵的流量有理論流量與實際流量之分。采用標準齒輪泵時，齒輪泵的理論流量為：（21）式中：z齒輪的齒數(shù)；b齒寬（毫米） ；m齒輪的模數(shù)（毫米） ；n油泵的轉速（轉/分） 。油泵的實際流量為：（22）式中：容積效率（實際流量與理論流量之比） 。2.5OB 型齒輪泵的結構及規(guī)格擠出物料來說，仍可以達到 93%98%的效率。對于粘度或密度在工藝中有變化的流體，這種泵不會受到太多影響。如果有一個阻尼器，比如在排出口側放一個濾網(wǎng)或一個限制器，泵則會推動流體通過它們。如果這個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，直至達到裝置中最弱的部件的機械極限(通常裝有一個扭矩限制器) 。天津職業(yè)技術師范大學 2013 級?？粕厴I(yè)論文82.6 齒輪泵常見故障及其排除方法261 噪音及壓力波動嚴重問題1油泵吸入空氣：如進油管接頭不密封；油池油量不足或進入油管插入油池太淺（一般應插入油池深度） ；回油管口未差入油面，產生飛濺泡沫；回油管與吸油管在油池中未隔開，產生沖射渦流等。2油泵吸油不通暢：如油液太臟，使濾油器堵塞；濾油器網(wǎng)孔過密；吸油管貼近油池底；吸油管徑太小或吸油管路太高（一般不應超過 5000 毫米） ；油的粘度太大或油箱被密閉。3機械原因：如聯(lián)軸器不同心，軸承磨損，油泵困油，齒輪精度低或磨損，都是引起噪音及壓