齿轮泵的使用与维修

1 齿轮泵结构图示及其主要磨损部位 CB型齿轮泵结构如图1所示。

1一后盖； 2一螺钉; 3一齿轮； 4一泵体； 5一前盖； 6一油封；7一长轴； 8一销； 9一短轴； 10一滚针轴承； 11一压盖； 12一泄油通槽 图1 CB型齿轮泵

图2所示为力士乐GC型内啮合齿轮泵。

1-泵体 1.1-轴承罩 2-环形齿轮 3-小齿轮轴 4-轴承 5-轴向补偿板 6-泵盖 7-安装法兰 8-支撑销 9-压力区

图2 力士乐GC型内啮合齿轮泵

泵的磨损主要是：

泵前、后端盖的磨损；齿轮端面的磨损；齿顶与泵壳之间的磨损。这些磨损部位与泵内泄漏及温升有关，也与压力、流量下降有关。

泵轴断裂，它与不供油有关；轴承的磨损，它与压力波动及噪声增大有关；密封件的损坏，它与外泄漏有关。

2 齿轮泵的安装与调试 1 齿轮泵的安装

齿轮泵与电机必须有较高的同心度，即使是挠性连轴节也要尽量同心。

泵的转动轴与电机输出轴之间的安装采用弹性联轴节，其同轴度不得大于0.1mm；采用轴套式联轴节的同轴度不得大于0.05mm；倾斜角不大于1度。

泵轴端一般不得承受径向力，不得将带轮、齿轮等传动零件直接安装在泵的轴上。未按上述要求会造成故障。

例如某机构的液压泵，是通过齿轮传动来连接，如图23所示。

图3 液压泵与齿轮传动

机构经常在使用过一段时间后就出现压力低的故障。原因是该液压泵的内泄过大造成的，通过拆检可发现，液压泵扫膛严重，造成内泄。

造成扫膛的原因是轴的弯曲变形，而该泵安装不正确是导致这一问题最根本原因，如图4所示。

图4 泵轴的弯曲变形

该齿轮泵是通过齿轮传动来连接的，齿轮传动会产生径向力，正是这一径向力加在齿轮泵的悬臂轴上，引起附加挠曲变形，造成了扫膛—压力低的故障。

还要注意：

泵的支座或法兰和电动机应有共同的安装基础。基础、法兰或支座都必须有足够的刚度。在底座下面及法兰和支架

之间装上橡胶隔振垫，以降低噪声。

对于安装在油箱上的自吸泵，通常泵中心至油箱液面的距离不大于500mm。

对于安装在油箱下面或旁边的泵，为了便于检修，吸入管道上应安装截止阀。

进口、出口位置和旋转方向应符合标明的要求，不得搞错接反。

要拧紧进出油口管接头连接螺钉，密封装置要可靠，以免引起吸空、漏油，影响泵的工作性能。

2 齿轮泵的调试

泵安装完成后，必须经过泵的检查与调试，观察泵的工作是否正常，有关步骤与要求如图5所示。

用手转动联检查系统中检查液压系统检查泵的旋转 的安全阀是方向,应与泵体有没有卸荷回 轴节，应感否在调定的路，防止满载上标牌所指示许可压力上。 的方向相符合。 启动和停车。 轻快，受力 均匀。

在排油口不少于2min的将溢流阀的压力调将溢流阀 空负荷运转，检的压力调整到1.OMPa以下转查泵的运转声整至液压动5～10min，检查系 灌满油液音是否正常和统的动作、外泄漏、系统的安 以免泵启液流的方向是噪声、温升等是否正全保护压 否正确。 力运行。 常。 动时因干 摩擦损坏 元件。 图5 齿轮泵调试步骤与要求

3 齿轮泵常见故障及其原因 1 泵不出油

首先检查齿轮泵的旋转方向是否正确。其次，检查齿轮泵进油口端的滤油器是否堵塞。

2 油封被冲出

1)齿轮泵旋向不对。

2)齿轮泵轴承受到轴向力。 3)齿轮泵承受过大的径向力。 3 建立不起压力或压力不够

多与液压油的清沽度有关，如油液选用不正确或油液的清洁度达不到标准要求，均会加速泵内部的磨损，导致内泄。 应选用含有添加剂的矿物液压油，防止油液氧化和产生气泡。过滤精度为：输入油路小于60μm，回油路为10～25μm。

4 流量达不到标准

1)进油滤芯太脏，吸油不足。

2)泵的安装高度高于泵的自吸高度。

3)齿轮泵的吸过细造成吸油阻力大。一般最大的吸油流速为0.5～1.5 m／s。

4)吸油口接头漏气造成泵吸油不足。通过观察油箱里是否有气泡即可判断系统是否漏气。

5 轮泵炸裂

铝合金材料齿轮泵的耐压能力为38～45 MPa，在其无制造缺陷的前提下，齿轮泵炸裂肯定是受到了瞬间高压所致。

1)出道有异物堵住，造成压力无限上升。

2)安全阀压力调整过高，或者安全阀的启闭特性差，反应滞后，使齿轮泵得不到保护。

3)系统如使用多路换向阀控制方向，有的多路阀可能为负开口，这样将遇到因死点升压而憋坏齿轮泵。

6 发热

1)系统超载，主要表现在压力或转速过高。

2)油液清洁度差，内部磨损加剧，使容积效率下降，油

从内部间隙泄漏节流而产生热量。

3)出过细，油流速过高，一般出油流速为3～8 m／s。

7 噪音严重及压力波动

1）滤油器污物阻塞不能起滤油作用；或油位不足，吸油位置太高，吸露出油面。

2）泵体与泵盖的两侧没有上纸垫产生硬物冲撞，泵体与泵盖不垂直密封，旋转时吸入空气。

3）泵的主动轴与电机联轴器不同心，有扭曲磨擦；或泵齿轮啮合精度不够。

4 齿轮泵的合理使用

齿轮泵自吸性能最好，耐污染性强，结构简单，价格便宜。

其缺点是不能变量。但能做成三联、四联式实现分级变量，而且可以制成派生产品齿轮式分流器，可实现数缸同步。

目前，国内齿轮泵大多用在移动式设备上，如拖拉机、推土机、叉车、自卸车、装载机等。

国外齿轮泵的额定压力较高，采用多联泵能代替一部分轴向柱塞泵，用在挖掘机和汽车起重机等需要多种动作的机器上。

齿轮泵非常通用，除了用在移动式设备上以外，也用于工作压力不太高的固定设备上，如简易小型油压机，液压千斤顶，以及一些自制的简易液压设备上。

齿轮泵可以在低压状态下用作液压马达。额定压力为10MPa的齿轮泵，用到2～3MPa，一般没有问题。

5 联合收割机双联齿轮泵拆卸与安装实例

联合收割机等液压系统动力元件采用双联齿轮泵。拆装与安装时应注意以下事项。

1 拆卸注意事项

1)油泵从机体上拆下后，立即用塑料盖或塞子把接头和泵的开口堵上，以防脏物进入液压系统。然后，用干净的柴油或汽油清洗泵的外部。

2)为保证拆后正确装配，拆前应用废锯条或类似工具沿泵轴线方向在前盖、中心泵体、泵壳、后盖上划“x”形或“V”形标记。

3)液压泵是精密元件，要确保整个泵在拆卸过程中无尘和杂质混入，不能用抹布、棉纱擦试零件，零件清洗后用压缩空气吹干或风干。

4)需要在台钳上夹紧轴泵时，注意不要夹在中心泵体上，以防变形。

5)拆卸油泵时，先用专用工具取下8个螺栓，再用木棒敲击转动轴轴头，便可分解齿轮泵。注意撞击主动轴时不要用力过大，轻轻敲击，多敲几次 拆卸顺序如图6所示。 从泵轴卸下卸从前盖和从前盖和泵体卸下铜从泵的 后后端卸小齿侧板、酚醛垫片、保两齿轮轴前部卸下两个 盖 轮平护垫片和“v”形橡胶上卸下中下泵壳 小齿轮 键 心泵体 密封垫片。

图6 双联齿轮泵拆卸顺序

2 安装注意事项

1)检查所有零件使用磨损情况，注意轴套润滑槽必须在高压腔一侧，轴套不能从座孔中窜出。用优质金刚砂布擦去所有的划痕和毛刺，处理后注意清洗。

2)安装时，易损件必须垒部更新，包括铜侧板、酚醛垫片、保护垫片、“V”形橡胶密封垫、“O”形密封圈和轴端油封。

3)用机油或液压油润滑所有零件后再进行装配。

4)把“V”形橡胶密封垫片安装在前盖和泵壳的凹处，并使唇边向下安装，安装时既要细心，又要有耐心，要保证唇边不颠倒，所有唇边都应放到槽中，决不允许有翻边现象。

5)按原划好标记装配各零件，安装次序与拆卸次序相反进行。中心泵体的半月型空腔不要对着前盖，而应朝向泵壳方向。装入泵壳槽内“O”型密封圈必须平展，不应有扭曲现象。

6)安装好各零件后，用螺栓拧紧，拧紧力矩37～40N.m。 7)用机油或液压油涂抹转动轴油封，并小心将其装到主动齿轮轴上，密封唇朝内，用木捶轴敲使油封定位。安装时注意不要将密封唇装反，不要损坏油封。

8)油泵装配完后，安装传动皮带轮，用手旋转皮带轮时会有些阻力，但旋转几圈后，应能转动自如。

9)将油泵安装在机体上，和软管安装在泵上，给泵加入干净液压油，连接法兰盘，安装法兰盘前要保证无空气进入。启动发动机，在不操纵液压控制手柄情况下，中速动转3min；在同样转速下，操纵控制手柄约3min，以建立压力；然后加大油门至最高转速，操纵控制手柄3min关闭发动机，检查齿泵有无漏油现象。

6 影响齿轮泵寿命的因素

齿轮泵最大的缺陷是寿命过短。外啮合齿轮泵的设计寿命为5000h，但目前一般达不到此要求。

1 轴承的设计与选用

齿轮泵设计要考虑其寿命。齿轮泵报废的大多数情况是因为轴承损坏所至。目前较为理想的轴承材料是SF型复合材料。此材料是以钢板为基体，烧结铜网为中间层，以塑料(填充四氟己烯、改性聚甲醛)为摩擦面的润滑材科 该材料机械强度高、磨擦系数小、噪声低、耐磨性好．抗腐蚀性好、导热性好、尺寸小、成本低，可在无油或少油润滑工况下和较宽的工作温度范围内使用。实践证明，SF材料轴承的使用使齿轮泵的使用寿命大大提高。

2 端面间隙问题

齿轮泵在使用中常因内泄精增加、容积效率下降、压力下降而报废。齿轮端面泄漏占总泄漏量的75％～80％。因此，合理的端面间隙至关重要。齿轮泵合理断面间隙如表2-1所

示。

表1 齿轮泵端面间隙

排量（mL） 间隙（mm） 2.5～10 0.02～0.04 0.02～0.05 0.02～0.06 如果间隙超过表2-1范围，则容积效率低，压力达不到额定压力；若间隙太小，运行中因磨损使间隙急剧加大，使内泄漏增加。

3 工艺原因

为保证齿轮泵前、后端盖之间的合理间隙，齿轮泵的加工和装配十分重要。齿轮两端面与孔轴心线的垂直度误差不能超过0.01mm，且装存轴上后，其轴向应处于浮动状态。为保证装配后两轴的相互位置，在加工前后两轴承孔时，中心距误差不应超过0.03mm。另外，输入轴端断裂也是常见现象。必须掌握好轴的热处理工艺，使其具有一定的强度和硬度，又有较高的抗冲击韧性，防止其断裂。

4 材料、组件的合理选用

为保证齿轮泵运行中具有合理的间隙与配合，相关材料的耐磨性是重要的性能指标。选用合理的材料和适当的热处理工艺很重要。

油封漏油也是常见的报废原因。要选用材质好的油封，同时在加工装配时注意油封与衬套的配合要牢固，油封内孔与泵轴应具有足够的张紧力，不能漏油。

5 安装使用

泵输入轴颈与电机轴联接时，同轴度误差不能超过0.1mm。切记不能用皮带联接。应根据泵使用说明书选用合适的液压油，且在泵入口处加过滤器，根据液压系统的工作环境定期过滤、更换液压油。

7 齿轮泵修复工艺 1 泵体的修复

l6～32 40 由于吸油腔和排油腔压力相差很大，齿轮和轴承都受到径向不平衡力的作用，因此泵体内壁的磨损都发生在吸油腔一侧，可采用电镀青铜合金工艺来修复。电镀之前，泵体内必须用油石或金钢砂粉修整光洁。电镀工艺简单介绍如下：

1) 镀前处理

处理方法与一般电镀青铜合金工艺处理方法一样。 (2) 电解液配方

电解液配方如表2-2所示。 表2 电解液配方

成分或参数 量值 氯化亚铜(CuCl2) 20～30g／L 锡酸钠(Na2SnO33H2O) 60～70g／L 游离(NaCN) 3～4g／L 氢氧化钠(NaOH) 25~30g／L 三乙胺醇胺50～70g／L (N(CH2CH2OH)3) 温度 50～60℃ 阴极电流密度 l～15A／dm2 阳极 合金板 含锡10～20%

(3) 镀后处理

120℃恒温处理。泵体的常用材料为HT120～40铸铁和铸铝合金。

泵体的二支承中心距偏差为0.03～0.04mm；

二支承孔中心线的不平行度偏差为0.01～0.02mm； 支承孔轴线对端面的垂直度为0.01～0.012mm； 支承孔本身的圆度和圆柱度均为0.01mm； 齿轮孔和支承孔的同轴度为0.02mm； 泵体内壁粗糙度为0.8； 轴孔粗糙度为1.6；

镀后机加工达到上述要求即可。

2 泵轴的修复

一般长、短轴与滚针的接触处容易磨损。磨损严重时，可用镀铬工艺修复。

齿轮轴一般用45号钢、40Cr、20Cr。 热处理后表面硬度为HRC60左右； 圆度和圆柱度均不得大0.005mm；

轴颈与安装齿轮部分轴的配合表面同轴度为0.01mm； 两轴颈的同轴度为0.02～0.03mm。 3 齿轮的修复 (1)齿形

用油石去除拉伤或己磨成多棱形部位的毛刺，再将齿轮啮合面调换方位适当对研，可继续使用。肉眼观察能见到的严重磨损件，应更换齿轮。

(2)齿轮圆

对于低压齿轮泵，齿轮圆的磨损，对容积效率影响不大，但对高中压齿轮泵，则应电镀外圆或更换齿轮。

机加工时，齿形精度对中高压齿轮泵为6～7级，中低压为7～8级；

内孔与齿顶圆同轴度允差小于0.02mm； 两端面平行度误差小于0.007mm；

内孔、齿项圆、两端面粗糙度为0.4μm。 2.10 齿轮泵快速修复方法

齿轮泵损坏的主要形式是轴套、泵壳和齿轮的均匀磨损和划痕，均匀磨损量一般在0.02～0.50 mm之间，划痕深度一般在0.05～0.50mm之间。在一些情况下由于受现场的，损坏后急需在短时间内修复，而且还必须考虑维修后齿轮泵的二次使用寿命以及维修成本与维修工作的现场可操作性。

1 齿轮泵表面电弧喷涂技术 (1)电弧喷涂的原理及特点

电弧喷涂技术近年来在材料、设备和应用方面发展很快，其工作原理是将两根被喷涂的金属丝作熔化电极，由电动机

变速驱动，在喷产生短路引发电弧而熔化，借助压缩空气雾化成微粒并高速喷向经预处理的工件表面，形成涂层。它是一种喷涂效率高、结合强度高、涂层质量好的喷涂方法，具有能源利用率高、设备投资及使用成本低、设备比较简单、操作方便灵活、便于现场施工以及安全等优点。

(2)齿轮泵的电弧喷涂修理工艺

轴套内孔、轴套外圆、齿轮轴和泵壳的均匀磨损及划痕在0.02～0.20mm之间时，宜采用硬度高、与零件体结合力强、耐磨性好的电弧喷涂修理工艺。电弧喷涂的工艺过程如图7所示。在喷涂工艺流程中，要求工件无油污、无锈蚀，表面租糙均匀，预热温度适当，底层结合均匀牢固，工作层光滑平整，材料颗粒熔融粘结可靠，耐磨性能及耐蚀性能良好。喷涂层质量好坏与工件表面处理方式及喷涂工艺有很大关系，因此，选择合适的表面处理方式和喷涂工艺是十分重要的。此外，在喷砂和喷涂过程中要用薄铁皮或铜皮将与被喷涂表面相邻的非喷涂部分捆扎。 工件表面喷涂粘结喷涂工冷涂层预 预处理 底层 却 作层 加工 热

图7 电弧喷涂的工艺过程

1)工件表面预处理涂层与基体的结合强度与基体清洁度和粗糙度有关。在喷涂前，对基体表面进行清洗、脱脂和表面粗糙化等预处理是喷涂工艺中一个重要工序。首先应对喷涂部分用汽油、丙酮进行除油处理，用锉刀、细砂纸、油石将疲劳层和氧化层除掉，使其露出金属本色。然后进行粗化处理，粗化处理能提供表面压应力，增大涂层与基体的结合面积和净化表面，减少涂层冷却时的应力，缓和涂层内部应力，所以有利于粘结力的增加。喷砂是最常用的粗化工艺，砂粒以锋利、坚硬为好，可选用石英砂、金刚砂等。粗糙后的新鲜表面极易被氧化或受环境污染，因此要及时喷涂，若

放置超过4h则要重新粗化处理。

2)表面预热处理涂层与基体表面的温度差会使涂层产生收缩应力，引起涂层开裂和剥落。基体表面的预热可降低和防止上述不利影响。但预热温度不宜过高，以免引起基体表面氧化而影响涂层与基体表面的结合强度。预热温度一般为80～90 0C，常用中性火焰完成。

3)喷粘结底层在喷涂工作涂层之前预先喷涂一薄层金属为后续涂层提供一个清洁、粗糙的表面，从而提高涂层与基体间的结合强度和抗剪强度。粘接底层材料一般选用铬铁镍合金。选择喷涂工艺参数的主要原则是提高涂层与基材的结合强度。喷涂过程中喷与工件的相对移动速度大于火焰移动速度，速度大小由涂层厚度、喷涂丝材送给速度、电弧功率等参数共同决定。喷与工件表面的距离一般为150 mm左右。电弧喷涂的其他规范参数由喷涂设备和喷涂材料的特性决定。

4)喷涂工作层应先用钢丝刷刷去除粘结底层表面的沉积物，然后立即喷涂工作涂层。材料为碳钢及低合金线材，使涂层有较高的耐磨性，且价格较低。喷涂层厚度应按工件的磨损量、加工余量及其他有关因素(直径收缩率、装夹偏差量、喷涂层直径不均匀量等)确定。

5)冷却喷涂后工件温升不高，一般可直接空冷。

6)喷涂层加工。机械加工至图纸要求的尺寸及规定的表面粗糙度。

2 齿轮泵表面粘涂修补技术 （1）表面粘涂的原理及特点

近年来表面粘涂技术在我国设备维修中得到了广泛的应用，适用于各种材质的零件和设备的修补。其工作原理是将加入二硫化钼、金属粉末、陶瓷粉末和纤维等特殊填料的胶粘剂，直接涂敷于材料或零件表面，使之具有耐磨、耐蚀等功能，主要用于表面强化和修复。它的工艺简单、方便灵活、安全可靠，不需要专门设备，只需将配好的胶涂敷于清理好的零件表面，待固化后进行修整即可，常在室温下操作，不会使

零件产生热影响和变形等。 （2）粘涂层的涂敷工艺

轴套外圆、轴套端面贴合面、齿轮端面或泵壳内孔小面积的均匀性磨损量在0.15～0.50 mm之间、划痕深度在0.2mm以上时，宜采用粘涂修补工艺。粘涂层的涂敷工艺过程如图28所示。 初预加工最涂固配制修整、化 清后清洗及敷 修补清理或活化处理 剂 后加工 洗

图8 粘涂层的涂敷工艺过程

粘涂工艺实际施工要求相当严格，既要选择合适的胶粘剂，还要按照正确的工艺方法进行粘涂。

①初清洗零件表面绝对不能有油脂、水、锈迹、尘土等。应先用汽油、柴油或煤油租洗，最后用丙酮清洗。

②预加工用细砂纸打磨成一定沟槽网状，露出基体本色 ③最后清洗及活化处理用丙酮或专门清洗剂进行。然后用喷砂、火焰或化学方法处理，提高表面活性。

④配制修补剂。修补剂在使用时要严格按规定的比例将本剂(A)和固化剂)充分混合，以颜色一致为好，并在规定的时问内用完，随用随配。

⑤涂敷用修补剂先在粘修表面上薄涂一层，反复刮擦使之与零件充分浸润，然后均匀涂至规定尺寸，并留出精加工余量。涂敷中尽可能朝一个方向移动，往复涂敷会将空气包裹于胶内形成气泡或气孔。

⑥固化用涂有脱模剂的钢板压在工件上，一般室温固化需24h加温固化（约80℃)需2～3h。

⑦修整、清理或后加工进行精镗或用什锦锉、细砂纸、油石将粘修面精加工至所需尺寸。