齿轮泵是最常用的一种容积式液压泵，其通过一对或多对齿轮的相对啮合运动来实现液体的吸入和排出。齿轮泵具有结构简单、成本低、运行可靠的特点，广泛应用于液压传动系统、润滑系统以及各种工业流体输送场景。
齿轮泵的分类
根据齿轮结构和设计，齿轮泵主要可以分为以下两类：
1. 外啮合齿轮泵
- 两个齿轮分别为驱动轮和从动轮，位于一个密闭的壳体内，其齿轮在外侧啮合。
- 特点：
- 压力高，流量较大。
- 比较常见，用途广泛。
- 结构简单，容易制造。
2. 内啮合齿轮泵
- 由一个外齿轮和一个内齿轮组成，两齿轮在内侧啮合。
- 一般由月牙形隔板分隔吸入腔和排出腔。
- 特点：
- 流量脉动小，运行噪音低。
- 适合中、高粘度液体的输送。
- 结构较复杂，更多用于特定场合。
齿轮泵的结构组成
齿轮泵的结构相对简单，主要包括以下部分：
- 齿轮：
- 核心部件，通过旋转和啮合进行液体的输送。
- 包括驱动齿轮（主动轮）和从动齿轮。
- 泵体：
- 包括外壳，用于容纳齿轮和形成密闭的工作腔，同时设有吸入口和排出口。
- 泵盖：
- 封闭泵体，并提供必要的支撑。
- 轴承或滑动轴承：
- 支撑齿轮轴并减少摩擦。
- 密封件：
- 防止液体泄漏或外部杂质进入。
- 月牙形隔板（仅内啮合齿轮泵中）：
- 分离进油和出油区域，确保排出液体的稳定性。
齿轮泵的工作原理
齿轮泵的运行主要基于容积变化的原理。当齿轮在泵体内旋转时，液体被连续吸入、输送并排出。具体过程如下：
外啮合齿轮泵工作过程：
- 吸油阶段：
- 当齿轮开始旋转时，在吸油腔（进油口）处，齿轮脱离啮合，齿间产生容积增大，形成负压。
- 液体在大气压力作用下被吸入泵腔。
- 输送阶段：
- 被吸入的液体充满齿间空间，并随着齿轮的旋转沿泵壳内壁从吸油口移动到排油口。
- 此过程中液体不会回流，因为齿轮啮合处形成的反向密封隔离了吸油腔和排油腔。
- 排油阶段：
- 到达排油腔时，齿轮逐渐进入啮合，使齿间容积减小，液体被挤压排出泵体的排油口。
齿轮泵的特点
优点：
- 结构简单、紧凑：
- 制造成本低，维护方便，易损件少。
- 运行可靠：
- 使用过程中不易出现故障，适用于长期连续运行。
- 适用范围广：
- 能够输送多种液体，包括普通液压油、润滑油，以及高粘度或腐蚀性液体。
- 定量输送：
- 齿轮泵的排量与转速成正比，容易实现流量控制。
- 自吸能力强：
- 能自动吸入液体，不需复杂的引液装置。
缺点：
- 压力有限：
- 一般工作压力适中，不适合需要极高压力的液压系统。
- 流量脉动：
- 因为齿轮啮合的存在，流体可能会出现一定的压力脉动，导致输送不够平稳。
- 噪音和磨损：
- 在高速工况下可能产生噪声，齿轮和泵壳之间存在机械磨损。
- 不适合输送含固颗粒液体：
- 固体颗粒可能卡住齿轮或加速磨损。
齿轮泵的性能参数
常用参数包括：
- 排量：每转排出的液体体积，一般以 m³/转 或 L/min 表示。
- 工作压力：齿轮泵所能承受的液体压力范围（通常低于 25MPa）。
- 转速：齿轮泵的运行速度，一般在 500~3000 转/分钟范围。
- 效率：
- 容积效率：实际排量与理论排量的比值，受泄漏影响。
- 机械效率：输出功率与输入功率的比值。
齿轮泵的应用领域
- 液压系统：
- 如工程机械（挖掘机、叉车）、机床系统中的液压动力源。
- 润滑系统：
- 用于润滑油的输送和循环系统。
- 化工行业：
- 输送粘性液体如润滑剂、沥青、高分子原料等。
- 汽车领域：
- 在发动机的机油泵、变速箱润滑系统中应用。
- 食品与医药行业：
- 用于输送食品浆料、糖浆、药液等。
- 船舶设备：
- 如燃油泵、润滑油泵。
齿轮泵选型与使用注意事项
选型时需考虑：
- 介质特性：
- 粘度、腐蚀性、是否含颗粒。
- 系统压力：
- 选择匹配泵体耐压能力的型号。
- 流量需求：
- 根据使用场景确定排量。
- 工作环境：
- 如高温、低温、腐蚀性工况，选择合适材料（如不锈钢、铸铁等）。
使用时需注意：
- 避免空转：
- 齿轮泵不能长时间空转，否则可能导致过热和损坏。
- 定期检查密封件：
- 避免泄漏或液体回流。
- 勤检查齿轮间磨损情况：
- 磨损过重会影响效率。
- 过滤器保护：
- 液体中不能有固体颗粒，必要时安装过滤装置。
总结
齿轮泵作为一种经典的容积式液压泵，凭借结构简单、耐用性好、成本较低的优点，被广泛应用于各种液压和流体输送领域。但其压力和效率在某些高端应用中可能会被柱塞泵、叶片泵等更高性能的液压泵替代。在实际选型和使用中，应根据工作条件、流量和压力要求合理选择齿轮泵的类型和材质，以达到最佳的性能发挥。
