齿轮泵的泄漏
出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册上册》第539页（3719字）
(1)齿轮泵泄漏的途径
齿轮泵中有多处间隙泄漏通道。齿轮泵的结构设计、加工精度和技术要求等基本上都是为了在各种条件下(转速、压力、温度)，最大限度地减少间隙泄漏以提高和保证泵的使用性能。齿轮泵的泄漏途径有如下几方面：
A．端面间隙泄漏
齿轮泵端面间隙泄漏是指齿轮端面和轴套或侧板、盖板之间平行平面间的间隙泄漏。泄漏量与间隙大小和压力的三次方成正比，是齿轮泵泄漏的主要途径，一般占总泄漏的80%左右，见图13．4－1。
图13．4－1 齿轮泵的泄漏途径
B．径向间隙泄漏
齿轮泵径向间隙泄漏指高压油通过齿顶圆与泵体内孔的间隙向低压腔泄漏，这一部分泄漏量一般为总泄漏量的10%－15%。
C．齿轮啮合线处泄漏
由于啮合线接触不好(如齿形误差造成)，沿齿宽方向啮合线不紧密，使高压油通过啮合线向低压腔泄漏。
D．外密封处间隙泄漏
齿轮泵前后盖和泵体之间有外密封圈进行端面密封，以保证在工作状况下不向泵外渗油。当平面度差、密封圈填充压缩量不够及高压时前后盖、泵体变形等，都会造成这里的间隙变大引起液压油的泄漏。
减小齿轮泵的泄漏有多种措施。
(2)固定端面间隙
A．利用齿轮端面和泵体之间的固定端面间隙
一般低压齿轮泵，大多采用此种固定间隙进行齿轮端面密封，不带径向平衡和轴间间隙补偿结构，这类结构一般使用压力在2．5MPa以下。如CB－B型齿轮泵，见图13．3－1。
B．利用压力侧扳形成的固定间隙
在齿轮一个端面和盖板之间加一压力侧板，压力侧板一面支撑在泵体的平面上，以保证齿轮端面和压力板平面之间的间隙固定，压力板另一面有密封圈，将高压油引入使之在工作时压力板两边的轴向液压力保持平衡关系。在额定工作压力下，压力板和齿轮端面之间保证密封间隙。在冲击载荷时，压力板可以向后浮动，通过侧面间隙增大而在泵体内起卸除压力峰值的作用。在端面间隙设计上，有压力板一侧可以对少量磨损进行补偿。此类压力侧板固定间隙比无侧板固定间隙结构在同等加工精度下，压力高、寿命长。由于压力板和泵体支撑平面之间又多了一个泄漏环节，相对于浮动轴套和浮动侧板结构而言，容积效率相对低些。在加工上相对工艺要求高，主要是两定位销孔和泵体孔，前盖后盖定位销大孔和轴承中心距要求高，压力板支撑平面的平面度和深度尺寸要求亦高。作为典型结构有天津机械厂和长江液压件厂引进的G5系列。
C．利用挠性侧板形成的固定端面间隙
在泵体和两盖板之间有两个较薄的侧板使齿轮端面和侧板之间的间隙固定，通过轴向液压平衡，将压力油引入侧板和盖板平面之间，使薄的侧板在压力增高时产生相应的挠度变形以减少端面间隙，保证使用性能。由于高压时侧板的变形是不均匀的，对端面间隙的补偿也是不均匀的，对进一步提高使用压力和寿命是不利的。典型结构有榆次液压件厂CB－FB系列。
(3)用液压平衡补偿端面间隙
A用浮动轴套补偿端面间隙
将齿轮泵的齿轮轴支撑在轴套的轴承孔中，轴套端面和齿轮端面贴合，从而形成端面密封。轴套在泵体内可以轴向浮动，轴套内孔是滑动轴承。轴套可以是整体低锡铝合金轴承材料，也可以是内孔压配双金属轴承或三层复合材料轴承－－DU轴承。根据液压平衡原理，将高压油引入轴套背面，并通过专门设计的密封圈将高低压腔分开。在无压力时，依靠内密封的预压使轴承端面和齿轮端面无间隙贴合。在有压力时，由于液压平衡，使轴套两侧的压紧压力稍大于推开力，以保持在高压下，以及轴套端面磨损后还能和齿轮端面无间隙贴合。因为轴套可以轴向浮动，轴套端面磨损后可以自动补偿，这样就保证了齿轮泵在高压下的使用性能和使用寿命。
浮动轴套端面间隙自动补偿结构的齿轮泵目前是中小排量齿轮泵的典型结构。典型产品有江苏淮阴机械总厂(清江液压件一厂)CBN－E300、CBN－G300系列。
CBN－E300系列为三段式整体浮动轴套结构，轴套为低锡铝合金材料，内密封圈为矩形端面W圈，额定压力16MPa。
CBN－G300系列也是三段式整体浮动轴套结构，但前后盖为球墨铸铁，泵体形状经过优化设计，刚度好强度大，轴径比E300加大，采用DU轴承，组合式W内密封。端面外密封采用齿圈结构，泵体采用拉延型材，额定压力25MPa，最大压力32MPa。采用金属模铸造泵体，排量4～32mL／r。浮动轴套有整体式、分体式两种，工艺性有区别，目前整体式为主流。
B．用轴套加浮动侧板补偿端面间隙
针对浮动轴套结构中，轴套既作为滑动轴承，又作为密封贴合面，对轴套的材质和加工精度要求都很高，把作为滑动轴套支承的功能单独由浮动的或不浮动的轴套承担(可以是整体式轴套也可以是分体式轴套)，再加一块薄的浮动侧板，浮动侧板背面引入高压油并有内密封圈实现高低压油腔隔离的密封功能。浮动侧板只承担间隙补偿功能，这样对轴套和侧板的材料和加工精度可以分别对待，结构设计功能明确。相对于浮动轴套结构多了两块侧板，保持了工艺性较好和性能稳定的特点。典型结构如长江液压件厂的CBY系列、阜新液压件厂的CBIF系列、徐州齿轮泵厂的CBT系列，见图13．4－2。
图13．4－2 用轴套加浮动侧板补偿端面间隙
CBY系列为三段分体式轴套加浮动侧板结构，泵体前后盖均为球墨铸铁，整体刚度好，额定压力20MPa。
CBIF系列采用拉延铝型材泵体，铝合金整体浮动轴套加浮动侧板，属中小排量规格，泵的额定压力25MPa。
C．用浮动侧板补偿端面间隙
将齿轮轴的支撑轴承放在前后盖板上(三段式结构)，浮动侧板放在泵体孔内，通过液压力平衡设计，达到端面间隙自动补偿，同时采用滚动轴承。浮动侧板端面间隙自动补偿结构典型产品有徐州高压齿轮泵厂的CB－P、CB－L型以及A230－55型。
CB－P系列采用二段式结构、滚动轴承和浮动侧板。齿形为双模数双压力角非对称齿形。
CB－L系列采用三段式滚动轴承浮动侧板结构，浮动侧板上采用密封条密封，用密封环二次密封结构。
采用滑动轴承浮动侧板的典型产品有榆次液压件厂的CBD系列。
(4)减小径向间隙(扫膛法)
随着工作压力的提高，大批量生产中齿轮泵齿顶和泵体内孔径向间隙的控制要求很小、很均匀是困难的。针对齿轮热处理后硬度高，齿顶尖薄，铝合金泵体或铸铁泵体材料硬度相对低得多的特点，在尺寸链设计时，将泵体内孔和齿顶之间的低压吸油腔侧的间隙设计成零间隙到少量过盈，这样在试验加载磨合时，在径向力的作用下，齿轮齿形顶部，对泵体的低压侧内孔进行微量的“刮削”称之为“扫膛”。“扫膛”后的内孔和齿轮齿顶间隙理论上为零，压力越高，由于径向力作用，间隙越小，有利于减少径向泄漏，同时由于径向尺寸差，“扫膛”部分只包容低压侧的1．5～2个齿的包角，这样在大批量生产中，通过“扫膛”密封，可保证有1．5～2个齿的有效径向间隙密封。
目前，凡是采用浮动轴套、浮动侧板、浮动轴套加浮动侧板和铝泵体或铸铁泵体的，基本上都采用“扫膛”的方法减小径向间隙。