Bucher齒輪泵齒輪結(jié)構(gòu)
高粘度齒輪泵的齒輪常見的有直齒、斜齒、人字齒、螺旋齒，齒廓主要有漸開線和圓弧型式。通常小型齒輪泵多采用漸開線直齒輪，高溫齒輪泵常采用變位齒輪，輸送高粘度、高壓聚合物熔體的熔體泵多采用漸開線斜齒輪。齒輪與軸制成一體，其剛性及可靠性高于齒輪與軸單獨制造的齒輪泵。國外低壓齒輪泵的齒輪常采用方形結(jié)構(gòu)，即齒輪的齒寬等于齒頂圓直徑。而高壓場合使用的高粘度齒輪泵的輪齒寬度小于其齒頂圓直徑，這是為了減小齒輪的徑向受壓面積，降低齒輪、軸承的載荷
泵體及加熱方式
一般來說，齒輪泵的泵殼越重，其耐溫度、耐壓強度也越高。泵體材料常采用球墨鑄鐵，亦可采用鑄造鋁合金硬模熔鑄而成，或采用擠壓鋁合金型材加工制造。當(dāng)輸送的介質(zhì)具有腐蝕性時，可采用成本較高的不銹鋼材料。國外高粘度齒輪泵多采用含鎳、鉻量高的合金鋼作為泵殼材料，這種材料在強度、可靠性及成本方面的綜合性能較好。為解決齒輪泵的困油現(xiàn)象，通常在泵蓋上開設(shè)對稱的卸荷槽，或向低壓側(cè)方向開設(shè)不對稱卸荷槽，吸液側(cè)采用錐形卸荷槽，排液側(cè)為矩形卸荷槽，卸荷槽的深度也比液壓工業(yè)中所用的齒輪泵要深
由于高粘度齒輪泵輸送的介質(zhì)粘度較高，為減小流動阻力，提高泵的吸液能力，必須對介質(zhì)進行加熱或保溫。通常采用電熱元件加熱，可使粘性液體受熱均勻。若溫度波動不大，輸送的高粘度液體容易發(fā)生降解時，建議采用流體加熱方式，特別是排量大的齒輪泵。流體加熱又分內(nèi)置、外置式結(jié)構(gòu)。所謂內(nèi)置式是指在齒輪泵泵體或端蓋的內(nèi)部設(shè)計突熱套，外置式則是通過螺栓將夾熱套與泵體聯(lián)接在一起。往夾套內(nèi)通入蒸汽、導(dǎo)熱油，還是冷卻水，要根據(jù)介質(zhì)具體情況而定。內(nèi)置式適用于對輸送液體溫度均勻性要求較高，或要求對高溫液體進行均勻冷卻的場合。當(dāng)電加熱方式缺乏安全性或?qū)囟瓤刂埔蟛桓邥r，可采用外置式結(jié)構(gòu)。美國VIKING公司生產(chǎn)的內(nèi)嚙合齒輪泵，其泵頭部分的夾套可以對輸送流體的溫度進行控制，無論是在高溫或低溫環(huán)境下，均可帶外置式夾套
軸承材料、結(jié)構(gòu)與潤滑
高粘度齒輪泵的軸承通常采用滑動軸承，并在軸承內(nèi)壁的非承載面上專門設(shè)計螺旋式流道，螺旋槽的旋向與齒輪軸的轉(zhuǎn)向相同。軸承外端與泵的進液口相通，軸承內(nèi)端的螺旋槽與輪齒根部（真空部位）相通。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，借助螺旋作用及軸承兩端的壓力差，將軸承外部的低溫液體吸入軸承，對軸承進行潤滑和冷卻后，流入剛脫開嚙合的齒間，構(gòu)成一個潤滑充分、散熱快的螺旋自吸式低壓潤滑系統(tǒng)。該潤滑方式的優(yōu)點是：進入軸承的潤滑液全部是低溫介質(zhì)，粘性潤滑液易于形成承載能力強的動壓油膜。大量的潤滑液循環(huán)不斷地帶走軸承的熱量，對軸承起到良好的潤滑和冷卻作用。由于有充足的液體去填充剛脫離嚙合的輪齒根部，大大改善了齒輪泵的自吸性能，避免了吸空現(xiàn)象，不僅可以提高容積效率，也有利于減輕氣蝕、降低噪聲。四川省機械研究設(shè)計院采用將滑動軸承浸泡在介質(zhì)中，并通過特殊孔道強制潤滑，該技術(shù)已在維綸、滌綸、橡膠、樹脂、化肥等領(lǐng)域的齒輪泵上獲得成功應(yīng)用
軸承的材料常用工具鋼，并經(jīng)表面硬化處理，以提高它的抗膠合能力。如果輸送介質(zhì)含磨損性顆粒，則應(yīng)采用很硬的軸承材料，如陶瓷。近年來，GS－1聚四氟乙烯鋼鐵復(fù)合材料被認為是較為理想的滑動軸承材料。它由冷軋薄鋼板（基體）、燒結(jié)球形多孔青銅粉或銅網(wǎng)（中間層）、聚四氟乙烯（表面層）三層材料復(fù)合而成，兼有金屬和聚四氟乙烯塑料的優(yōu)點。在此材料的基礎(chǔ)上，上海材料研究所又研制出性能更優(yōu)的SF型三層復(fù)合自潤滑材料，它以青銅絲網(wǎng)代替青銅粉層，表層的塑料配方經(jīng)過精心篩選。這種軸承材料耐疲勞、承載能力高、摩擦系數(shù)小、使用壽命長，是提高齒輪泵技術(shù)性能的新穎軸承材料
吸排油口
高粘度齒輪泵的吸液口管徑一般較大，有時采用擴散形吸液口來擴大低壓區(qū)的容積，以降低入口液體的流速，減小泵的吸液阻力。這種結(jié)構(gòu)還可以減小作用在軸頸及軸承上的徑向力，延長高粘度齒輪泵的使用壽命
止回閥與安全閥
在齒輪泵的輸出管路上安裝有一個止回閥，這樣在檢修泵及輸出管道時，系統(tǒng)中的液體不至于倒流；齒輪泵帶負荷停車時，在其輸出管道內(nèi)產(chǎn)生局部真空，可防止泵倒轉(zhuǎn)。高粘度齒輪泵的出口管路上還設(shè)置安全閥等保護裝置，這樣一旦泵的出口通道發(fā)生堵塞，就可以打開安全閥卸壓。安全閥可以與泵體或泵蓋鑄成一體，也可以單獨裝配。

一、Bucher齒輪泵按齒輪嚙合形式分：
(l)外嚙合式;(2)內(nèi)嚙合式。
外嚙合齒輪泵的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕、制造維護方便、價格低廉、工作可靠、自吸能力強、對油液污染不敏感等。它的不足是齒輪承受不平衡的徑向液壓力，軸承磨損嚴重，泄漏量大。工作壓力的提高受到徑向液壓力和容積效率的限制;流量脈動大，噪聲高。
內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕。由于齒輪同向旋轉(zhuǎn)，齒面相對滑動速度小、磨損輕微、使用壽命長、流量脈動遠比外嚙合齒輪泵小，因而噪聲比較小。內(nèi)嚙合齒輪泵允許使用較高的轉(zhuǎn)速，可獲得較高的容積效率。但是內(nèi)嚙合齒輪泵同樣存在著徑向液壓力不平衡的問題，限制了其工作壓力的進一步提高。另外，齒輪泵的排量不可調(diào)節(jié)，在一定程度上限制了其使用的范圍[2]。
二、按照尺形曲線分：
在外嚙合齒輪泵中，齒輪的齒形曲線一般都采用漸開線齒形(也有用圓弧齒形的);在內(nèi)嚙合齒輪泵中，除了可采用漸開線齒形外，還可采用擺線齒形、圓弧齒形。外嚙合漸開線齒形結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、工作可靠，相對噪聲較葉片泵、柱塞泵大;內(nèi)嚙合漸開線齒形相對外嚙合齒輪泵噪聲低;內(nèi)嚙合直線一一直線共扼齒形、內(nèi)嚙合擺線齒形工藝加工要求高、相對復(fù)雜、成本高[3]。
三、按齒面形式分：
(1)直齒齒輪式:(2)斜齒齒輪式;③人字齒齒輪式;(4)圓弧齒面的齒輪式。
其中斜齒、人字齒、圓弧齒與直齒相比，嚙合性能好一些，嚙合無聲、無撞擊，壽命較長。但由于斜角不能太大，故對流量波動性的改善不很明顯;如果斜角太大，會使吸壓油腔相通，所以應(yīng)用不多。
四、按照嚙合齒輪的個數(shù)分：
(1)二齒輪式;(2)多齒輪式:多齒輪組成并聯(lián)的多個齒輪泵，能同時向多個執(zhí)行元件供給壓力油;多齒輪也可組成串聯(lián)的多個齒輪泵，以使液體獲得更高的壓力。
五、按照級數(shù)分：
(l)單級齒輪泵;(2)多級齒輪泵(將多個齒輪泵串聯(lián)而成，可使輸出液體的壓力增高)
Bucher齒輪泵工作原理
一、結(jié)構(gòu)及工作原理
一臺完整的齒輪泵包括馬達、減速器、聯(lián)軸器和泵頭幾部分，泵頭部分由泵殼、前后側(cè)蓋、齒輪軸、滑動軸承和軸封構(gòu)成。高溫齒輪泵屬于正位移泵，工作時依靠主、從動齒輪的相互嚙合造成的工作容積變化來輸送熔體。工作容積由泵體、齒輪的齒槽及具有側(cè)板功能的軸承構(gòu)成
當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時，熔體即進入吸入腔兩齒輪的齒槽中，隨著齒輪轉(zhuǎn)動，熔體從兩側(cè)被帶入排出腔，齒輪的再度嚙合，使齒槽中的熔體被擠出排出腔，壓送到出口管道。只要泵軸轉(zhuǎn)動，齒輪就向出口側(cè)壓送熔體，因此泵出口可達到很高的壓力，而流量與排出壓力基本無關(guān)。

二、Bucher齒輪泵運行管理
1、日常維護
（l）泵的解體和清洗，升、降溫，起停都應(yīng)嚴格按照規(guī)定操作，以避免不應(yīng)有的損失。
（2）應(yīng)注意保持增壓泵人口壓力的穩(wěn)定，使其具有穩(wěn)定的容積效率，以有利于泵本身運行和下游紡絲質(zhì)量的穩(wěn)定。
（3）人口為負壓的填料軸封泵，應(yīng)保持填料函處壓力高于外界大氣壓。背壓降低時，應(yīng)及時調(diào)整填料函的壓力，否則會使泵吸入空氣，造成鑄帶條斷帶，影響切粒，導(dǎo)致切粒機放流。
（4）要經(jīng)常檢查熱媒夾套的溫度，主體與前、后蓋的熱媒溫度要保持一致。
（5）每一次產(chǎn)量提高時，要將當(dāng)時的產(chǎn)量、轉(zhuǎn)速、出、入口壓力、電流值記錄下來，并將前后數(shù)據(jù)加以比較，認真分析，以便盡早發(fā)現(xiàn)異常，及時處理。
2、常見故障及對策如下：
(1)故障現(xiàn)象：泵不能排料
故障原因：a、旋轉(zhuǎn)方向相反；b、吸入或排出閥關(guān)閉；c、入口無料或壓力過低；d、粘度過高，泵無法咬料。
對策：a、確認旋轉(zhuǎn)方向；b、確認閥門是否關(guān)閉；c、檢查閥門和壓力表；d、檢查液體粘度，以低速運轉(zhuǎn)時按轉(zhuǎn)速比例的流量是否出現(xiàn)，若有流量，則流入不足。
(2)故障現(xiàn)象:泵流量不足
故障原因：a、吸入或排出閥關(guān)閉；b、入口壓力低；c、出口管線堵塞；d、填料箱泄漏；e、轉(zhuǎn)速過低
對策：a、確認閥門是否關(guān)閉；b、檢查閥門是否打開；c、確認排出量是否正常；d、緊固，大量泄露漏影響生產(chǎn)時，應(yīng)停止運轉(zhuǎn)，拆卸檢查；e、檢查泵軸實際轉(zhuǎn)速。
(3)故障現(xiàn)象：聲音異常
故障原因：a、聯(lián)軸節(jié)偏心大或潤滑不良；b、電動機故障；c、減速機異常；d、軸封處安裝不良；e、軸變形或磨損
對策：a.找正或充填潤滑脂; b.檢查電動機; c.檢查軸承和齒輪; d.檢查軸封; e.停車解體檢查
(4)故障現(xiàn)象:電流過大
故障原因：a、出口壓力過高；b、熔體粘度過大；c、軸封裝配不良；d、軸或軸承磨損；e、電動機故障；
對策：a、檢查下游設(shè)備及管線；b、檢驗粘度；c、檢查軸封，適當(dāng)調(diào)整；d、停車后檢查，用手盤車是否過重；e、檢查電動機。
(5)故障現(xiàn)象:泵突然停止
故障原因：a、停電；b、電機過載保護；c、聯(lián)軸器損壞；d、出口壓力過高，聯(lián)鎖反應(yīng)；e、泵內(nèi)咬入異常；f、軸與軸承粘著卡死。
對策：a、檢查電源；b、檢查電動機；c、打開安全罩，盤車檢查；d、檢查儀表聯(lián)鎖系統(tǒng)；e、停車后，正反轉(zhuǎn)盤車確認；f、盤車確認。
說明：以上故障現(xiàn)象和對策是一一對應(yīng)關(guān)系

三、Bucher齒輪泵提高運行壽命的措施
1、因泵體在高溫下運轉(zhuǎn)，故冷態(tài)安裝時配管上應(yīng)設(shè)鉸支座，以防升溫后配管位移。
2、聯(lián)軸節(jié)必須在泵體升溫后熱找正，以避免運轉(zhuǎn)時造成附加力矩。
3、泵出口壓力測點要設(shè)聯(lián)鎖停止報警，否則，一旦排出管道受阻，易造成泵體損壞。
4、泵起動時，在出口無壓力形成時，不可盲目提速，以防止軸或軸承過早損壞。
5、清洗移液時，不要用泵輸送清洗液，應(yīng)拆下內(nèi)件，移液結(jié)束后再安裝，以免泵內(nèi)混入異物。
6、泵體熱媒夾套的溫度可稍低于前后夾套管的熱媒溫度。因為熔體粘度與剪切率成遞減函數(shù)關(guān)系，齒輪的擠壓，軸承的剪切將使熔體溫度經(jīng)過泵后上升3～5℃，降低熱媒溫度可防止熔體降解。資料表明，通過降低軸承區(qū)的溫度，可大大增加軸承的承載能力，不需要更換大容量的泵，僅僅通過增加轉(zhuǎn)速就可使用齒輪泵的輸出能力增加50%。
7、提速要緩慢進行，不要使前后壓力急劇上升，以免損壞軸承或使熔體堵塞潤滑通道。
8、泵出口后面的熔體過濾器要定期更換，不要長期在高壓乃至壓力上限運行。
9、定期更換軸承可節(jié)省檢修費用。當(dāng)發(fā)現(xiàn)軸或軸承內(nèi)表面磨損量接近硬化層的厚度時，可將軸打磨后再次使用，而只更換軸承，這可使泵軸的壽命延長8～10年。
10、如遇停電或熱媒循環(huán)中斷超過3Omin，則應(yīng)將泵解體清洗后重新組裝，以免因熔體固化、裂解等造成軸承潤滑不暢而使泵損壞。
BUCHER齒輪泵是輸送高粘度液體較為理想的設(shè)備，其應(yīng)用范圍廣泛。
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