—齿轮泵在wy—100型履带式单斗液压挖掘机液压系统中的应用本科学位论文.doc

2
……………………………………⊙……装…………………………⊙……订………………………⊙……线………………………………………

齿轮泵在WY—100型履带式单斗液压挖掘机液压系统中的应用
摘要
齿轮泵的概念是很简单的即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。由于结构简单、价格便宜等优点，得到了广泛应用。
关键词：齿轮泵 挖掘机 液压

Gear pump in the WY - 100 type crawler type hydraulic excavator hydraulic system
Summary
Gear pump concept is very simple : it is the most basic form is two identical gear in a closely intermeshing rotary shell, the shell is similar to the figure "8", the two gear is installed on the inside, outside and two sides of the gear casing closely. From an extruder material in a suction port into the two intermediate gear, and fill this space, with the teeth rotate along the casing movement, finally in two teeth from. Because of the simple structure, cheap price advantage, widely used.
Keyword: gear pump excavation hydraulic pressure

2
35
……………………………………⊙……装…………………………⊙……订………………………⊙……线………………………………………

目录
摘要 1
第一章 绪论 1
1.1齿轮泵简介 1
1.2齿轮泵的应用 3
1.2.1泵的发展历史 3
1.2.2齿轮泵的技术发展趋势 5
第2章 齿轮泵的原理及结构 8
2.1齿轮泵的基本原理 8
2.1.1齿轮泵的工作原理 8
2.2齿轮泵的基本结构 9
2.2.1齿轮泵结构分析 9
2.2.2齿轮泵的内部结构形式及特点 10
2.3齿轮泵的主要性能参数 11
2.4齿轮泵的典型产品 13
2.4.1外啮合齿轮泵的主要产品 13
2.4.2内啮合齿轮泵主要产品 14
2.5 CB-B型外啮合齿轮泵 15
2.5.1CB-B型外啮合齿轮泵的总体结构 15
2.5.2CB-B型外啮合齿轮泵的参数 16
第三章齿轮泵在WY—100型挖掘机中的应用 18
3.1履带式单斗液压挖掘机液压并联组合回路 19
3.1.1并联组合回路的机械联动阀外合流方式 19
3.1.2并联组合回路的机械联动阀内合流方式 20
3.2国产WY—100型履带式单斗液压挖掘机 21
3.2.1 WY—100型挖掘机的组成与结构特点 21
3.2.2国产WY—100型履带式单斗液压挖掘机液压系统 23
3.3齿轮泵在WY—100型挖掘机中的应用 24
第四章WY—100型挖掘机中齿轮泵常见故障和维护 26
4.1WY—100型挖掘机中齿轮泵常见故障和排除 26
4.1.1WY—100型挖掘机中齿轮泵的一般故障 26
4.1.2 WY—100型挖掘机中齿轮泵的技术故障 28
4.2WY—100型挖掘机中齿轮泵安装要求 31
4.3WY—100型挖掘机中齿轮泵的维护 33
参考文献 34
致 谢 35

第一章 绪论
1.1齿轮泵简介
齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出处阻力的大小。
齿轮泵的概念是很简单的，即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互

图1-1齿轮泵原理图

齿轮泵啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。
在术语上讲，齿轮泵也叫正排量装置，即像一个缸筒内的活塞，当一个齿进入另一个齿的流体空间时，液体就被机械性地挤排出来。因为液体是不可压缩的，所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间，这样，液体就被排除了。由于齿的不断啮合，这一现象就连续在发生，因而也就在泵的出口提供了一个连续排除量，泵每转一转，排出的量是一样的。随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出流体。泵的流量直接与泵的转速有关。
实际上，在泵内有很少量的流体损失，这使泵的运行效率不能达到100%，因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝不可能无间隙配合，故不能使流体100%地从出口排出，所以少量的流体损失是必然的。然而泵还是可以良好地运行，对大多数挤出物料来说，仍可以达到93%～98%的效率。
对于粘度或密度在工艺中有变化的流体，这种泵不会受到太多影响。如果有一个阻尼器，比如在排出口侧放一个滤网或一个限制器，泵则会推动流体通过它们。如果这个阻尼器在工作中变化，亦即如果滤网变脏、堵塞了，或限制器的背压升高了，则泵仍将保持恒定的流量，直至达到装置中最弱的部件的机械极限(通常装有一个扭矩限制器)。
对于一台泵的转速，实际上是有限制的，这主要取决于工艺流体，如果传送的是油类，泵则能以很高的速度转动，但当流体是一种高粘度的聚合物熔体时，这种限制就会大幅度降低。
推动高粘流体进入吸入口一侧的两齿空间是非常重要的，如果这一空间没有填充满，则泵就不能排出准确的流量，所以PV值(压力×流速)也是另外一个限制因素，而且是一个工艺变量。由于这些限制，齿轮泵制造商将提供一系列产品，即不同的规格及排量(每转一周所排出的量)。这些泵将与具体的应用工艺相配合，以使系统能力及价格达到最优。

图1-2 PEP－II泵

PEP－II泵的齿轮与轴共为一体，如图1—2所示，采用通体淬硬工艺，可获得更长的工作寿命。“D”型轴承结合了强制润滑机理，使聚合物经轴承表面，并返回到泵的进口侧，以确保旋转轴的有效润滑。这一特性减少了聚合物滞留并降解的可能性。精密加工的泵体可使“D”型轴承与齿轮轴精确配合，确保齿轮轴不偏心，以防齿轮磨损。Parkool密封结构与聚四氟唇型密封共同构成水冷密封。这种密封实际上并不接触轴的表面，它的密封原理是将聚合物冷却到半熔融状态而形成自密封。也可以采用Rheoseal密封，它在轴封内表上加工有反向螺旋槽，可使聚合物被反压回到进口。为便于安装，制造商设计了一个环形螺栓安装面，以使与其它设备的法兰安装相配合，这使得筒形法兰的制造更容易。
齿轮泵PEP－II齿轮泵带有与泵的规格相匹配的加热元件，可供用户选配，这可保证快速加温和热量控制。与泵体内加热方式不同，这些元件的损坏只限于一个板子上，与整个泵无关。
齿轮泵由一个独立的电机驱动，可有效地阻断上游的压力脉动及流量波动。在齿轮泵出口处的压力脉动可以控制在1%以内。在挤出生产线上采用一台齿轮泵，可以提高流量输出速度，减少物料在挤出机内的剪切及驻留时。
1.2齿轮泵的应用
齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，其主要优点是结构简单、制造方便、价格较低、体积小、重量轻、自吸性能好、对油液污染不敏感、工作可靠等。其缺点是流量和压力脉动大、排量不可排。齿轮泵被广泛应用于采矿设备、冶金设备、工程机械、农林机械中。按照其啮合形式的不同，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，其中以外啮合齿轮泵应用最广。
在全液压挖掘机中，齿轮泵的应用是最为广泛的，尤其是在其液压系统、润滑系统以及供油系统中的应用。
1.2.1泵的发展历史
泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。
水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代就已有各种提水器具，例如埃及的链泵(公元前17世纪)，中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。比较著名的还有公元前三世纪，阿基米德发明的螺旋杆，可以平稳连地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用。
公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵，已具备典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。
1840～1850年，美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的，蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。19世纪是活塞泵发展的高潮时期，当时已用于水压机等多种机械中。然而随着需水量的剧增，从20世纪20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。但是在高压小流量领域往复泵仍占有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵独具优点，应用日益增多。
回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵，但直到19世纪回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点。20世纪初，人们解决了转子润滑和密封等问题，并采用高速电动机驱动，适合较高压力、中小流量和各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。
利用离心力输水的想法最早出现在列奥纳多·达芬奇所作的草图中。1689年，法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。但更接近于现代离心泵的，则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继被发明，使得发展高扬程离心泵成为可能。
尽管早在1754年，瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末，高速电动机的发明使离心泵获得理想动力源之后，它的优越性才得以充分发挥。在英国的雷诺和德国的普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率大大提高，它的性能范围和使用领域也日益扩大，已成为现代应用最广、产量最大的泵。
1.2.2齿轮泵的技术发展趋势
能源一直以来都是全球关注的焦点，是世界发展的不可缺少的因素，当大家在倡导可持续发展的时候，节约能源就变得越来越重要了。因此为了适应社会的发展，企业在发展的时候也要加强节能观念，比如塑料制品在我们生活中是必不可少的部分，但是大部分都采用注塑成型，因此节能化就成为了当前注射机发展的一个重要方向。例如早期的齿轮泵都是全液压式，当环保节能日益成为一种发展趋势后，齿轮泵的发展也会跟着变化。
齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出处阻力的大小。
随着技术的不断进步，齿轮泵产品必将向智能化方向发展，能够对压力、流量、温度和振动等参数进行监测；能够对泵的轴、轴承和密封的状况进行评估；能够对故障的原因进行诊断等。泵行业的技术发展将集中体现在设计电子调节系统、改善驱动装置和寻求新的材料等方面。
社会的发展，人口的增多，人们的生活水平不断的提高，现在人们越来越享受生活带来的情趣，但是这样的发展给我国能源也带来了巨大的压力，因此节能在我们心中留下了深刻的印象，大家也都这寻找着可持续发展。像早期的齿轮泵都是全液压式，由于环保和节能的需要，以及伺服电机的成熟应用和价格的大幅度下降，近年来全电动式的精密齿轮泵越来越多，为了分析这一发展趋势，泵阀英才网专家将几点发展方向列出：
(1)、向机、电、仪一体化的方向发展
齿轮泵产品不论是小型的家用泵、建筑用泵等通用泵，还是大型的石化、电力等工业装置用的流程泵，都在向机、电、仪一体化的方向不断发展，使泵产品更加高效、节能，使用维护更加方便，提高可靠性，延长寿命，为用户带来更大的收益。
全液压式齿轮泵在成型精密、形状复杂的制品方面有许多独特优势，它从传统的单缸充液式、多缸充液式发展到现在的两板直压式，其中以两板直压式最具代表性，但其控制技术难度大，机械加工精度高，液压技术也难掌握。
全电动式齿轮泵有一系列优点，特别是在环保和节能方面的优势，据报道，目前较先进的全电动式齿轮泵节电可以达到70%，另外，由于使用伺服电机注射控制精度较高，转速也较稳定，还可以多级调节。但全电动式齿轮泵在使用寿命上不如全液压式齿轮泵，而全液压式齿轮泵要保证精度就必须使用带闭环控制的伺服阀，而伺服阀价格昂贵，带来成本上升。
（2）、向大型化和高速化的方向发展
随着电站、石化装置和水利工程等朝着大型化、规模化的方向发展，泵作为其配套产品必然朝着大型化和高速化的方向发展。
（3）、向多品种和多用途的方向发展
为满足不同工况和用途的需求，泵产品势必向扩大品种规格、拓展性能范围方向发展。目前国内泵产品在规格、品种和用途广泛性方面还有待于进一步提高。例如，对于高压小流量用泵、混合酸用泵和腐蚀性极强的化工浆料用泵等，还需要不断开发新品种。
电动—液压式齿轮泵是集液压和电驱动于一体的新型齿轮泵，它融合了全液压式齿轮泵的高性能和全电动式的节能优点，这种电动-液压相结合的复合式齿轮泵已成为齿轮泵技术发展方向。
在注塑产品的成本构成中，电费占了相当的比例，依据齿轮泵设备工艺的需求，齿轮泵油泵马达耗电占整个设备耗电量的比例高达50%-65%，因而极具节能潜力。全电动注射机在节能效果上具有先天的优势，但如前所述，该类机型制造成本较高，造成其应用范围受到很大的限制；同时其技术开发难度较大，目前该领域几乎是由日本企业垄断。虽然我国海太、东华等塑机企业已经推出了自主开发的全电动注射机，但其产品的技术可靠性仍然有待市场来检验。
在通用注射机上引入节能技术来开发节能型注射机，这也是当前国际、国内注射机技能技术发展的重要趋势。 此类技术主要有变频节能型、变量泵节能型和伺服控制节能型等，节能效果也可以达到30～70%的范围。
（4）、材料技术
近年来，各种新材料的开发和应用是推动泵技术发展的一个重要因素。齿轮泵的零部件采用了各种各样的新材料，所带来的好处主要是延长了泵在腐蚀性介质中的使用寿命和可靠性，并扩展了泵的使用范围。同时，涂覆技术和材料的表面处理技术在改善泵的流动特性、耐腐蚀性和耐磨性方面变得日益重要，具有广阔的应用前景。
（5）、理论与设计方法的科学化
加强泵的基础理论研究，注重交叉学科、边缘学科、新兴学科的相互渗透。理论研究的重点是：泵内部流动的测量、数值模拟及性能预测；一元黏性流动的数值计算；多相流动的理论与应用；泵的优化设计及设计的多样化。
（6）、CAD、CAM、CIMS技术的发展与推广
生产和制造的高技术化是产品“价廉物美”的根本保证。通过利用先进的计算机辅助设计和计算机辅助制造技术，不仅保证了产品的设计质量，而且缩短了设计周期，大大提高了产品设计能力，实现了设计方案的最优化，确保了产品的可靠性。同时，计算机制造集成系统(CIMS)和虚拟技术的应用，大大地缩短了泵产品的生产周期，保证了产品的性能。
总之，能源一直以来都是全球关注的焦点，是世界发展的不可缺少的因素，当大家在倡导可持续发展的时候，节约能源就变得越来越重要了。随着技术的不断进步，齿轮泵产品必将向环保、节能、智能化方向发展。

第2章 齿轮泵的原理及结构
2.1齿轮泵的基本原理
定义：依靠密封在一个壳体中的两个或两个以上齿轮，在相互啮合过程中所产生的工作空间容积变化来输送液体的泵。
2.1.1齿轮泵的工作原理
齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出处阻力的大小。
(1) 外啮合齿轮泵的工作原理

图2—1外啮合齿轮泵原理图

齿轮泵的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。
(2)外啮合齿轮泵的流量与排量
外啮合齿轮泵的排量精确计算应依据啮合原理来进行，齿轮泵的排量可以近似地等于其中一个齿轮的所有齿轮体积与齿间槽容积之和。即以齿顶圆为外圆、直径为（z—2）m的圆为内圆的圆环为底，以齿宽为高所形成的环形筒的体积，当齿轮的模数为m，齿宽为B，齿数为z时的排量V为：

实际上齿间槽的容积比齿轮的体积稍大，故通常用3.33代替上式中的，即

当驱动齿轮泵的原动机转速为n时，外啮合齿轮泵的理论流量为

外啮合齿轮泵实际流量为

实际上，由于齿轮啮合过程中压油腔容积变化率并不是均匀的，因此齿轮泵的瞬时流量是脉动的。流量脉动会直接影响到系统工作的平稳性。
2.2齿轮泵的基本结构
2.2.1齿轮泵结构分析
一台完整的齿轮泵包括马达、减速器、联轴器和泵头几部分，泵头部分由泵壳、前后侧盖、齿轮轴、滑动轴承和轴封构成。
当齿轮如图2—2所示方向旋转时，熔体即进入吸入腔两齿轮的齿槽中，随着齿轮转动，熔体从两侧被带入排出腔，齿轮的再度啮合，使齿槽中的熔体被挤出排出腔，压送到出口管道。只要泵轴转动，齿轮就向出口侧压送熔体，因此泵出口可达到很高的压力，而流量与排出压力基本无关。

图2—2齿轮泵原理图

2.2.2齿轮泵的内部结构形式及特点
齿轮泵的内部结构形式及特点如表2—1
内部结构
结构形式
特点
轴承
滑动轴承
低锡铝合金整体轴承
铜合金轴承、双金属薄壁轴承
DU轴承
滚动轴承
结构紧促，承载能力比滚动轴承大
成本较低、性能好，但承载能力有限

成本低、性能好，承载能力大，许用pv值高
摩擦系数小，机械效率高，但价格高，体积大
齿形
渐开线标准齿形
“增一齿”修正法肥齿
对称大齿高系数廋长齿
双模数双压力角非对称齿
摆线
直线—直线共轭齿形
采用标准道具加工，工艺性好
可增加齿数，降低轴承比压，降低噪音
采用特殊加工刀具，旋向不互换
用于内啮合齿轮泵，采用特殊加工工艺加工
用于内啮合齿轮泵，采用特殊加工工艺加工
断面密封
固定间隙端面密封
浮动轴套端面密封
固定侧板固定间隙密封
浮动侧板端面密封
轴套加浮动侧板密封
结构简单，但仅适用于低压
结构简单，寿命长，自动补偿磨损间隙
压力参数高于无侧板的固定间隙密封
轴向尺寸小，寿命长，自动补偿磨损间隙
性能好，寿命长，但轴向尺寸大
径向密封
固定间隙密封
低压侧扫膛密封
高压侧密封块跟踪密封
高压侧扫膛密封
结构简单，但适用于低压
结构简单，性能好，寿命长
结构复杂，体积大
结构复杂，加工工艺要求高

表2—1

2.3齿轮泵的主要性能参数
1、压力
液压泵的工作压力取决于系统中阻止油液流动的阻力，即取决于外界荷载，随荷载的变化而变化。
为充分发挥泵的效率和和保障工作安全，液压泵的产品目录（或说明书）通常规定两种压力：额定压力和最大压力。一般在泵铭牌上所标的是额定压力。额定压力是指液压泵在正常工作条件下按试验标准规定能连续运转的最高压力。额定压力使泵能充分发挥效能，并保证工作期限。最大压力是指按试验标准规定，泵在短时间内超载所允许的极限压力（由液压系统中的安全阀限定）。液压泵所能达到的最大压力有工作空间的密封性能和泵的强度而定，而液压泵工作过程中的实际工作压力决定于外界负载。压力一般用P表示，压力的法定计量单位是帕斯卡（Pa）。
2、排量、流量和容积效率
液压泵的排量是指泵每转一弧度所排出液体的体积，以q表示，其法定计量单位为。排量恒定的泵为定量泵，排量调节可变的泵为变量泵。
液压泵的流量是指泵在单位时间内输出的液体的体积，以Q表示，其法定计量单位为。
在一定压力下的液压泵的各密封间隙由漏洞。所以泵的排量和流量都有理论值和实际值之分。
液压泵的理论排量q0取决于结构参数，其计算公式可从有关液压手册查阅。
泵的理论流量等于理论排量q0和角速度的乘积，即：
（）
因为漏洞，泵的实际流量Q小于理论流量Q0；若泵的泄露量为△Q，则实际流量Q应为：

液压泵的实际流量与理论流量之比称为泵的容积效率，即：

则泵的实际流量Q为：

泵的容积效率是表示泵的内在质量的一个重要指标。泵的泄漏量除了与密封间隙、油的黏度有关外，还与泵的输出油压有关。压力升高，泄漏量增加。所以泵的实际流量是随泵的输出油压变化而变化的。
3、功率、扭矩、机械效率和总效率
液压泵的理论输出功率为PQ0，理论输出功率为。不考虑能量损失，则：

式中：P、Q0–泵的工作压力（Pa）、泵的理论流量（）；
—驱动泵所需理论扭矩（N·m）、泵的角速度（）。
将代入上式中，消去得驱动泵的理论扭矩M0为：

（N·m）
由于有液体摩擦的机械摩擦损耗，所以输入扭矩也有理论与实际之分，实际输入扭矩M大于理论输入扭矩。泵的机械效率为理论输入扭矩M0与实际输入扭矩之比，即：

泵的总效率为泵的实际输出功率pQ与实际驱动液压泵所需的功率之比，即：

4、自吸能力
液压泵的自吸能力是指泵在额定角速度下从位置低于泵的开式油箱中自行吸油的能力。自吸能力的大小常以吸油高度或真空度表示。
泵的吸油的实质是泵在工作时吸油腔形成局部真空，开式油箱中油液在大气压力作用下流入吸油腔。吸油腔真空度越大，吸油高度就越高，泵的自吸能力也就越大。但吸油腔的真空度往往受到气蚀条件的限制。一般泵所允许的吸油高不超过500mm。
2.4齿轮泵的典型产品
2.4.1外啮合齿轮泵的主要产品
1、CB—B型齿轮泵
该类型齿轮泵属于低压泵，采用固定间隙，具有结构简单、维护方便、工作可靠等优点，但不得反向旋转。适用于作为机床等低压系统或润滑系统的压力油源泵。
2、CB3型齿轮泵
该类型齿轮泵是齿轮模数为3的中高压、小排量齿轮泵，它采用整体式浮动轴套结构，有较高的容积效率，具有体积小、重量轻等优点，适用于为机床、船舶、汽车、拖拉机、推土机、叉车等机械提供液压传动系统或液压操纵装置的压力油源。
3、CB型齿轮泵
该类型齿轮泵采用铝合金壳体和浮动轴套结构，能长期保持较高的容积效率，具有结构简单、重量轻等优点，适用于工程机械、矿山机械和农业机械等作为液压传动系统的压力能源。
4、CBF—E型齿轮泵
该类型齿轮泵采用大模数、少齿数、大齿宽，因此排量相同时，CBF—E型泵的径向尺寸小。泵采用高强度的铝合金作为泵体、端盖材料，采用轴向间隙液压自动补偿结构和负载容量大的轴承，工作可靠，寿命长。适用于叉车、推土机、装载机等工程机械。
5、CBF—F型高压齿轮泵
CBF—F型高压齿轮泵的结构、特点和应用范围基本于CBF—E型相同，除作单泵外，还可以组成双联泵。
6、CBG型齿轮泵
该类型泵属于中高压齿轮泵，采用固定双金属侧板，通过轴端的二次密封减小端面间隙泄漏。具有耐冲击、维修方便、工作可靠等优点。根据需要可以组成双联泵，广泛应用于推土机、铲运机、装载机等行走机械。
7、CBL型齿轮泵
该类型齿轮泵属于中高压齿轮泵设计上采用了大滚子轴承、浮动侧板和轴封处的二次密封等结构，具有容积效率高、耐冲击等优点，根据用户需求，还可以组成双联泵。适用于工程机械、矿山机械、起重机械和农业机械等。
8、CBW型高压齿轮泵
该类型齿轮泵在结构上对齿轮端面间隙与齿顶间隙进行了液压浮动补偿，具有容积效率高、额定压力高、耐冲击和耐高温等优点，根据用户需求，可组成双联泵、三联泵等多种型式。
2.4.2内啮合齿轮泵主要产品
1、GPA型内啮合齿轮泵
该型内啮合齿轮泵是20世纪80年代引进美国Vickers公司的技术生产的，采用带月牙形楔块的结构，内装溢流阀，具有结构简单、运动平稳、压力脉动小、噪音低、工作可靠、转向任意及维修方便等优点。产品分为单泵、双联泵两个系列，单泵的排量为1.76~63.6九种规格，根据不同排量可组合成多种规格的双联泵。适用于各种机床、注塑机、压铸机、起重设备、木材及食品加工机械的液压系统。
2、NBF型内啮合齿轮泵
NBF型内啮合齿轮泵具有结构紧凑、体积小、重量轻、自吸性能好、工作可靠和寿命长等优点。适用于冶金机械、注塑机、矿山机械、锻压机械和起重运输机械等液压系统，特别适用于叉车变速箱和液力变矩器的联接部位。
2.5 CB-B型外啮合齿轮泵
CB-B型外啮合齿轮泵是最典型的外啮合齿轮泵，它在中国市场有一定的份额，在各种机械的润滑系统作为压力泵，结构简单、价格便宜、拆装方便等优点。
2.5.1CB-B型外啮合齿轮泵的总体结构
如图2—3所示为CB-B型外啮合齿轮泵结构图，主要由一对相互啮合的齿轮、泵体以及前、后端盖等主要零件组成。在端盖上开有卸荷槽，以消除困油现象。其型号“CB”是“齿”、“泵”二字汉语拼音的第一个字母。

1-轴承外环 2-堵头 3-滚子 4-后泵盖 5-键 6-齿轮 7-泵体8-前泵盖 9-螺钉 10-压环 11-密封环 12-主动轴 13-键 14-泻油孔15-从动轴 16-泻油槽 17-定位销
图2—3CB-B型外啮合齿轮泵结构图

CB-B型齿轮泵是我国最基本最为典型的外啮合齿轮泵，属低压系列。它由前泵盖、泵体和后盖组成。一对齿数相同的齿轮装在泵体内，它们采用平键链接在主动轴和从动轴上。输入轴与从动齿轮轴由前盖和后盖上4只滚针轴承来支承。圆锥定位销将泵体与前、后盖定位，由6个螺钉紧定。为保证传动灵活，齿轮端面与泵盖间的轴向间隙为0.025~0.06mm，齿顶与泵体内壁的径向间隙一般为0.13~0.26mm。前盖上压有套，其内孔中嵌装着密封圈可防止输入轴转动时油液的向外甩出。
CB-B型采用内泄漏结构，前后端盖上都有铣有槽a和b，使轴向泄露的油液经通道a和b流回吸油腔。
泵体的两端面上都铣有压力卸荷槽c，侧面泄漏的油液由此槽流向吸油腔，这样既可防止向外泄漏，又可降低泵体与泵盖接合面处的压力，并减少紧固螺钉的拉力。闷盖和油封可防止油向外泄漏及空气进入工作腔内。
齿轮泵具有结构简单，工作可靠，成本低以及对液压油的污染不太敏感，便于维护等优点；缺点是噪音高，流量脉动较大并只能作定量泵使用。
2.5.2CB-B型外啮合齿轮泵的参数
（1）CB—B型齿轮泵的技术规格如表2—2
型号
排量／
额定压力
／MPa
额定转速／
容积效率／﹪
驱动功率／kW
质量／kg
CB—B2.5
2.5
2.5
1450
≧70
0.13
2.5
CB—B4
4
≧80
0.21
2.8
CB—B6
6
0.31
3.2
CB—B10
10
0.51
3.5
CB—B16
16
≧90
0.82
5.2
CB—B20
20
1.02
5.4
CB—B25
25
1.3
5.5
CB—B32
32
≧94
1.65
6.0
CB—B40
40
2.1
10.5
CB—B50
50
2.6
11.0
CB—B63
63
≧95
3.3
11.8
CB—B80
80
4.1
17.6
CB—B100
100
5.1
18.7
CB—B125
125
6.5
19.5
（2）CB—B型齿轮泵的技术规格参数如表2—3
型号
排量／
压力／
转速／
容积效率／﹪
驱动功率／kW
质量／kg
额定
最高
额定
最高
CB3—06
6
14
17.5
2000
3000
≧90
3.4
2.15
CB3—10
10
≧92
5.7
2.35
CB3—14
14
≧93
8
2.5
表2—3

第三章齿轮泵在WY—100型挖掘机中的应用
液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。如图3—1所示为WY—100型挖掘机结构图。

1、铲斗缸 2、斗杆缸 3、动臂缸 4、回转马达 5、冷却器 6、滤油器 7、磁滤器
8、油箱 9、液压泵 10、背压阀 11、后组合阀 12、前组合阀 13、中央回转接头
14、回转制动阀 15、限速阀 16、行走马达
图3—1WY—100型挖掘机结构图

挖掘机液压传动紧密地联系在一起，其发展主要以液压技术的应用为基础。由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作很复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。因此，对挖掘机液压系统的分析设计已经成为推动挖掘机发展中的重要一环，尤其是液压泵部分。
3.1履带式单斗液压挖掘机液压并联组合回路
3.1.1并联组合回路的机械联动阀外合流方式
合流是为了提高挖掘机个执行机构工作速度，对于双泵双回路系统，是两个回路中相应的多路阀同步动作，可以用机械式联动或液压方式实现。如图3—2所示为适用于并联组合回路的机械联动阀外合流方式。分别由泵1供油和泵2供油的阀3和阀4，以机械方式联动，用同一手柄操作，当Ⅰ位时，两泵供油分别通过阀3、阀4后，在阀外A点合流，共同供给动臂缸有杆腔，无杆腔侧回油在B点分流，再经阀3、阀4回油箱。阀5和阀6的联动操纵与上述类似，只是用于实现斗杆缸的合流增速。

图3—2并联组合回路的机械联动阀外合流方式

3.1.2并联组合回路的机械联动阀内合流方式
图3—3为纯液压方式实现的并联回路阀内回流方式，即合流全部流量需经多路操纵阀，故应采用通流量较大的三位八能多路阀，阀1、2、5具有类似合流功能，分别实现铲斗缸、动臂缸、斗杆缸的合流提速作用。以阀1为变，当其处于Ⅱ位时，泵7与泵8的来油均经阀1入铲斗缸，保证其增速需要。阀3、6和阀4在Ⅱ位时，则泵8或7卸载，均不合流。

图3—3并联组合回路的机械联动阀内合流方式

图3—4位挖掘机串联组合液压系统，是借助二位三通电磁阀来实现手控阀外合流的另一类法式，它可在任何需要时，实现两泵供油合流，只是需多一个导通电磁阀16的操作。
3.2国产WY—100型履带式单斗液压挖掘机
3.2.1 WY—100型挖掘机的组成与结构特点
WY—100型挖掘机由发动机、传动系、行驶系、转向系、制动系、工作装置及其液压操纵系统和电气设备等组成。
1、发动机
发动机为F6L912G型四冲程、风冷、直喷式柴油机。
2、传动系
传动系为机械传动形式，主要由离合器、油泵传动箱、变速器、上下传动箱、万向传动装置和前后驱动桥组成。
离合器采用弹簧压紧、双盘、干式离合器。
油泵传动箱主要用于传递或切断由离合器传至工作装置液压系统中液压油泵的动力。
变速器采用滑动啮合套、机械换挡式变速器。
上下传动箱的功能是改变动力的传动方向。二者均主要由一对锥齿轮、轴和壳体组成。
转向离合器在左右履带两边各一个，二者均处于结合状态。
3、行驶系
行驶系主要由整体式机架、履带和悬挂平衡装置等组成。
后桥通过螺栓与机架刚性固定连接。前桥通过悬挂平衡装置与机架铰接连接。悬挂平衡装置的作用是当挖掘机行驶时，利用支承板的摆动和两悬挂油缸的浮动，保证4个履带充分着地，减轻机体不平衡承载、摆跳、道路冲击及机架扭曲，提高挖掘机的稳定性能；当挖掘机作业时，将两悬挂油缸闭锁，保证挖掘作业时整机的稳定性。
4、转向系
该机采用全液压、转向离合器式转向系统，主要由油箱（与工作装置液压系统共用）、转向油泵、转向离合器、滤油器、流量控制阀、转向油缸、油管和方向盘等组成。
5、制动系
制动系包括脚制动装置和手制动装置。
脚制动装置的制动器为凸轮张开蹄式制动器。制动传动机构采用气压式，主要由空气压缩机、气体控制阀、脚制动阀、贮气筒、双向逆止阀、快速放气阀、手操纵器开关、制动气缸及气压表等组成。
手制动装置的制动器为凸轮张开蹄式制动器，传动机构为机械式。制动底板通过螺钉固定在上传动箱盖上；制动鼓用螺栓固定在接盘上，接盘则通过花键和上传动箱的从动轴连接。
当挖掘机作业时，必须解除手制动，否则，将损坏手制动器或回转液压马达。
6、工作装置
工作装置由回转结构、挖掘装置和履带等组成。
回转机构由转台、回转滚盘和液压马达减速器等组成。挖掘装置主要由动臂（大臂）、斗杆（小臂）、加长杆和挖斗等组成。
动臂、斗杆、加长杆和挖斗均用钢板焊接而成，它们之间分别用轴销连接。动臂下端支承在转盘支座上。为适应加长杆的伸缩和挖斗工作的需要，在挖斗液压缸活塞杆与挖斗之间用连杆连接及摇臂支承。动臂升降、斗杆伸缩和挖斗的翻转皆由各自的液压缸控制。
根据作业性质和场地需要，挖掘装置的斗杆可以伸长或缩短，挖斗可以正反铲互换。
履带用于作业时支承挖掘机，以减轻挖掘机作业时车体的抓地性和保证作业的稳定性。
7、工作装置液压系统
工作装置液压系统由两个定量油泵并联的油路系统组成，主要包括液压泵、液压阀组、液压缸、液压马达、油箱、滤清器、散热器、中央回转接头、油管及管接头等。液压阀组操纵为先导式，主要由双联齿轮泵、先导阀、先导总开关、单向阀、限压阀、蓄能器、滤油器、先导油管和测压接头等组成。
8、电气设备
电气设备的电路采用单线制，负极搭铁，额定电压为24V。主要由蓄电池（6—Q—182）、发电机（JF12N—M）及调节器、启动机(ST614)、电流表、指示灯、照明灯、喇叭、开关和按钮等组成。指示、照明、喇叭及雨刮器等所用的电压为12V，由一个蓄电池供电。使用中两个蓄电池应周期性的交换使用，以维持其充电平衡。
3.2.2国产WY—100型履带式单斗液压挖掘机液压系统
国产WY—100型履带式单斗液压挖掘机的工作装置、行走机构、回转装置等均采用液压驱动，其液压系