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口处阻力的大小。

 

机械工程；传动；液压传动

中文名称：齿轮泵英文名称：gearpump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。

齿轮泵是容积泵的一种，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。gear pump 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。外啮合双齿轮泵的结构。一对相互啮合的齿轮和泵缸把吸入腔和排出腔隔开。齿轮转动时，吸入腔侧轮齿相互脱开处的齿间容积逐渐增大，压力降低，液体在压差作用下进入齿间。随着齿轮的转动，一个个齿间的液体被带至排出腔。这时排出腔侧轮齿啮合处的齿间容积逐渐缩小，而将液体排出。齿轮泵适用于输送不含固体颗粒、无腐蚀性、粘度范围较大的润滑性液体。泵的流量可至300m³/时，压力可达3×107帕。它通常用作液压泵和输送各类油品。齿轮泵结构简单紧凑,制造容易，维护方便，有自吸能力，但流量、压力脉动较大且噪声大。齿轮泵必须配带安全阀，以防止由于某种原因如排出管堵塞使泵的出口压力超过容许值而损坏泵或原动机。

运行维护

1、起动： （1）启动前检查全部管路法兰，接头的密封性。

（2）盘动联轴器，无摩擦及碰撞声音。

（3）首次启动应向泵内注入输送液体。

（4）启动前应全开吸入和排出管路中的阀门，严禁闭阀启动。

（5）验证电机转动方向后，启动电机。

2、停车：

（1）关闭电动机。

（2）关闭泵的进、出口阀门。

结构及原理

齿轮泵的结构是很简单的，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。 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。

PEP-II泵的齿轮与轴共为一体，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。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间，降低挤塑温度及压力脉动以提高生产率及产品质量。

安装事项

安装齿轮泵时应注意下列事项： 1、对各零部件进行详细检查，均应符合相应的标准。

2、齿轮两端面与轴中心线的垂直度、齿轮两端面的平行度均应合格；齿轮啮合情况良好。

3、轴径应符合技术要求，轴套或轴承与轴径的同轴度合格。

4、齿轮端面间隙要调整适当。

5、紧固端面螺栓时，用力要对称均匀；边紧边盘动转子。若遇到卡涩，应松掉螺栓重新紧。

6、加填料紧压盖时，需边紧边盘动转子，不可紧得过死。

使用注意

使用齿轮泵时应注意如下事项：

（l）泵传动轴与原动机输出轴之间的安装采用弹性联轴节，其同轴度偏差应小于 0.1mm，采用轴套式联轴节的同轴度偏差应小于0.05mm。

（2） 传动装置应保证泵的主动轴受力在允许的范围内。

（3） 泵的吸油高度不得大于 0.5m。

（4） 在泵的吸油口常安装网式过滤器，其过滤器精度应小于40μm。设置在系统回油路上的过滤器， 其精度最好小于等于20μm。

（5） 工作油液应严格按规定选用，工作温度范围为 –20～ 80 ℃ 。

（6） 泵的旋转方向不能搞错，即泵的进、出油口位置不能错。拆卸和装配泵时，必须严格地按出厂使用说明书进行。

（7） 要拧紧泵进、出油口管接头的螺钉，密封装置要可靠，以免引起吸空和漏油，影响泵的工作性能；应避免泵带负载启动和有负载情况下停车。

（8） 启动前，必须检查系统中的溢流阀（安全阀）是否在调定的许可压力上。

（9） 对于新泵或检修后的液压泵，工作前应进行空负载运行和短时间的超负载运行。然后检查泵的工作状况，不允许有渗漏 、 冲击声 、过度发热和噪声等。

（l0） 泵如长时间不用 ，应将泵与原动机分离。 再使用时，不得立即使用最大负载，应有不少于 lO min 的空负载运转。

性能调节

齿轮泵在使用中，有时水泵性能不符合生产需要，就要调节水泵性能，使之能够满足实际需要。例如冬季枯水、夏天汛期，进水池或出水池水位都发生了变化，即实际地形扬水高度改变了，原来所决定的扬程和流量已经不适应，效率降低，水泵运行不经济。所以，若要水泵既能满足新要求，又能在较高的效率下工作，这就需要对齿轮油泵性能进行调节。 螺杆泵的性能调节，通常采用两种方法：

1.变速调节我们已经知道，轴流泵是在一定转速下工作的，而且获得相应的流量、扬程、功率和效率等。当转速改变后，它的性能参数也相应地发生变化，从而达到调节的目的。如果轴流泵是采用柴油机或汽油机作动力的，可改变油门大小来变速；如果轴流泵与动力机相联是采用三角皮带或平皮带间接传动装置的，则可以改变传动皮带轮直径来变速，更换主动轮或从动轮都可以，目的是改变传动速比。变速调节水泵性能，比较经济，适用范围较广，对所有农用水泵均能采用。

2.变角调节从构造来看，轴流泵叶轮具有巨大的轮毂，便于安装可调角度的叶片。当叶片安装角度改变后，叶片对水的升力也就改变了，从而改变了水泵的工作性能，这就是轴流泵的变角调节。随着叶片安装角的增大、变小，齿轮油泵的流量、扬程、功率即随之而变，但是，效率最高点却没有什么变化，极有利于轴流泵性能调节。

根据叶轮构造上，叶片安装角的装置情况，叶片分为三种类型：

（1）固定式叶片叶片和轮毂铸造成为一整体，叶片安装角在设计制造时已固定了，在使用过程中不能调整。这种叶轮多用于齿轮泵。

（2）半调节叶片在叶轮轮毂上，将每块叶片的固定螺帽和定位螺丝松开，根据要求，把叶片安装角调整成一致，并紧固之。一般叶片安装角从负100―180。在这个范围内，按使用要求来调节。

（3）活叶式叶片叶片借助特别设计的角度调节机构来调整，不必拆卸叶轮，就可以直接操纵机构来改变叶片安装角度，其调节范围从0―260。叶片角度调节机构有机械调节和液压调节两种。这种叶轮多为大型螺杆泵采用。

故障及维修

（1）故障现象：泵不能排料 故障原因：a、旋转方向相反；b、吸入或排出阀关闭； c、入口无料或压力过低； d、粘度过高，泵无法咬料

对策： a、确认旋转方向； b、确认阀门是否关闭； c、检查阀门和压力表； d、检查液体粘度，以低速运转时按转速比例的流量是否出现，若有流量，则流入不足、

（2）故障现象：泵流量不足

故障原因：a、吸入或排出阀关闭； b、入口压力低； c、出口管线堵塞； d、填料箱泄漏；e、转速过低

对策：a、确认阀门是否关闭；b、检查阀门是否打开；c、确认排出量是否正常； d、紧固；大量泄露漏影响生产时，应停止运转，拆卸检查； e、检查泵轴实际转速；

（3）故障现象：声音异常

故障原因：a、联轴节偏心大或润滑不良 b、电动机故障； c、减速机异常； d、轴封处安装不良； e、轴变形或磨损

对策：a、找正或充填润滑脂； b、检查电动机； c、检查轴承和齿轮； d、检查轴封； e、停车解体检查

（4）故障现象：电流过大

故障原因：a、出口压力过高； b、熔体粘度过大；c、轴封装配不良； d、轴或轴承磨损； e、电动机故障

对策：a、检查下游设备及管线；b、检验粘度； c、检查轴封，适当调整； d、停车后检查，用手盘车是否过重； e、检查电动机

（5）故障现象：泵突然停止

故障原因：a、停电； b、电机过载保护； c、联轴器损坏；d、出口压力过高，联锁反应；e、泵内咬入异常； f、轴与轴承粘着卡死

对策：a、检查电源；b、检查电动机；c、打开安全罩，盘车检查；d、检查仪表联锁系统；e、停车后，正反转盘车确认； f、盘车确认

窜油分析

“齿轮泵窜油”，即液压油将骨架油封击穿而溢出。此现象普遍存在，主机厂反映强烈，齿轮泵窜油严重影响装载机的正常工作和齿轮泵的使用可靠性及环境污染。为利于问题的解决，现对齿轮泵油封窜油故障的原因和控制方法进行分析。

 1.零部件制造质量的影响

(1)油封质量。

如油封唇口几何形状不合格，缩紧弹簧太松等，造成气密性试验漏气，齿轮泵装入主机后窜油。此时应更换油封并检验材质及几何形状(国产油封与国外先进油封相比质量差距较大)。

(2)齿轮泵的加工、装配。

如若齿轮泵加工、装配有问题，致使齿轮轴回转中心与前盖止口不同心，会造成油封偏磨。此时应检查前盖轴承孔对销孔的对称度、位移量，骨架油封对轴承孔的同轴度。

(3)密封环材质及加工质量。

若存在此问题，致使密封环产生裂纹和划伤，造成二次密封不严甚至失效，压力油进入骨架油封处(低压通道)，因而油封窜油。此时应检查密封环材质及加工质量。

(4)变速泵的加工质量。

从主机厂得到的反馈信息，与变速泵组装在一起的齿轮泵油封窜油问题较严重，因此变速泵的加工质量对窜油也有较大的影响。变速泵装在变速箱输出轴上，齿轮泵又通过变速泵止口定位而装在变速箱输出轴上，如果变速泵止口端面对齿轮回转中心的跳动超差(垂直度)，也会使齿轮轴回转中心与油封中心不重合而影响密封。变速泵加工、试制过程中，应检查回转中心对止口同轴度及对止口端面的跳动。

(5)CBG齿轮泵骨架油封与密封环之间的前盖回油通道不畅通，造成此处压力升高，从而击穿骨架油封。通过对此处改进后，泵的窜油现象有了明显的改善。

2.齿轮泵与主机安装质量的影响

(1)齿轮泵与主机的安装要求同轴度小于0.05。

通常工作泵安装于变速泵，变速泵又安装于变速箱。如果变速箱或变速泵的端面对花键轴回转中心的跳动超差，形成累积误差，致使齿轮泵在高速旋转状态下承受径向力，造成油封窜油。

(2)部件之间的安装间隙是否合理。

齿轮泵外止口与变速泵内止口及齿轮泵外花键与变速箱花键轴内花键，两者间隙配合是否合理，都对齿轮泵的窜油有影响。因为内、外止口属于定位部分，配合间隙不宜太大；内、外花键属于传动部分，配合间隙不宜太小，以消除干涉。

(3)齿轮泵窜油与其花键滚键也有关系。

由于齿轮泵轴外伸花键与变速箱输出轴内花健有效接触长度短，而齿轮泵工作时传递的扭矩较大，其花键承受大扭矩而发生挤压磨损甚至滚键，产生巨热，以致造成骨架油封橡胶唇口烧伤、老化，从而出现窜油。建议主机厂选用齿轮泵时应校核齿轮泵轴外伸花键强度，保证足够的有效接触长度。

3.液压油的影响

(1)液压油清洁度超差，污染颗粒大，各种液压控制阀及管道内的粘砂、焊渣等也是造成污染的原因之一。

因为齿轮轴轴径与密封环内孔间隙很小，油中的较大固体颗粒进入其间，造成密封环内孔的磨损、划伤或随轴旋转，致使二次密封的压力油进入低压区(骨架油封处)，造成油封击穿，此时应过滤或更换新抗磨液压油。

(2)液压油粘度下降、变质后，油液变稀，在齿轮泵高压状态下，通过二次密封间隙的泄漏增大，由于来不及回油，引起低压区压力升高，从而击穿油封。建议定期化验油液，选用抗磨液压油。

(3)当主机大负荷工作时间过长及油箱油面较低时，油温可升高到100℃，致使油液变稀、骨架油封唇口老化，从而引起窜油；应定期检查油箱液面高度，避免油温过高。

国家相关行业标准 

JB/T7041-2006液压齿轮泵 

JISB8312-2002齿轮泵和螺杆泵.水力性能验收试验 

JB/T51055-1999农用齿轮泵产品质量分等 

JB/T53312-1999齿轮泵产品质量分等 

JB/T58211-1999液压齿轮泵(2.5MPA、10～25MPA)产品质量分等 

JISB8352-1999液压齿轮泵 

JB/T9835．2-1999农用齿轮泵安装法兰和轴伸的尺寸系列和标记 

JB/T9835．1-1999农用齿轮泵技术条件 

MT/T573-1996矿用液压齿轮泵试验方法 

CB/T3719-1995船用高压齿轮泵技术条件 

CB/T3701-1995船用齿轮泵修理技术要求 

SC/T8038-1994渔船CB型和HY01型齿轮泵修理技术要求 

JISB8408-1994喷枪式燃烧器用齿轮泵 

JB/T7042-1993液压齿轮泵.试验方法 

JB/T7041-1993液压齿轮泵.技术条件

JB/T6434-1992输油齿轮泵 

CBM2209-1982船用电动齿轮泵试验方法 

CBM2207-1982船用电动齿轮泵型式和基本参数 

CBM2208-1982船用电动齿轮泵技术条件 

发展前景 

齿轮泵是输送高粘度液体较为理想的设备，其应用范围广泛。

目前，尽管国内企业已生产出不少适于输送高粘度液体的齿轮泵，但由于测试手段不完善，在材料选择、泄漏与噪声防治方面仍存在一些问题。特别是国产高粘度齿轮泵在效率、可靠性与使用寿命等方面与国外产品存在较大差距。因此，我国石油和化工等行业所使用的高粘度齿轮泵多数仍依赖进口。

国内外高粘度齿轮泵的发展特点如下：

齿轮结构

高粘度齿轮泵的齿轮常见的有直齿、斜齿、人字齿、螺旋齿，齿廓主要有渐开线和圆弧型式。通常小型齿轮泵多采用渐开线直齿轮，高温齿轮泵常采用变位齿轮，输送高粘度、高压聚合物熔体的熔体泵多采用渐开线斜齿轮。齿轮与轴制成一体，其刚性及可靠性高于齿轮与轴单独制造的齿轮泵。国外低压齿轮泵的齿轮常采用方形结构，即齿轮的齿宽等于齿顶圆直径。而高压场合使用的高粘度齿轮泵的轮齿宽度小于其齿顶圆直径，这是为了减小齿轮的径向受压面积，降低齿轮、轴承的载荷。

泵体及加热方式

一般来说，齿轮泵的泵壳越重，其耐温度、耐压强度也越高。泵体材料常采用球墨铸铁，亦可采用铸造铝合金硬模熔铸而成，或采用挤压铝合金型材加工制造。当输送的介质具有腐蚀性时，可采用成本较高的不锈钢材料。国外高粘度齿轮泵多采用含镍、铬量高的合金钢作为泵壳材料，这种材料在强度、可靠性及成本方面的综合性能较好。为解决齿轮泵的困油现象，通常在泵盖上开设对称的卸荷槽，或向低压侧方向开设不对称卸荷槽，吸液侧采用锥形卸荷槽，排液侧为矩形卸荷槽，卸荷槽的深度也比液压工业中所用的齿轮泵要深。

由于高粘度齿轮泵输送的介质粘度较高，为减小流动阻力，提高泵的吸液能力，必须对介质进行加热或保温。通常采用电热元件加热，可使粘性液体受热均匀。若温度波动不大，输送的高粘度液体容易发生降解时，建议采用流体加热方式，特别是排量大的齿轮泵。流体加热又分内置、外置式结构。所谓内置式是指在齿轮泵泵体或端盖的内部设计突热套，外置式则是通过螺栓将夹热套与泵体联接在一起。往夹套内通入蒸汽、导热油，还是冷却水，要根据介质具体情况而定。内置式适用于对输送液体温度均匀性要求较高，或要求对高温液体进行均匀冷却的场合。当电加热方式缺乏安全性或对温度控制要求不高时，可采用外置式结构。美国VIKING公司生产的内啮合齿轮泵，其泵头部分的夹套可以对输送流体的温度进行控制，无论是在高温或低温环境下，均可带外置式夹套。

轴承材料、结构与润滑

高粘度齿轮泵的轴承通常采用滑动轴承，并在轴承内壁的非承载面上专门设计螺旋式流道，螺旋槽的旋向与齿轮轴的转向相同。轴承外端与泵的进液口相通，轴承内端的螺旋槽与轮齿根部（真空部位）相通。当轴旋转时，借助螺旋作用及轴承两端的压力差，将轴承外部的低温液体吸入轴承，对轴承进行润滑和冷却后，流入刚脱开啮合的齿间，构成一个润滑充分、散热快的螺旋自吸式低压润滑系统。该润滑方式的优点是：进入轴承的润滑液全部是低温介质，粘性润滑液易于形成承载能力强的动压油膜。大量的润滑液循环不断地带走轴承的热量，对轴承起到良好的润滑和冷却作用。由于有充足的液体去填充刚脱离啮合的轮齿根部，大大改善了齿轮泵的自吸性能，避免了吸空现象，不仅可以提高容积效率，也有利于减轻气蚀、降低噪声。四川省机械研究设计院采用将滑动轴承浸泡在介质中，并通过特殊孔道强制润滑，该技术已在维纶、涤纶、橡胶、树脂、化肥等领域的齿轮泵上获得成功应用。

轴承的材料常用工具钢，并经表面硬化处理，以提高它的抗胶合能力。如果输送介质含磨损性颗粒，则应采用很硬的轴承材料，如陶瓷。近年来，GS－1聚四氟乙烯钢铁复合材料被认为是较为理想的滑动轴承材料。它由冷轧薄钢板（基体）、烧结球形多孔青铜粉或铜网（中间层）、聚四氟乙烯（表面层）三层材料复合而成，兼有金属和聚四氟乙烯塑料的优点。在此材料的基础上，上海材料研究所又研制出性能更优的SF型三层复合自润滑材料，它以青铜丝网代替青铜粉层，表层的塑料配方经过精心筛选。这种轴承材料耐疲劳、承载能力高、摩擦系数小、使用寿命长，是提高齿轮泵技术性能的新颖轴承材料。

吸排油口

高粘度齿轮泵的吸液口管径一般较大，有时采用扩散形吸液口来扩大低压区的容积，以降低入口液体的流速，减小泵的吸液阻力。这种结构还可以减小作用在轴颈及轴承上的径向力，延长高粘度齿轮泵的使用寿命。

止回阀与安全阀

在齿轮泵的输出管路上安装有一个止回阀，这样在检修泵及输出管道时，系统中的液体不至于倒流；齿轮泵带负荷停车时，在其输出管道内产生局部真空，可防止泵倒转。高粘度齿轮泵的出口管路上还设置安全阀等保护装置，这样一旦泵的出口通道发生堵塞，就可以打开安全阀卸压。安全阀可以与泵体或泵盖铸成一体，也可以单独装配。