齿轮泵的常见故障及处理措施

内容摘要
通过简单的介绍齿轮泵工作原理，齿轮泵的特点和一些比较常见的故障，来分析故障产生的原因，以及解决这些故障的处理措施，并且一些齿轮泵的管理。

齿轮泵是很常见的回转式容积式泵，其主要的工作部件是互相啮合的齿轮。

与其它同流量的泵相比较，齿轮泵体积最小。

但是它的自吸性能很好，无论在高速还是低速，甚至是用手转动的时候，都能够可靠地实现自吸，又因为它的转速范围大，不易咬死，所以广泛地应用在各种场合中，因此会出现各种各样的故障。

[关键词]：齿轮泵；故障；特点；处理措施；管理
1.齿轮泵的工作原理及特点
1.1外啮合齿轮泵的工作原理及特点
图一为外啮合齿轮泵的工作原理图。

相啮合的轮齿A、B使吸口4相通的吸
入腔与排口5相通的排除腔彼此隔离。

当齿轮泵按图示方向回转时，齿C逐渐退
出其所占据的齿间，该齿间的容积逐渐增大，该处形成低压，于是液体在吸入液
面上的压力作用下，经吸入管从吸口吸入。

随着齿轮的回转，一个个吸满液体的
齿间转过吸入腔，沿泵体3内壁转到排出腔，依次重新进入啮合，齿间的液体即
将被轮齿挤出，从排口排出。

外啮合齿轮泵每转的理论排量V是两个齿轮全部有效齿间工作容积之和。

若
假设轮齿的有效工作体积与齿间的有效工作容积相等，则排量B近似为一圆环行
体积，即
V=πDhB=2πzm2B×10-6L
式中：D—齿轮的节圆直径，mm；
z—齿轮的齿数；
B—齿轮的轮宽，mm；
h—齿轮的有效齿高，mm，h=2m；
m—齿轮的模数，m=D/z
图一外啮合齿轮泵的工作原理图
1-主动齿轮；2-从动齿轮；3-泵体；4-吸口；5-排口
1.2内啮合齿轮泵的工作原理及特点
1.2.1转子泵的工作原理：
转子泵是一种有摆线齿形的内啮合齿轮泵，如图二所示。

其外转子2比内转
子1多一个齿，两者的圆心O
2、O
1
偏心，转向相同，转速不同。

转子相邻两齿的
啮合线与前盖5、后盖6形成若干个密封腔。

转轴3带内、外转子转动时，密封腔的溶解发生变化，通过前、后盖上的吸、排口即可吸、排油。

图二转子泵
1-内转子；2-外转子；3-转轴；4-泵体；5-前盖；6-后盖
1.2.2转子泵的特点：
有一定的自吸能力，但不如往复泵。

这时因为它虽然也能排送气体，在吸口形成一定程度的真空，但其排气时密封性很差，能形成吸入真空度不大，自吸高度一般不高；可由电动机直接传动，结构简单，价格低廉，易损件少，工作可靠；摩擦面较多，仅适用于排送润滑性好的油类。

在船上，齿轮泵一般被用作排出压力不高、流量不大以及对流量和排出压力的均匀性要求不严的油泵，如滑油泵、驳油泵等。

由于齿轮泵维护简单，价格低廉，抗冲击性能好，因而大量使用。

2.齿轮泵的常见故障及其产生的原因
2.1起动后不能排油或流量不足
2.1.1属于不能建立足够大吸入真空度的原因有：
密封圈损坏或者密封不良导致间隙过大，内漏严重,从而使泵不能建立足够的吸入真空度；新泵或者拆修过的泵齿轮表面没有浇油，导致泵的齿轮磨损严重，致使泵难以实现自吸；泵转速过低（一般n＜200～300r/min时，不能正常工作）、泵反转或泵的齿轮卡阻；吸入管漏气或者吸入管路损坏和磨损和吸口露出液面，致使泵不能建立足够大的吸入真空度。

2.1.2有较大吸入真空度而不能正常吸入的原因有：
吸高太大（液压泵一般≯500mm)；油温太低，黏度太大致使吸入真空度过大，析出的气体太多，使泵的容积效率降低；吸入管路堵塞，如吸入滤器脏堵或公称流量太小、吸入阀未开或者吸入管损坏或者磨损；油温过高或吸入油中的气泡太多，导致泵的泄漏增加，从而产生“气穴现象”。

2.1.3属于排出方面的问题有：
排出管漏泄或者排出管损坏或排出管磨损严重，排出管旁通，安全阀弹簧太松，使安全阀不能及时的回到原位，，导致泵工作异常；排出阀未开或排出阀损坏或排出管滤器堵塞，导致泵体内的压力过高，从而使安全阀顶开，泵排量不足。

2.2工作噪声太大
2.2.1液体噪声
由于漏人空气或产生气穴现象而引起，油的温度高则粘度降低，从而使泵的泄漏增加，导致液体的噪声加剧；油温过低使油的粘度太大，从而吸入真空度过大，析出的气体增多，产生“气穴现象";总之吸高太大、油温太低和黏度太大、
吸入管堵塞、油温过高或吸入油中的气泡太多，从而使泵的液体噪声增加。

2.2.2机械噪声
原因可能是泵和原动机对中不良，导致滚动轴承损坏或松动，从而加剧了滚动轴承的磨损，从而增加了机械噪声；安全阀跳动，齿轮磨损严重而啮合不良，齿轮在轴上的键松动，泵轴弯曲或因加工、安装不良引起泵内机械摩擦等。

如联轴节偏心大或润滑不良；电动机故障；减速机异常；轴封处安装不良；轴变形或磨损。

2.3泵压力不足
产生的原因主要有：齿轮泵径向间隙与轴向间隙过大,导致泵内泄漏增加，从而不能建立足够的真空度，因而使泵的压力不足，其中端面间隙的影响更大；齿体有裂纹，使泵的泄漏增加，从而不能建立足够的真空度，使泵压力不足；油液粘度太高则吸入真空度太大，析出的气体增加，从而使泵压力不足；电动机功率与齿轮泵不匹配，转速过高或过低都严重影响泵的政策工作；滤油器堵塞，导致泵不能有效的滤掉杂质；溢流阀的压力调整过低或失灵。

2.4泵运转不正常或有咬死现象
2.4.1泵结构的原因：
泵体轴向间隙及径向间隙过小，使泵的齿轮磨损加剧，从而使泵工作寿命简短；滚针转动不灵活或滚针磨损过度会严重影响泵的正常运转；盖板与轴的同心度不够，使泵的轴对中不良，从而使齿轮磨损加剧，影响泵的正常工作。

2.4.2其它的原因：
压力阀的弹簧弹力过大则压力阀不能正确的开启，压力阀的弹簧弹力过小使安全阀不能立即回到原位，从而使泵工作异常；泵与电动机连轴器同心度不够，导致齿轮或其他部件磨损严重；泵中有杂质，会造成泵的齿轮磨损加剧，从而减少了泵的工作寿命。

2.5泵突然停止
2.5.1泵体结构的原因：
出口压力过高，致使泵的安全阀提前开启，泵会突然停止，连锁反应；泵内咬入异常，如齿轮卡阻，轴的同心度不够，都会导致泵内磨损加剧，严重的话还会使泵内部件打坏；轴与轴承粘着卡死，泵不能正常运转。

2.5.2外界原因：
电源接线错误或电源有故障；电动机过载保护，电动机反转或电动机有故障；联轴器损坏，泵与电动机连接不良，泵与轴对中不良。

2.6电流过大
主要的原因有：齿轮泵出口堵塞导致出口压力过高，安全阀调的过高；熔体温度太低导致熔体黏度过大，吸入真空度增加；轴封装配不良，会导致齿轮卡阻；轴或轴承磨损；电动机故障。

2.7油液泄漏
产生的主要的原因有：泵盖与密封圈配合过松，导致泵内泄漏增加，从而油液泄漏增加；油封骨架弹簧脱落；轴的密封面被划伤。

3.处理措施
3.1起动后不能排油或流量不足的处理措施
3.1.1不能排油的处理措施：
确认旋转方向，如果旋转方向错误，应当立即停止电动机，待停止后再起动；确认阀门是否关闭，如果关闭，应当及时的打开；检查阀门和压力表，压力过高和过低都要及时的排除；检查液体粘度，粘度太低则泄漏；粘度太高则吸入的真空度大，析出的气体多，容积效率低；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。

3.1.2泵流量不足的处理措施：
确认阀门是否关闭，如果阀门关闭，应该及时的开启；检查阀门是否打开，如果开度太小，应当及时的开大；确认排出量是否正常，排出量太大说明阀门开度太大，应当及时的减；排出量太小说明阀门开度太小，应当及时的开大；紧固泵的有关螺栓；大量泄露漏影响生产时，应停止运转，拆卸检查；检查泵轴实际转速。

3.2工作噪声太大的处理措施
3.2.1液体噪声太大的处理措施：
应当适当的降低吸高，吸高太大则漏入的空气太多，产生气穴现象的几率就增加；适当增加油温，减少油的黏度，油的黏度低则泄漏增加，因而产生的液体
噪声就增加；清洗吸入管路或者更换吸入管路，吸入管路脏堵则液体的流量减小，从而使液体的噪声也增加；也可以开大吸入阀。

3.2.2机械噪声太大的处理措施：
重新调整泵与原动机的对中，泵与原动机对中不良会加快齿轮泵的磨损，从而产生更大的机械噪声；更换滚动轴承，磨损过度或使用很久的滚动轴承也会产生很大的机械噪声；检查安全阀，安全阀故障也会产生机械噪声；更换主精度齿轮，保证两齿轮轴线平行；跟换密封圈，密封圈损坏或密封圈磨损都会时齿轮泵泄漏，从而产生更大的机械噪声；泵体与泵盖间加入纸垫，研磨泵体与泵盖间的平行度不超过0．005mm；调整泵体与电机的同轴度其误差不超过0．01mm。

3.3泵压力不足的处理措施
主要的措施有：更换泵体，泵体严重磨损会造成泄漏增加，从而使泵不能达到有效的压力；若泄漏则在泵体与泵盖间加纸垫，紧固连接件，若因泵体有裂纹，则应更换泵体；20号机油适用于10度－50度的温度工作，如温度过高则应装冷却装置；选用相匹配的电动机，电动机功率太高和太低都会影响泵的工作；清理滤油器，滤油器脏堵会严重影响泵的有效压力；重新调整压力或更换溢流阀。

3.4泵运转不正常或有咬死现象的处理措施
3.4.1泵本身故障的处理措施：
调整轴向或径向间隙，轴向或径向间隙太大则泵不能建立有效的压力，轴向或径向间隙太小则泵的磨损会加剧；更换活动滚针轴承，轴承磨损太大会使泵工作寿命减短；更换盖板，合适的盖板是泵正常工作的保证；泵与轴同心，不同心会使泵磨损加剧，甚至会打掉泵的齿轮；更换弹簧，弹簧的弹性不足则阀不能及时的回到原来位置，弹簧弹性太大则阀打不开，同时也要及时的清除阀体小孔污物或换滑阀，阀脏堵会严重影响泵的工作；调整泵轴与电动机联轴器同心度使其不超过0．01mm，同心度太大或太小都将影响泵的正常工作；用细绸丝网过滤机油除污物。

3.4.2泵本身以外的故障处理措施：
泵油过脏的话跟换泵油，因为脏的泵油会使齿轮磨损加剧，也有可能把阀堵住，从而严重影响泵的正常工作；检查坚固螺栓的松动，螺栓松动会使泵的震动加剧，从而使泵对中不良，磨损加剧，从而影响泵的正常工作；检查电动机有没
反转情况，如电动机反转则应立即停止电动机，待停机后视情况而定。

3.5泵突然停止的处理措施
3.5.1泵本身的故障处理措施：
检查旋转方向，旋转方向相反会使泵工作异常；吸入或排出阀门是否关闭，往复泵不是离心泵，关闭排出阀会严重影响泵的容积效率，；检查阀门和压力表，压力过大或过小都会使泵工作异常；检查液体的粘度，粘度太低则泵的泄露增加，粘度太大则吸入真空度增加，析出的气体增多，从而使容积效率降低；以低速运转时按转速比例的流量是否出现，如果有流量出现，可能是流入不足，检查电机确定正反转。

3.5.2泵本身以外的故障处理措施：
检查电源，看其有没打开或故障；检查电动机的接线，检查电动机的电源，检查电动机是否反转；打开安全罩，盘车检查，如果齿轮旋转不顺利，则应及时的检查；检查仪表联锁系统，仪表损坏会误导使用人员；停车后，正反转盘车确认；盘车确认。

3.6电流过大的处理措施
3.6.1泵本身的故障措施：
吸入或排出阀门是否关闭，如果吸入或排出阀关闭，则应当及时的打开，开度过大则要及时的减小，开度过小则要及时的开大；检查阀门和压力表，压力过大或过小都会严重影响泵的正常工作；检查轴封，适当调整，轴封不严会使泵的泄露增加，从而影响泵的正常工作；停车后检查，用手盘车是否过重，如果盘不动说明齿轮卡阻，应当及时的检查；检查电动机，电动机旋转方向，电动机的电源都将影响泵的正常工作；如果有流量出现，可能是流入不足，检查电机确定正反转。

3.6.2其它原因的故障处理措施：
检查下游设备及管线，接线错误和线路损坏都会影响泵的正常使用；检查液体的粘度，粘度太低则泄露增加，粘度太大则吸入真空度增加，从而使析出的气体增多，容积效率降低，以低速运转时按转速比例的流量是否检验粘度。

3.7油液泄漏的处理措施
主要的处理措施有：调整泵盖与密封圈间隙，间隙过大或过小都严重影响泵
的正常工作；更换密封件，密封不良会使泵不能建立有效的压力，密封不良也会使泵的泄露增加；重新磨密封面，密封面磨损或损坏都会使泵的泄露增加。

4.齿轮泵的管理注意事项
4.1泵检修时的注意事项
检修时应注意电动机的接线不要接错，否则会反转而使普通齿轮泵吸排方向弄反。

齿轮泵除专门设计成可逆转外，一般不允许反转。

这或者是因为吸、排口径不同或卸荷槽是非对称设计，也有的是因为泵设有按既定吸、排方向设计的安全阀或润滑轴承的卸油路径。

泵和电机应保持良好对中，联轴节不同心度一般应≯0.05mm。

由于泵轴工作时有弯曲变形，最好能使用饶性连接。

4.2泵起动时的注意事项
齿轮泵虽有自吸能力，但起动前摩擦部件的表面一定要有油，否则不但自吸能力下降，而且短时间的高速回转也会照成严重磨损。

新泵初用前应灌油，拆修的泵装复是齿轮应浇油。

4.3泵运转时的注意事项
不宜超出额定排出压力工作，否则会使原动机过载，轴承负荷过重，并使工作部件变形，磨损和泄漏增加，严重时甚至造成卡阻。

4.4泵使用中的注意事项
要防止吸入压力过低和吸入空气。

当吸入真空度增加时，油中气体的析出量增加，容积效率会降低。

若吸入真空度大于允许吸上真空度，会产生“气穴现象”。

不含轻馏分的油在工作温度范围内的饱和蒸汽压很低，在通常吸入压力下不会汽化。

但矿物油在常温和大气压下溶有6%到12%的空气。

压力低于某数值时溶于油中的气体会大量逸出，该压力称为空气分离压，它随液体种类和空气的溶解量而异，温度高则空气分离压也高。

当吸入压力低于空气分离压时，油在低压区会析出许多气泡，使流量降低；当气泡随油来到高压区时，空气重新溶入油中，形成局部真空，四周的高压油液就会以高速流过来填补，产生液压冲击，并伴随剧烈的噪声，产生“气穴现象”。

工作中还要防止吸入空气。

吸入空气不但会使流量减少，而且使产生噪声的主要原因。

除保持吸入油面有足够高度外，还要防止吸入管泄漏。

如果泵工作时噪声很大，可在吸入管各接口处逐个浇油检查，如
果噪声下降，则说明该处漏气。

4.5泵输送液体时应注意的事项
所送油应保持合适的温度和黏度。

油温太高或黏度太低则漏泄增加，还容易产生“气穴现象”；黏度过高同样也会使吸入困难，容积效率降低。

在工作油温范围内运动黏度以25到33mm2/s为宜。

4.6泵检查时应注意的事项
应保持适当的密封间隙。

齿轮泵漏泄量与密封间隙的立方成正比。

端面间隙对齿轮泵的自吸能力和容积效率影响最大，它可用压软铅丝的方法测出。

压力较低的滑油泵和驳油泵使用中轴向间隙增至0.12到0.25mm尚部致有严重影响，压力较高的锅炉燃油泵或液压泵则要求较严，应符合说明书要求。

必要时刻改变端盖与泵体之间的纸垫厚度来调整端面间隙；磨损过大时刻将泵体与端盖结合面磨去少许，以资补救。

低压齿轮泵对污染敏感度不高，吸口一般设100目的的滤油网即可。

液压泵要求较高，系统滤油精度可根据工作压力选定。

参考文献
[1]费千《船舶辅机》大连海事大学出版社&人民交通出版社 2008:15-26.
[2]徐合力甘念重《轮机实操与评估》武汉理工大学出版社 2006:8-10.。