纯水液压齿轮泵的结构问题研究

　　0 引言

　　纯水液压传动是流体传动及控制领域最新的发展方向之一。在液压系统中，泵是动力元件，是系统的关键元件之一。而齿轮泵以其结构简单、体积小、重量轻、自吸性能好、抗污染能力强、使用可靠、寿命较长、制造容易、维修方便、价格便宜，即“好造、好用、好修、经济”等突出优点，在机床、轻工、农林、冶金、矿山、建筑、船舶、飞机、汽车、石化机械等行业的液压系统中广泛应用。而目前有资料报道的研制成功的适用于水介质的泵都是柱塞泵，所以，进行纯水液压齿轮泵的研究就具有较高的创新价值和辉煌的市场前景。

　　1 纯水介质的特性

　　纯水具备矿物型液压油所不具备的下列优点：

　　① 纯水价格低廉、来源广泛、无需运输仓储；

　　② 无环境污染；

　　③ 矿物型液压油易爆易燃，安全性低。而纯水的阻燃性好，安全性高，特别适合于高温场合的应用，大大拓宽了液压系统的应用领域。

　　④ 纯水的压缩系数小，压缩损失比矿物型液压油低25％ 左右，可以补偿一部分由于泄漏增加而造成的体积损失。

　　⑤ 在水下，用纯水作传动介质可以不用回流管、水箱，系统能大大简化。同时，使用纯水的液压系统维修方便，维护成本低；

　　⑥ 由于水的比热和传导系数比矿物型液压油大，所以在相同工作条件下，纯水液压系统的温度升高比矿物型液压油要低10℃左右。

　　但纯水也存在着以下明显的缺陷，这也正是我们在研究中要解决的问题：

　　① 黏性低；

　　② 润滑性差。纯水产生的液膜厚度只有矿物型液压油的1／3～1／20，高压时极易造成相互运动表面之间的直接接触，摩擦副无法实现液体润滑，磨损加剧，使容积效率降低；

　　③ 气蚀性强。纯水的气化压力比矿物型液压油高千倍，并且随着温度的升高，气化压力上升很快，这就意味着纯水极易气化和沸腾，产生气蚀现象。对于纯水液压泵，易产生气蚀的部位是配流盘吸压窗口的交界处和泵的吸人口；对于阀类元件，当介质通过其中的小孔，在相同的压差下，纯水通过的流量远远超过液压油，从而流速极高，易在下游处形成气蚀。为了避免水的沸腾及水的结冰，要求纯水的运行温度一般只能在3℃ ～50℃ ，范围狭窄；

　　④ 有一定腐蚀性。纯水中的氯化物浓度、氯离子、硬度及细菌会使材料表面产生复杂的物理化学反应，使之脆弱化。而强烈的磨损会剥落脆弱化的表面组织，从而加速表面的磨损。

　　2 纯水齿轮泵的结构及其实现

　　针对纯水介质的特性，纯水液压齿轮泵在结构上从以下几方面作了改进。