泊头市特种泵阀制造有限公司
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齿轮泵径向力与轴承负荷的来源
齿轮泵的两根轴上装有齿轮，齿轮外圆各处受到的油液压力并不相等。吸油腔压力低、压油腔压力高，压力差作用在齿轮外圆和齿面上，合成一个把齿轮推向吸油侧的不平衡力，这就是径向力。径向力由轴承承担，压力越高、排量越大，轴承负荷越重。很多齿轮泵的早期失效并非齿面磨损，而是轴承间隙变大后引起齿轮偏斜、端面泄漏增加。
径向力的形成
齿轮外圆沿圆周与泵体内壁之间只有很小的径向间隙，高压油会经过这个间隙从压油腔向吸油腔泄漏，压力沿圆周从高压侧向低压侧逐渐降低。把这个沿圆周分布的压力沿齿宽积分，得到的合力方向指向低压侧，大小与工作压力、齿顶宽度和齿高有关。两齿轮受力方向相反，各自传给自己的轴和轴承。
受力不均带来的后果
径向力使轴产生弯曲，齿轮端面相对侧板出现倾斜，一端间隙变小、另一端间隙变大，泄漏量增加，局部还会出现偏磨。轴承在交变载荷下运行，滚道和保持架容易疲劳。压力波动大的系统，径向力随之波动，轴承的疲劳寿命会缩短。使用中表现为流量随压力升高下降较快、轴承部位温升偏高、拆检时轴承滚道有偏磨痕迹。
缩小压油口的做法
常见的一种结构措施是把压油口做成比吸油口小，使高压油作用的圆周范围缩短，从而降低径向合力。这样做的代价是压油流速升高、出口阻力加大，因此压油口尺寸要与流量匹配，不能一味缩小。使用方在换泵体或改接口时，应保持原设计的油口尺寸比例，随意扩大压油口会加重轴承负荷。
径向间隙与泄漏的平衡
齿顶与泵体内壁之间的径向间隙既要小到能减少泄漏，又要大到不因热膨胀和磨粒卡滞而刮伤。间隙过小，齿轮与泵体在温升后可能接触，出现擦伤和发热；间隙过大，径向泄漏增加，容积效率下降。径向间隙的泄漏在总泄漏中占比不算大，但对间隙变化的敏感度较高，检修时应按样本给出的范围控制。
轴承的选择与布置
齿轮泵多采用滑动轴承或滚针轴承。滑动轴承承载面积大、耐冲击，但需要压力油润滑，对油液粘度和清洁度较敏感；滚针轴承起动阻力小、效率较高，但承载能力受滚针数量和安装空间限制。轴承的润滑通常依靠从压油腔引入的压力油，油道堵塞会直接导致轴承烧损，因此拆装时要确认油道畅通。
轴与齿轮的连接方式
齿轮与轴的连接有键连接、花键连接和过盈配合等形式。键连接加工简单，但键槽处存在应力集中，长期交变载荷下可能产生裂纹；过盈配合传扭能力强，但对配合尺寸和装配工艺要求高。无论哪种形式，轴的同轴度和齿轮的端面垂直度都会影响径向力分布，检修换齿轮时应同时检查轴的直线度。
运行中减轻负荷的做法
降低径向力的直接办法是控制工作压力不长期处于上限附近，避免安全阀频繁开启带来的压力冲击。吸油侧保持充分供油，防止因吸空造成压力波动，也能减少轴承的冲击载荷。对于长期连续运行的设备，可在系统中设置压力表和温度监测，观察压力与轴承温升的对应关系，及时判断轴承是否已经出现间隙加大。
维修判断的顺序
拆检时先看轴承滚道是否有偏磨和变色，再看齿轮端面是否有单侧擦痕，这两处往往同时出现。若轴承间隙已超出样本范围，更换轴承的同时应检查侧板端面平面度和泵体镗孔的圆度，否则新轴承装入后仍会偏载。只换轴承而不处理泵体与侧板，问题通常在短时间内再次出现。
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