許多應(yīng)用場(chǎng)合下，泵不只是簡潔地輸送常溫低壓的水類介質(zhì)。
跟著粘度升高，離心泵會(huì)變得低效，用戶需要考慮采用正位移泵（PD泵，或稱容積式泵）。當(dāng)壓力需要升高，一些正位移泵難覺得繼。而溫度升高時(shí)，其它的泵也將失效。
那么當(dāng)需要35公斤以上的壓力，或者300攝氏度的高溫，又或者粘度高達(dá)幾十萬或幾百萬厘泊時(shí)怎么辦？或許有些泵??過專門設(shè)計(jì)或點(diǎn)竄現(xiàn)有設(shè)計(jì)，或許知足此中一或者兩個(gè)要求，但當(dāng)工況需要泵知足所有這些苛刻前提時(shí)怎么辦？
這就需要為這些惡劣工況設(shè)計(jì)的高機(jī)能外齒輪泵。這種泵過程專門優(yōu)化的材質(zhì)、間隙及設(shè)計(jì)，或許處理任何一種或所有這些工況。
外齒輪泵有兩根不異尺寸的嚙合齒輪軸。驅(qū)動(dòng)軸毗連電機(jī)或減速機(jī)（過程彈性聯(lián)軸器）并帶動(dòng)另一根軸。在重載型工業(yè)齒輪泵內(nèi)，齒輪每每與軸為整體（一個(gè)部件），軸頸的公役很小。
齒輪軸為整體式是為了承受高壓高粘度下的高扭矩載荷。四個(gè)軸頸處的滑動(dòng)軸承動(dòng)態(tài)支撐且以泵送介質(zhì)潤滑齒輪軸（見圖1）。
有三種常用的齒輪形式：直齒、斜齒和人字齒。這三種形式各有利弊，有分歧的應(yīng)用。
直齒是最簡潔的形式，在高壓工況下為最優(yōu)應(yīng)用，因?yàn)闆]有軸向推力，且輸送效率較高。
斜齒在輸送過程中的脈動(dòng)最小，且在較高速度運(yùn)行時(shí)加倍恬靜，因?yàn)辇X的嚙合是漸進(jìn)式的。可是，因?yàn)檩S向推力的感化，軸承材質(zhì)的選用可能會(huì)造成進(jìn)出口壓差有限、處理粘度較低。因?yàn)檩S向力會(huì)將齒輪推向軸承端面而摩擦，所以只有選用硬度較高的軸承材質(zhì)或在其端面作非凡設(shè)計(jì)，才能應(yīng)對(duì)這種軸向推力。
人字齒是背對(duì)背的斜齒形式，能供給比直齒稍低的脈動(dòng)，且軸向力可被均衡。然而，制造成本高，組裝/拆卸艱巨，因?yàn)楸匦璩蓪?duì)安裝。在高粘度應(yīng)用中，液體輕易固化，或是在非常大的泵中，這其實(shí)是個(gè)大的壞處。
外齒輪泵的運(yùn)行原?理很簡潔（見圖2）。液體進(jìn)入泵吸入端，被未嚙合的齒間空穴吸入，然后在齒間空穴內(nèi)被帶動(dòng)，沿齒輪軸外緣達(dá)到出口端。從頭嚙合的齒將液體推出空穴進(jìn)入背壓處。
理論上說，正位移泵的額定流量和壓力無關(guān)�？墒�，容積失效或內(nèi)泄露是所有型式的正位移泵所固有的。為了達(dá)到高壓差和所需額定流量，齒輪泵必需降服這種內(nèi)泄露。
內(nèi)泄露途徑有四種（見圖3）：1）齒輪軸頸與軸承之間，2）齒輪端面與軸承端面之間，3）齒頂與泵殼之間，4）嚙合齒之間。
為使泵的承壓能力最大化，這些共同部件之間的間隙必需愈小愈好以限制內(nèi)漏�？墒牵皇强s小間隙并非說起來那樣簡潔，也必需考慮其它身分如溫度、粘度和選材。
有內(nèi)泄露并非滿是壞事。在齒輪泵中，有些內(nèi)漏是必需的，用來潤滑內(nèi)部通路，并在滑動(dòng)軸承內(nèi)形成液膜以動(dòng)態(tài)支撐齒輪軸。準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)應(yīng)該是，內(nèi)泄露量是流量的1～3%。
材質(zhì)選用是高溫工業(yè)泵選型中非常主要的。齒輪泵??常用來輸送高侵蝕性、磨蝕性或易變性流體。泵殼、軸和軸承材質(zhì)起首要與泵送液體相匹配。當(dāng)再額外考慮高溫時(shí)，泵的設(shè)計(jì)變得加倍復(fù)雜，甚至需要考慮各類分歧材料的熱膨脹性。
如前所述，內(nèi)部間隙需越小越好以達(dá)到最高的壓力能力。在高溫狀況下，因?yàn)椴考臒崦浶�，泵需要期近有的間隙內(nèi)“膨脹”，這已??超出了大大都多半通用型齒輪泵出產(chǎn)廠家的每每的考量規(guī)模。高估材料熱脹性會(huì)導(dǎo)致泵的間隙太松，而不及發(fā)生所需壓力；低估熱脹性會(huì)導(dǎo)致泵在達(dá)到過程溫度時(shí)發(fā)生抱死。基于這個(gè)原?因，為高溫或低溫設(shè)計(jì)的泵往往在非設(shè)計(jì)溫度時(shí)不及杰出的運(yùn)行。
舉個(gè)例子，如泵體為316不銹鋼，齒輪軸為440B不銹鋼，軸承為石墨。316不銹鋼熱脹率為17x10-6mm/mm/deg C，440B是11x10-6mm/mm/deg C，而碳是3.6x10-6mm/mm/deg C。泵制造商必需有高溫時(shí)爭(zhēng)論泵內(nèi)間隙的能力。
泵的預(yù)熱是需要的，它或許避免高溫沖擊使部件損壞。當(dāng)泵送流體溫度高于150℃時(shí)保舉預(yù)熱。當(dāng)利用機(jī)械密封時(shí)，泵需預(yù)熱到操作溫度差的30℃之內(nèi)，以防止危險(xiǎn)密封面。夾套型泵可過程蒸汽、熱媒及電加熱格局來預(yù)熱。
粘度是流體流動(dòng)的阻力，高粘度工況的第一個(gè)問題是若何使流體進(jìn)泵。泵必需轉(zhuǎn)得很慢以使流體進(jìn)入未嚙合齒間空穴，這個(gè)空穴形成吸力將流體吸入泵中。間隙越緊，泵的內(nèi)密封性越好，吸力越強(qiáng)。
一旦流體進(jìn)入泵內(nèi)，內(nèi)部的間隙就需要按照粘度準(zhǔn)確界定。間隙過小會(huì)限制流體在通路中的流動(dòng)，使軸承缺乏潤滑而過熱；間隙過大，液膜強(qiáng)度下降而不及支撐和潤滑齒輪軸，造成軸頸與軸承直接接觸，導(dǎo)致先期失效。
處理高粘度流體別的一個(gè)主要身分是驅(qū)動(dòng)齒輪的高扭矩，齒輪軸必需足夠堅(jiān)實(shí)，以傳遞驅(qū)念頭的高扭矩。齒形設(shè)計(jì)非常主要，太大則輸送效率不敷，太小則承受不了高扭矩。
加載在齒輪軸上的扭矩和齒上的剪切力會(huì)跟著粘度和壓差的升高而加大，當(dāng)這些身分再連系高溫度時(shí)，齒輪軸和齒形的設(shè)計(jì)變得特別主要，因?yàn)榻饘俨考S溫度升高的彈性系數(shù)下降。
涉及高壓、高粘度、高溫的工況利用戶不再選用離心泵而轉(zhuǎn)向正位移泵（PD泵）。而當(dāng)這些工況變得格外嚴(yán)苛?xí)r，許多其它形式的PD泵到了利用極限，剩下的獨(dú)一選擇就是外嚙合齒輪泵。
外齒輪泵的出產(chǎn)廠家有許多，但很少能應(yīng)對(duì)這些工況。明智的用戶選擇的應(yīng)該是，有高要求應(yīng)用??驗(yàn)的，有成功處理這些工況可追溯記錄的供給商。
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