齿轮泵结合面漏油问题的原因分析及对策
1．简介
U泵是我厂针对装载机液压系统开发的一系列轴向补偿齿轮泵，有工作泵和转向泵两类。该系列泵设计机理为侧板轴向跟踪补偿，“8”字形侧板在泵腔内轴向浮动。由于克服了固定侧板磨损后效率低下的问题，在介入主机后迅速占领市场，取得了很好的经济效益和社会效益。但在“三包”后期，产品由于泵体与泵盖结合面渗漏被大量退回，约占外退泵的40%，给生产厂家造成了很大的负担，也给主机和客户带来了很大的不便。结合面渗油的现象很快就引起我们的重视，我们抽取部分外退泵上试验台按JB/T 7041-2006齿轮泵外渗漏检查试验规划跑合，发现结合面确有渗漏现象。拆卸了这些外退泵，发现结合部的密封沟槽无破坏，密封圈主要表现为以下现象；断裂；啃咬；无明显异常。
2．故障原因分析
(1)原因分析。现象说明密封圈在沟槽内受到了力的作用。结合面之间的密封属于静密封。两结合端面贴紧时沟槽内的压力一般很小不会冲击到密封圈。比较大的力从哪里来？我们分析；工作状态，齿轮泵腔内的压力比较大，而贯穿于泵体和泵盖的螺钉在压力作用下发生弹性变形，在结合面形成间隙。腔内压力从间隙进入沟槽作用密封圈。腔内压力比较大时，螺钉弹性变形量加大，结合面间隙变大，沟槽压力受制于腔内压力。装载机装卸物料过程中，对密封圈直接冲击，使之失效。如图I所示，为在20MPa下试验室测得泵体与前后盖结合面之间的间隙量。压力下前后盖发生翘曲变形，在C、F点变形为最大，分别向外膨胀0.08、0.09mm。前盖、后盖与泵体结合部的间隙各增加了0.085mm。泵在装载机上的实际工况更为恶劣，其压力峰值有时可达25MPa，那么两结合面的间隙还要加大，且长期不停的冲击，密封圈这时更易失效。短时间内，密封圈即使还没有发生拉断、啃咬失效，这样的工况下，也由于摩擦生热变细，压缩量变小发生焦耳效应导致渗漏。
(2)降低沟槽压力分析。为了减小沟槽内的压力和压力冲击，我们牺牲一点效率，开通了如图J所示的A槽。这种方法，沟通进油口和密封沟槽，让密封圈始终处于低压，摆脱腔内高压对其的影响，但效果却仍不理想。究其原因：平常密封圈受到腔内压力的作用是处于向外拉伸的状态。泵在工作过程中经常产生负压，大气压通过结合面的间隙向内挤压密封圈。而负压不稳定，造成密封圈不断和沟槽、A槽作用，出现了啃咬和拉断的现象。密封圈与沟槽作用过程中摩擦产生热量即使密封圈没有破裂，由于焦耳效应压缩量减小也会发生渗漏。
3．对策
针对这样的情况，为改善密封圈的环境，提出改进方法。首先，在结合部多布局加强螺钉，如图K所示，尽量减少螺钉的弹性拉伸形变量和前后盖的翘曲，尽量减小结合面之间的间隙。布局加强螺钉后再次按图I测量C、F点，测得向外膨胀0.03mm、0.033mm，可见结合部的间隙已充分减小。
经分析，沟槽内密封圈既受到负压下向内的压力，又受到腔内向外的压力，即交替压力的影响。改进办法为保护密封圈，在沟槽内加双挡圈。这样既减小了密封圈在沟槽内的活动面积，又对密封圈形成了保护（见图L）。
4．结论
改进后的齿轮泵在试验台上尽量模拟装载机上比较极限的工况：转速2500r/min，压力25MPa，试验温度80～90℃，按照JB/T 7041-2006齿轮泵外渗漏检查试验规划跑合，整个过程无渗漏现象，可以放心出厂。出厂后跟踪，“三包”期内由于结合面渗漏外退的泵几乎没有，成功地解决了该问题。
这次成功的改进，降低了齿轮泵的故障率，对今后同类型的产品的设计和维修具有很强的指导意义。