求助帖-液压系统-封闭油箱引发的齿轮泵血案；

刘晓白

最近遇到了一个问题，找不到原因，请大家帮忙分析一下；

应用是塑料管材的旋转切割锯，这个设备上有2个动力单元用来驱动油缸带动刀具，刀具对管材进行切割，如下图；

工况介绍：动力单元采用的齿轮泵（小排量3.65cc/r）；节流调速；工作压力100bar；主要作用就是控制进刀退刀；
因为应用设备的特殊性，这个动力单元要跟随刀盘一起慢慢旋转（旋转直径3米，转速2rpm），动力单元的加油口直接采用堵头堵死；
每次工作时间大概0.5-1个小时；测试时可能会长一些；

问题描述：动力单元在使用过长中，一般3天左右，就会开始出现系统压力降低，降低到55bar左右，再调节溢流阀也无法升高，特殊的现象是通过电磁阀切换卸荷和工作，系统压力可以瞬间冲到高一些的压力，但是眼看压力就逐渐下降，最终稳定到55bar；

做过的工作和个人的判断：
1、根据上述现象，直接原因是泵损坏了，泄露量变大，最大压力只能维持在55bar了，对齿轮泵拆开过，并没有肉眼能看到的明显的磨损；
2、把泵拆下来单独运行打压测试，结果一致，还是稳定到55bar，但是有个明显的特点：损坏的齿轮泵的发热明显变高，2分钟，触摸壳体温度就很高了，45-50℃，怀疑是齿轮泵齿轮与壳体内壁无法形成油膜了，损坏的泵发给泵厂家然后一直也没有给出原因；
3、这种封闭油箱结构或者旋转工况让齿轮加速损坏了，比如油箱封闭后，温度升高，内部气体压力变大对齿轮泵的影响（通过真空表测得最大油箱内的压力为0.5bar正压）；
4、吸油是可以保证的，因为采用的是双出杆的油缸，出油和回油理论上是相同的；

诉求：
1、请问哪位有经验遇到过这种封闭油箱旋转的工况，说说封闭油箱旋转是否对液压系统有影响，影响到哪方面了？
2、分析一下齿轮的损坏的直接原因是什么？

注：可以不考虑油路，因为这个因素我排除掉了；
我都干掉了好几个齿轮泵了，国产的进口的，还是确定不了原因；

wf2725864

工伤事故吗

2266998

容积效率下降比较快！泵不是好泵！应该就是杂牌产品，

油也不是好油，对于温度很敏感，

泵热了，油温升高，油温升高油就稀，反过来促进容积效率再降低！相当于循环已经失效了！你现在设计与器件选择都是失败的，这就不是正规液压工程师设计的东西，应该就是自己拼凑的设备，没有什么严格的技术要求，跑起来看一下，出现问题大家感觉莫名其妙！其实没有任何奇怪之处

大色猫

液压粘度在工作温差范围内不稳定，造成润滑局部失效，超过齿轮的安全工作范围，齿轮泵随之失效。

寂静回声

通义Qwen3-32B推理模型的回答

油温升高：封闭油箱无法通过自然对流或强制冷却（如风扇、冷却器）有效散热，导致油液温度持续上升。高温会降低油液粘度，削弱润滑效果，增加齿轮与壳体之间的摩擦，加速磨损。
油液氧化与变质：高温会加速油液的氧化反应，生成酸性物质和沉积物，堵塞吸油口或滤油器，导致供油不足，进一步加剧泵的负荷。
正压影响吸油：用户测得油箱内部存在0.5bar正压，可能由油液受热膨胀或旋转过程中离心力导致油液分布不均（靠近旋转外缘的油液被甩出，中心区域油位下降）。正压会阻碍吸油，导致泵吸入空气或油液不足，引发气蚀现象，降低泵的容积效率，最终导致压力下降。
气泡积聚：旋转过程中，油箱内部可能因离心力形成局部气泡聚集区（尤其是油箱底部或吸油口附近），导致泵吸入含气油液，降低系统压力稳定性。
泵与油箱的动态载荷：旋转运动可能引入额外的振动和机械应力，尤其是泵与油箱连接处的紧固件（如螺栓）若未充分预紧，可能导致密封失效或泵轴偏移，加剧齿轮与壳体的摩擦。
油液流动扰动：旋转会导致油液在油箱内形成涡流或局部死区，影响油液循环效率，增加局部高温和污染物沉积的风险。
旋转导致密封件磨损：封闭油箱的旋转可能使轴封（如油封）承受周期性应力，加速密封件老化或破损，导致油液泄漏或外界杂质侵入，进一步影响泵的性能。

根据用户的描述和测试结果（系统压力下降、泵发热明显、拆解后无肉眼可见磨损），齿轮泵的损坏可能由以下直接原因导致：
用户提到泵运行2分钟壳体温度即升至45-50℃，远高于液压油推荐的工作温度范围（通常为30-50℃）。高温导致油液粘度下降，齿轮与壳体之间的油膜无法有效形成，直接金属接触引发摩擦生热，形成恶性循环。
验证方法：可通过红外测温仪监测油液温度，或在油液中添加荧光剂，检查齿轮表面是否有微小划痕或烧伤痕迹（需显微镜观察）。

尽管用户认为吸油和回油路径对称，但旋转工况下油箱内部油液分布可能不均匀（如离心力导致油液集中在油箱外侧），导致泵吸油口局部油位下降，吸入空气。
验证方法：检查吸油管路是否存在局部堵塞（如滤网或弯头处），或在吸油口安装真空表，观察真空度是否异常（真空度过高说明吸油阻力大）。

齿轮泵的压力维持依赖齿轮端面与泵体之间的密封性。若因润滑不良导致齿轮轴向磨损或变形，端面间隙增大，高压油液会从高压腔向低压腔泄漏，导致系统压力下降。
验证方法：拆解泵体，测量齿轮端面与泵盖之间的轴向间隙（标准间隙通常为0.025-0.04mm），或使用流量计测试泵的容积效率。

封闭油箱无法及时更换或过滤油液，导致金属磨损颗粒、氧化产物等污染物在油液中积累。这些杂质可能进入泵的啮合区域，划伤齿轮表面，导致微小磨损（肉眼不可见）。
验证方法：取油样进行光谱分析，检测金属元素（如铁、铜）含量，或使用显微镜观察油液中的颗粒物。

用户使用的齿轮泵排量仅为3.65cc/r，属于小排量泵。此类泵对油液清洁度、润滑条件和系统稳定性要求更高。若系统存在吸油不足或油温波动，小排量泵更容易因瞬时供油不足或润滑不良而损坏。
验证方法：对比同型号泵在标准工况下的性能参数（如容积效率、温度稳定性），判断是否存在设计缺陷。

建议解决方案
增加冷却措施（如油箱外壁加装散热片或强制风冷），确保油液温度控制在合理范围。
在油箱内增设挡板或导流装置，减少旋转引起的油液涡流和气泡积聚。
缩短吸油管路长度，减少弯头数量，并确保吸油口始终浸没在油液中（可通过增加油箱容量或调整吸油口位置实现）。
安装带磁性过滤器的吸油滤网，防止金属颗粒进入泵内。
每周更换或清洗油液过滤器，定期取油样进行理化分析（如粘度、水分、污染物含量）。
在泵的进出油口安装压力表和温度传感器，实时监控系统状态。
若问题持续，考虑更换为耐高温、抗污染能力更强的叶片泵或柱塞泵。
与泵制造商沟通，定制适用于旋转工况的齿轮泵（如加强轴封设计、提高齿轮表面硬度）。

紫剑狂风

这种工况齿轮泵前面轴封不好容易泄露，齿轮泵浮动板那边也容易泄露。齿轮泵换成叶片泵可以补偿一些磨损。我们也有类似工况，齿轮泵换成叶片泵后，更换的就比较少了，还有就是油箱连个蓄能器保证一直是正压变化范围不要太大。

漫步云端

你油箱不是正压油箱，油箱没有空滤的话是不行的

刘晓白

漫步云端 发表于 2025-6-5 22:59
你油箱不是正压油箱，油箱没有空滤的话是不行的

开始我也这样以为，后来安装了一款压力表，测试过程表压显示值在0.5-0bar，没有出现过负压的情况；

刘晓白

紫剑狂风 发表于 2025-6-5 21:22
这种工况齿轮泵前面轴封不好容易泄露，齿轮泵浮动板那边也容易泄露。齿轮泵换成叶片泵可以补偿一些磨损。我 ...

谢谢啦，叶片泵没有应用过，可以尝试一下；

刘晓白

2266998 发表于 2025-6-5 19:27
容积效率下降比较快！泵不是好泵！应该就是杂牌产品，

油也不是好油，对于温度很敏感，

齿轮泵用过不少品牌，意大利的有两种，马祖奇 B&C ；国产的用过两种，最终呈现的结果是一样的；
这个应用是battenfeld-cincinnati的3米直径的旋转切割锯的进刀驱动，客户反馈之前用哈威的泵站，应用上没有问题，后来前同事按照原来的泵站转换了一下，就出现了这个现象；
感觉这种封闭油箱的动力单元的问题是温度和持续工作时间两方面共同作用的结果；