ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ насоса
Цель задания
· изучение стандартов ЕСКД;
· ознакомление со стандартами проектирования;
· приобретение навыков выполнения конструкторской документации.
· выполнить эскизы деталей шестеренного насоса;
· составить спецификацию на шестеренный насос.
2. Порядок выполнения задания
· ознакомиться с принципом действия шестеренного насоса;
· изучить состав и назначение деталей насоса;
· выполнить эскизы основных деталей насоса (вала-шестерни ведущего, крышки, корпуса);
· вычертить сборочный чертеж шестеренного насоса;
· составить спецификацию на насос.
3. Описание конструкции и принципа действия
шестеренного насоса НШ
Насосы НШ широко применяются в гидроприводах горных машин и изготавливаются шести моделей с рабочим объемом 10-98,8 см 3 /об и давлением 10-12,5 МПа.
Насос НШ10Е (рис.1) состоит из корпуса 1 и качающего узла, включающего ведущий 13 и ведомый 4 валы-шестерни, двух подшипников скольжения 3, фигурных уплотнений 2 и пластин 10. Крышка 11 крепится к корпусу болтами 5 и центрируется относительно корпуса штифтами 12. Зазор между корпусом и крышкой герметизируется кольцом круглого сечения 6.
Герметизация ведущего вала обеспечивается манжетой 9, которая имеет опорное кольцо 8 и удерживается в гнезде упорным эксцентрическим кольцом 7.
Ведущая и ведомая шестерни имеют одинаковое количество зубьев и вращаются в подшипниках скольжения. Направление вращения может быть любое. В корпусе насоса имеются два отверстия для всасывания и нагнетания масла. Боковая и торцевая поверхности шестерен прилегают к поверхностям корпуса и втулок с небольшим зазором. При вращении шестерен масло перемещается в полостях, образованных впадинами зубьев и корпуса. При этом в зоне контакта зубьев образуется замкнутый объем В, в котором малосжимаемое масло создает большие запирающие усилия, препятствующие нормальной работе насоса (рис.2).
Для устранения повышения давления в запертом объёме обычно используют два способа: на торцевых поверхностях подшипников скольжения, корпуса и крышек выполняют разгрузочные канавки или устанавливают ведущую шестерню насоса со скосами на рабочем профиле зубьев.
На валах-шестернях, подшипниках скольжения, корпусе и крышке предусматривают отверстия или канавки для смазки и отвода утечек масла.
4. ВЫПОЛНЕНИЕ ЭСКИЗОВ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ
ШЕСТЕРЕННОГО НАСОСА
Приступая к эскизированию деталей шестерённого насоса, следует изучить:
· Эскизирование.
· Зубчатые соединения.
· Шлицевые соединения.
· Шпоночные соединения.
Стандарты:
· ГОСТ 2.307-68. Нанесение размеров...
· ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.
· ГОСТ 2.309-73. Обозначение шероховатости поверхностей.
· ГОСТ 2.402-68. Условные изображения зубчатых колёс, реек, червяков и звёздочек цепных передач.
· ГОСТ 2.403-75.Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес.
· ГОСТ 2.409-74. Правила выполнения чертежей зубчатых (шлицевых) соединений.
· ГОСТ 23360-78 . Размеры призматических шпонок и шпоночных пазов.
· ГОСТ 10549-80. Выход резьбы. Сбеги, недорезы, проточки, фаски.
· ГОСТ 8820-69. Канавки для выхода шлифовального круга. Форма и размеры.
· ГОСТ 13943-86. Внутренние эксцентрические кольца.
· ГОСТ 11284-75. Отверстия сквозные под крепежные детали. Размеры.
· ГОСТ 12876-67. Места под головки болтов, гайки...
· ГОСТ 14034-74. Центровые отверстия. Размеры.
Эскизы всех деталей шестеренного насоса должны быть выполнены с учетом вышеперечисленных тем и стандартов.
Так как базовым размером всех деталей насоса является межосевое расстояние (расстояние между осями валов-шестерен), то выполнение эскизов деталей следует начать с эскиза вала-шестерни ведущего.
Эскиз каждой детали выполнять на отдельных листах формата А3 (А2) с предварительно нанесенной сеткой. Сетку выполняют размером 11 см тонкими линиями карандашом или шариковой ручкой бледного цвета (лучше жёлтого).
4.1. Последовательность выполнения эскиза детали
· Осмотреть деталь, определить форму и взаимное положение поверхностей, образующих наружную и внутреннюю поверхности деталей.
· Выбрать главное изображение и достаточное количество изображений (видов, разрезов, сечений, выносных элементов), дающих полное представление о форме (наружной и внутренней) и размерах детали.
· Определиться с форматом эскиза. Расположить на листе изображения с заполнением примерно 85%. Нанести размерные линии.
· Обмерить деталь и указать на эскизе размеры. Указать значения шероховатости поверхностей детали.
· Заполнить основную надпись. В графе “Материал” указать марку и стандарт материала детали.
4.2. Особенности выполнения эскиза
вала-шестерни ведущего
Перед выполнением эскиза вала-шестерни ведущего нужно определить его геометрические параметры: число зубьев z, модуль m, диаметр делительной окружности d и др. (см. раздел 5). Эскиз вала-шестерни ведущего должен быть оформлен в соответствии с ГОСТ 2.403-75. Если вал-шестерня имеет такие элементы, как шлицы, канавки для выхода резьбонарезающего инструмента, канавки для выхода шлифовального круга, центровые отверстия, шпоночные пазы, то эскиз должен содержать информацию о форме и размерах этих элементов в соответствии со стандартами.
4.3. Особенности выполнения эскизов корпуса,
крышки и подшипника скольжения
Выполняя эскизы этих деталей, учесть следующее:
· расстояние между осями отверстий под валы-шестерни в корпусе, крышке и подшипнике скольжения должно быть равно межосевому расстоянию валов-шестерен;
· диаметры отверстий в корпусе под валы-шестерни и наружный диаметр подшипников скольжения должны быть равны диаметру окружности выступов зубчатой поверхности валов-шестерен;
· расположение отверстий под крепежные изделия (болты и штифты) в корпусе и крышке должно быть одинаковым;
· размеры резьбовых отверстий в корпусе под болты рассчитать, используя теорию темы “Крепежные изделия и соединения”;
· размеры отверстий в крышке под эти же болты выбрать из стандартов.
5. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ПРЯМОЗУБОГО ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ
5.1. Основные положения и определения
ГОСТ 16530-83. “Передачи зубчатые...” и ГОСТ 1651-83. “Передачи зубчатые цилиндрические...” устанавливают общие термины, определения параметров и элементов цилиндрических зубчатых передач.
Основные геометрические элементы зубчатого колеса приведены на рис.3.
Рис. 3
5.2. Нормальный модуль зубчатого колеса 
У цилиндрического зубчатого колеса различают три основные окружности: делительную, вершин и впадин. Диаметр делительной окружности d является базовым для определения элементов зубьев и их размеров. По делительной окружности происходит касание зубьев при зацеплении. Она делит высоту зуба h на две части: головку h a и ножку h f . Шаг зацепления P t определяется расстоянием между одноименными точками профилей соседних зубьев. Длина делительной окружности (мм) определяется по формуле
· d = P t z , откуда
Чтобы исключить из формулы число, величину шага (мм) выбирают кратной.
Кратность m измеряется в миллиметрах и называется модулем зубчатого колеса. Модуль является основным расчетным параметром зубчатого зацепления, его значение выбирают по ГОСТ 9563-60 “Основные нормы взаимозаменяемости. Колёса зубчатые. Модули”. Наиболее часто используемые значения модуля приведены в таблице.
Нормативные модули цилиндрических зубчатых колёс
по ГОСТ 9563-60
| 1-й ряд | 0,6 | 0,8 | 1,25 | 1,5 | 2,5 | |||||||||
| 2-й ряд | 0,8 | 0,9 | 1,125 | 1,375 | 1,75 | 2,25 | 2,75 | 3,5 | 4,5 |
5.3. Обмер и расчет зубчатой части ведущего вала-шестерни
Как упоминалось ранее в разделе 3, оба вала-шестерни имеют одинаковое количество зубьев, отсюда все параметры зубчатой части этих деталей также будут одинаковыми.
5.3. 1. Последовательность обмера и расчета параметров зубчатой передачи валов-шестерен
· замерить диаметр окружности выступов шестерни – d а, мм
· определить нормальный модуль по формуле
(полученный модуль уточнить со значениями, приведенными в таблице)
· уточнить диаметр выступов
· определить диаметр впадин
d f = d –2,5 m
· определить межосевое расстояние
6. СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ ИЗДЕЛИЯ
Приступая к выполнению сборочного чертежа любого изделия, необходимо изучить следующие темы и стандарты:
· Чертежи сборочных единиц и деталей.
· ГОСТ 2.102-68. Виды и комплектность конструкторской документации.
· ГОСТ 2.103-68. Стадии разработки.
· ГОСТ 2.108-68. Спецификация.
· ГОСТ 2.109-73. Основные требования к чертежам.
Для изготовления сборочной единицы необходим комплект конструкторских документов, состоящий из спецификации и сборочного чертежа изделия.
Спецификация является основным текстовым документом этого комплекта; она определяет состав сборочной единицы и необходима для изготовления, комплектования конструкторских документов и планирования запуска в производство указанных изделий.
Сборочный чертеж изделий должен содержать изображения сборочной единицы, дающие представление о расположении и взаимной связи составных частей, соединяемых по данному чертежу, и обеспечивающие возможность осуществления сборки и контроля сборочной единицы.
6.1. Особенности выполнения сборочного чертежа
шестеренного насоса
Сборочный чертеж шестеренного насоса выполняется на формате А1 или А2 в выбранном масштабе, с применением чертежного инструмента. Исходя из содержания сборочного чертежа изделия, выбрать главное и необходимое количество изображений шестеренного насоса. Все изображения выполнять с соблюдением требований к сборочным чертежам, а также условностей и упрощений, применяемых на сборочных чертежах.
Для рационального размещения изображений на формате (приблизительно 85% заполнения листа) рекомендуется вычертить изображения на листе в виде прямоугольников. Прямоугольники должны иметь размеры равные, габаритным размерам изображений, вокруг них нужно предусмотреть свободное место для надписей размеров и позиций.
Убедившись в правильности компоновки изображений, приступить к выполнению главного изображения:
· провести оси валов-шестерен параллельно друг другу на расстоянии а (межосевое расстояние);
· выполнить изображения валов и зубчатого зацепления в соответствии с ГОСТ 2.402-68;
· вычертить на валах подшипники скольжения;
· выполнить контуры корпуса;
· изобразить фигурные резиновые уплотнения и металлическую пластину;
· вычертить контуры крышки и резинового кольца (прокладка между корпусом и крышкой);
· выполнить упрощенные изображения соединений крышки и корпуса болтом и штифтом;
· вычертить уплотнительное устройство между ведущим валом-шестерней и крышкой (манжета, опорное кольцо, упорное эксцентрическое кольцо).
Закончив главное изображение, вычертить все остальные изображения.
Нанести штриховку в разрезах и сечениях, меняя частоту и направление так, чтобы все детали имели разную штриховку.
Выполнить полочки для позиций, располагая их в столбик или строчку.
Нанести размеры:
· габаритные;
· установочные и присоединительные (обозначение шлицевой части ведущего вала-шестерни, размеры сквозных отверстий в крышке для установки насоса и расстояние между их осями, размеры глухих резьбовых отверстий в корпусе для присоединения фланцев нагнетательной и всасывающей частей трубопровода и расстояние между их осями, диаметры всасывающего и нагнетательного отверстия в корпусе);
· эксплуатационные (модуль m и число зубьев z вала-шестерни ведущей);
· подлежащие контролю по данному чертежу (межосевое расстояние - а).
При нанесении размеров не допускать пересечения размерных и выносных линий с выносными линиями позиций.
Размеры габаритные, установочные, присоединительные и эксплуатационные относят к справочным и сопровождают знаком *, а над основной надписью пишут техническое требование следующего содержания: “* Размеры для справок”.
6.2. Спецификация
Спецификацию выполняют на листах формата А4 по форме 1 или 1а. Форма 1 – первый лист спецификации с основной надписью по форме 2, форма 1а – последующие листы спецификации с основной надписью по форме 2а.
Спецификация, в общем случае, состоит из разделов: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты. Наличие того или иного раздела определяется составом изделия. Например, спецификация насоса НШ может содержать три раздела: документация, детали и стандартные изделия.
Наименование каждого раздела указывают в виде заголовка в графе “Наименование” и подчеркивают. В конце каждого раздела оставляют несколько свободных строк для дополнительных записей.
Разделы “Комплексы”, “Сборочные единицы”, “Детали” заполняют в алфавитном порядке букв и в порядке возрастания цифр, входящих в обозначение основных конструкторских документов на изделия, входящие в эти разделы.
В раздел “Стандартные изделия” записывают изделия, примененные по государственным стандартам, республиканским стандартам, отраслевым стандартам, стандартам предприятий. В пределах каждой категории стандартов запись производят по функциональным группам, а в пределах каждой группы - в алфавитном порядке наименований изделий, в пределах каждого наименования – в порядке возрастания основных параметров или размеров изделия.
Рис. 4 Размеры бланка спецификации.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Таблица 1.1
Диаметры и шаги для метрической резьбы, мм
| Диаметр d резьбы | Шаг Р | |||
| 1-й ряд | 2-й ряд | 3-й ряд | Крупный | Мелкий |
| - | - | 0,80 | 0,5 | |
| - | - | (5,5) | - | 0,5 |
| - | - | 0,75; 0,5 | ||
| - | - | 0,75; 0,5 | ||
| - | - | 1,25 | 1; 0,75; 0,5 | |
| - | - | (1,25) | 1; 0,75; 0,5 | |
| - | - | 1,5 | 1,25; 1; 0,75; 0,5 | |
| - | - | (1,5) | 1; 0,75; 0,5 | |
| - | - | 1,75 | 1,5; 1,25; 1; 0,75; 0,5 | |
| - | - | 1,5; 1,25; 1; 0,75; 0,5 | ||
| - | - | - | 1,5; (1) | |
| - | - | 1,5; 1; 0,75; 0,5 | ||
| - | - | - | 1,5; (1) | |
| - | - | 2,5 | 2; 1,5; 1; 0,75; 0,5 | |
| - | - | 2,5 | 2; 1,5; 1; 0,75; 0,5 | |
| - | - | 2,5 | 2; 1,5; 1; 0,75; 0,5 | |
| - | - | 2; 1,5; 1; 0,75 | ||
| - | - | - | 2; 1,5; (1) | |
| - | - | (26) | - | 1,5 |
| - | - | 2; 1,5; 1; 0,75 | ||
| - | - | (28) | - | 2; 1,5; 1 |
| - | - | 3,5 | (3); 2; 1,5; 1; 0,75 | |
| - | - | (32) | - | 2; 1,5 |
| - | - | 3,5 | (3); 2; 1,5; 1; 0,75 | |
| - | - | - | 1,5 | |
| - | - | 3; 2; 1,5; 1 | ||
| - | - | (38) | - | 1,5 |
| - | - | 3; 2; 1,5; 1 | ||
| - | - | - | (3); (2); 1,5 |
Продолжение табл. 1.1
| Диаметр d резьбы | Шаг Р | |||
| 1-й ряд | 2-й ряд | 3-й ряд | Крупный | Мелкий |
| - | - | 4,5 | (4); 3; 2; 1,5; 1 | |
| - | - | 4,5 | (4); 3; 2; 1,5; 1 | |
| - | - | (4); 3; 2; 1,5; 1 | ||
| - | - | - | (3); (2); 1,5 | |
| - | - | (4); 3; 2; 1,5; 1 | ||
| - | - | - | (4); (3); 2; 1,5 | |
| - | - | 5,5 | 4; 3; 2; 1,5; 1 | |
| - | - | - | (4); (3); 2; 1,5 | |
| - | - | (5,5) | 4; 3; 2; 1,5; 1 | |
| - | - | - | (4); (3); 2; 1,5 | |
| - | - | 4; 3; 2; 1,5; 1 | ||
| - | - | - | (4); (3); 2; 1,5 | |
| - | - | 4; 3; 2; 1,5; 1 | ||
| - | - | - | (6); (4); (3); 2; 1,5 | |
| - | - | - | 6; 4; 3; 2; 1,5; 1 | |
| Примечания. 1. Диаметры и шаги резьбы, заключенные в скобки, по возможности не применять. 2. При выборе диаметров резьб следует предпочитать первый ряд второму, а второй – третьему. |
Таблица 1.2
Основные размеры трубной цилиндрической резьбы
(ГОСТ 6357-73)
Продолжение табл. 1.2
| Диаметр d резьбы, дюймы | Число ниток на 1² | Шаг Р , мм | Диаметр резьбы, мм | |||
| 1-й ряд | 2-й ряд | наружный | средний | внутренний | ||
| ½ | - | 1,814 | 20,955 | 19,793 | 18,631 | |
| - | ⅝ | 22,911 | 21,749 | 20,587 | ||
| ¾ | - | 26,441 | 25,279 | 24,117 | ||
| - | ⅞ | 30,201 | 29,039 | 27,877 | ||
| - | 2,309 | 33,249 | 31,770 | 30,291 | ||
| - | 1⅛ | 37,897 | 36,418 | 34,939 | ||
| 1¼ | - | 41,910 | 40,431 | 38,952 | ||
| - | 1⅜ | 44,323 | 42,844 | 41,365 | ||
| 1½ | - | 47,803 | 46,324 | 44,845 | ||
| - | 1¾ | 53,746 | 52,267 | 50,788 | ||
| - | 59,614 | 58,135 | 56,656 | |||
| - | 2¼ | 65,710 | 64,231 | 62, 752 | ||
| 2½ | - | 75,184 | 73,705 | 72,226 | ||
| Примечание. При выборе размеров резьбы первый ряд следует предпочитать второму |
Благодаря простой конструкции и надежности в работе широко распространены в гидроприводах дорожных машин. Принцип действия шестеренного насоса (рис. 1) заключается в следующем.
Две шестерни равной ширины ведущая 1 и ведомая 2 находятся в зацеплении и расположены в корпусе 3 с минимальным радиальным зазором. К торцовым поверхностям шестерен прилегают боковые стенки насоса. При вращении шестерен жидкость, заполняющая впадины между зубьями, переносится шестернями по внутренней поверхности корпуса (показано стрелками) из полости всасывания А в полость нагнетания Б.
Объемный КПД в основном зависит от утечек рабочей жидкости через зазоры, образованные головками зубьев и корпусом насоса, а также между торцовыми поверхностями шестерен и боковыми стенками корпуса. Кроме того, дополнительно возникают утечки по линии контакта зубьев. Чтобы уменьшить радиальные утечки, зазор между шестернями и корпусом насоса делают минимальным, а для снижения торцовых утечек боковые стенки автоматически прижимаются к торцовым поверхностям шестерен жидкостью под рабочим давлением. Максимальное значение КПД шестеренных насосов - 0,8...0,95.
Насос шестеренный схема, чертёж
В шестеренном насосе-гидромоторе (рис. 2) ведущая 8 и ведомая 9 шестерни изготовлены заодно с валами и заключены в алюминиевый корпус 6. Корпус закрыт крышкой 2, привернутой к нему винтами 11. Опорными подшипниками скольжения для валов служат «плавающие» бронзовые втулки 5 и 7. Одновременно они выполняют роль упорных подшипников для торцов шестерен 8 и 9. Между крышкой и корпусом проложено уплотнительное кольцо 13 из маслостойкой резины.
Ремонт шестеренных насосов
Для предупреждения вытекания рабочей жидкости и защиты втулки 5 от попадания пыли и грязи установлено уплотнение 4, фиксируемое стопорным 1 и опорным 3 кольцами. Кроме того, в крышке выполнены расточки, в которые вводят дополнительные уплотнительные кольца 12. Передние бронзовые втулки 5 могут перемещаться вдоль валов-шестерен. Втулки автоматически прижимаются к шестерням независимо oт их износа путем подачи рабочей жидкости под давлением в торец втулки. Этим достигается высокий КПД насоса-гидромотора и увеличивается срок его службы.
Чтобы избежать перекоса втулок из-за неравномерной нагрузки в зоне камер всасывания и нагнетания, со стороны всасывающей камеры установлена фигурная разгрузочная пластина 10, обтянутая по контуру резиновым кольцом. Пластину располагают между крышкой 2 и втулками 5. Между сопряженными поверхностями втулок 5 и 7 для упрощении сборки предусмотрен зазор 0,1...0,15 мм. После сборки этот зазор принудительно выбирают, поворачивают втулки и фиксируя их проволоками 15, вставленными в отверстия втулок. Рабочая жидкость, просочившаяся вдоль валов, поступает через отверстие в крышке 2 и отверстие в ведомой шестерне в полости, соединенные, с камерой всасывания. К боковым поверхностям корпуса насоса-гидромотора крепят винтами всасывающий и нагнетательный патрубки.
Отверстие большого диаметра под всасывающим патрубком отмечено на корпусе надписью «Вход». Насосы могут быть использованы как для левого, так и для правого вращения. Чтобы изменить направление вращения, меняют местами ведущую и ведомую шестерни, переставляют втулки так, чтобы их положение и направление разворота стыка и проволок было таким же, как у задних втулок, а затем поворачивают крышку 2 на 180°. Нельзя менять направление входа и выхода в насос, так как это может привести к выдавливанию рабочей жидкостью сальника ведущей шестерни. В корпусе насоса-гидромотора сделано коническое резьбовое отверстие 14 для отвода просочившейся рабочей жидкости при использовании гидромашины в режиме гидромотора. В это отверстие ввертывают штуцер, к которому прикрепляют дренажный трубопровод, соединяющий внутреннюю полость корпуса с баком гидравлической системы.
Схематическое изображение шестеренного насоса с внешним зубчатым зацеплением показано на рис.1
В расточках корпуса 1 размещены ведущая шестерня 2, приводимая во вращение валом 3, и ведомая шестерня 4, находящаяся в зацеплении с ведущей шестерней и вращающаяся по отношению к ней в противоположном направлении. Межзубные впадины и зубья шестерен образует рабочие камеры, объём которых увеличивается при выходе зубьев из зацепления и уменьшается при входе в зацепление. Жидкость из всасывающей магистрали заполняет межзубные впадины и переносится обеими шестернями в зону входа зубьев в зацепление, где она выдавливается ими в нагнетательную магистраль. Рабочие камеры с обоих торцов шестерен закрыты крышками или специальными пластинами, причем толщина шестерен выполняется несколько меньшей расстояния между крышками или пластинами, так что между шестернями и ними образуется очень малый осевой зазор. В радиальном направлении, между расточками в корпусе и наружной поверхностью шестерен также оставляется малый зазор, что позволяет добиться приемлемой герметичности рабочих камер.
Так как зубья шестерен входят в полное зацепление раньше, чем из впадин будет полностью выдавлена жидкость (т.е. часть ее оказывается как бы запертой в малом объёме), то возникает так называемая компрессия жидкости, сопровождаемая резким подъёмом давления. Чтобы избежать компрессии, на поверхности крышек или пластин выполняются разгрузочные канавки.
Очевидно, чем больше величина осевых и радиальных зазоров в конструкции насоса, тем больше количество жидкости сможет перетекать из зоны нагнетания в зону всасывания внутри насоса, но тем меньше будет трение между подвижными поверхностями, которое нужно преодолевать при вращении шестерен. Величина внутренних утечек жидкости представляет собой объёмные потери, а величина трения - определяет механические потери. Чем выше давление, которое должен развить насос, тем меньше должны быть зазоры между основными деталями, так как объёмные потери возрастают, с ростом зазоров, однако чем меньше зазоры, тем больше становятся усилия трения, поэтому конструкция насоса определяется условиями работы на которые он рассчитан.
Область применения шестеренных насосов
Для работы при давлении от 2,5 до 8,0 мПа используются насосы без компенсации зазоров, а для работы при давлениях от 10 до 25 мПа – насос с компенсацией осевых зазоров. Существуют насосы, у которых выполнена не только компенсация осевых, но и радиальных зазоров, однако, они встречаются реже.
Шестеренные насосы с внешним зацеплением могут иметь как малые рабочие объёмы – от 1 до 4 см 3 , так и сравнительно большие – до 250…400 см 3 , число оборотов приводного вала – от 750…900 до 2500…3000 об/мин.Шестеренные насосы широко используются в .Недостатком шестеренных насосов является невозможность регулировки подачи, повышенный уровень шума в работе, обусловленный сравнительно большой пульсацией подачи, а также ограниченность ресурса насосов с подшипниками качения с ростом рабочих давлений. Насосы с подшипниками скольжения не обеспечивают надежной работы при высоких давлениях на жидкостях с малой вязкостью.
А на master-plus.com.ua можно заказать любые оринальные запчасти для стиральной машины в Украине. Очень низкие цены!
Устройство, принцип работы шестеренного насоса с внутренним зубчатым зацеплением
Разновидностью шестеренных насосов являются насосы с внутренним зацеплением, схематическое изображение которых показано на рис.2. Эти насосы отличаются компактностью конструкции, меньшей пульсацией подачи и существенно меньшим, чем у насосов с внешним зацеплением, уровнем шума. Это обусловлено большим углом зоны зацепления зубьев и меньшей скоростью изменения объёма рабочих камер.
Внутренняя шестерня 1 является ведущей и увлекает при вращении внешнюю шестерню 2, которая вращается в расточке корпуса в том же направлении, наподобие подшипника скольжения. При выходе зубьев из зацепления объём V рабочих камер увеличивается, а при входе в зацепление уменьшается. Заполнение межзубных камер при всасывании и вытеснение жидкости из них при нагнетании осуществляется через радиальные сверления, выполненные в межзубных впадинах внешней шестерни, либо через серповидные окна, выполненные в боковых крышках (рис.2а и рис.2б соответственно). Замыкание рабочих камер осуществляется так же, как и у насосов с внешним зацеплением, в осевом направлении, а в радиальном направлении – путем контакта зубьев внутренней шестерни с зубьями внешней шестерни во всех зонах (см. рис.2а). При этом внутренняя шестерня имеет на один зуб меньше чем внешняя, либо с помощью серповидного элемента 3 (см. рис.2б), контактирующего одновременно с вершинами зубьев внутренней и внешней шестерен и разделяющего между собой зоны всасывания и нагнетания.
Насосы без серповидного элемента имеют рабочий объём до 100 см 3 и рассчитаны на работу при давлениях до 7…10 мПа. Так как осуществить надежное разделение полостей, находящихся под давлением, от полостей всасывания, с малым зазором между поверхностями зубьев внутренней и внешней шестерен технологически затруднительно, и трудно сохранить его без увеличения в процессе эксплуатации.
Шестерённая (шестерёнчатая) гидромашина - один из видов объёмных гидравлических машин.
Шестерённый насос с внешним зацеплением: Drive Gear - ведущая шестерня; Idler Gear - ведомая шестерня; Seal - уплотнение; Drive Shaft - ведущий вал; Pressure Port - выходное отверстие, которое сочетается с полостью высокого давления; Suction Port - всасывающее отверстие, которое сочетается с полостью низкого давления
Так же как и другие виды объёмных роторных гидромашин принципиально может работать как в режиме насоса, так и в режиме гидромотора. В том случае, если к валу гидромашины прикладывается вращательный момент, то машина работает в режиме насоса. Если на вход гидромашины подаётся под давлением рабочая жидкость, то с вала снимается вращающий момент, и машина работает в режиме гидромотора.
Принцип действия
Принцип действия шестерённой гидромашины с внешним зацеплением
Шестерённый насос с внешним зацеплением работает следующим образом. Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого из гидробака в полость всасывания поступает рабочая жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок колодцев в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания ничтожен. Смазка движущихся элементов насоса производится перекачиваемой жидкостью (масло, расплав полимера и др.), для поступления смазывающей жидкости к зонам трения конструкцией насоса предусматриваются специальные каналы в корпусных деталях насоса.
Рабочий объём
Запертые объёмы
Одной из технических проблем в шестерённых гидромашинах является проблема запертых объёмов, которые являются нежелательным явлением. Вследствие малой сжимаемости жидкости, возникновение запертых объёмов в процессе работы гидромашины, если не предусмотреть меры борьбы с ними, может привести к возникновению большого момента сопротивления. Для борьбы с ними выполняют специальные канавки, по которым жидкость из запертых объёмов уходит либо в полость высокого давления, либо в полость низкого давления.
Пояснение понятия «запертый объём» в шестерённых гидромашинах с внешним зацеплением: красным и салатовым цветом указаны запертые объёмы
Область применения
Данный вид машин широко используется в системах объёмного гидропривода, в системах смазки и др. Например, гидропривод бульдозеров на базе тракторов Т-100, Т-130 и Т-180 имеет силовой шестерённый насос НШ-100.
Шестерённые насосы применяются для получения давлений до 21 МПа (при очень чистой жидкости и высокой современной точности изготовления).
Героторные насосы применяют для подачи цементной и бетонной смеси от бетономешалки до места заливки. Кроме того, героторные гидромашины используют в качестве центрального звена в некоторых дифференциалах с повышенным внутренним сопротивлением В ряде случаев требуется синхронная подача перекачиваемой (перекачиваемых) жидкости к разным точкам потребления - в этих случаях целесообразно применение многопоточных насосов с единым приводом. Преимущество состоит в том, что подачи могут быть только одновременными. Конструкция с применением многопоточных насосов получается компактнее, проще и легче.
Преимущества
- простота конструкции;
- высокая надёжность в сравнении, например, с аксиально-плунжерными гидромашинами;
- низкая стоимость;
- способность работать при высокой частоте вращения, поэтому их можно соединять непосредственно с валами тепловых или электрических двигателей;
- высокая надежность при работе например с расплавами полимеров.
Недостатки
- нерегулируемость рабочего объёма;
- неспособность работать при высоких давлениях, либо высокие требования к материалам и изготовлению деталей насоса;
- в сравнении с пластинчатыми гидромашинами - большая неравномерность подачи;
- высокое требования к качеству изготовления шестерен и пластин, образующих корпус;
- двукратное изменение направления движения жидкости в насосе, что снижает к.п.д.
Маркировка шестерённых гидромашин
Маркировка отечественных шестерённых насосов устанавливается в соответствии с «ГОСТ 19027-89 НАСОСЫ ШЕСТЕРЁННЫЕ. Основные параметры».
Основные технические характеристики
- Рабочий объём, см³
- Номинальная частота вращения, с‾¹
- Номинальная подача, л/мин
- Давление на выходе, номинальное и максимальное, МПа
- Коэффициент подачи, не менее, в долях
- Коэффициент полезного действия, не менее, в долях
- Номинальная мощность, кВт, не более
- Масса, кг
