Шестеренчатый вал а 41 компас. Шестеренный насос

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

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

Продолжение табл. 1.1

Таблица 1.2

Основные размеры трубной цилиндрической резьбы

(ГОСТ 6357-73)

Продолжение табл. 1.2

Задание по теме 5 . (Лист 5)

Чертеж (рис.29) выполнить на формате А3 в двух изображениях в масштабе 1:1. Выполнить сечение Б – Б на свободном поле чертежа. Для определения недостающих размеров воспользоваться графиком масштабов.

На чертеже выполнить следующие соединения:

I – соединить корпус I с крышкой 2 посредством болтов 10(резьба М10) поставить шайбы 17 и гайки 13;

II – соединить крышку 3 с корпусом I винтами 11(резьбаМ10);

III – выполнить соединение крышки сальника 5 и крышки 2 шпильками 18 (резьба М8, материал корпус сталь), поставить шайбы 16 и гайки 12;

IV – соединить зубчатое колесо 4 с осью 7 посредством призматической шпонки 19 (размеры шпонки 4х4х20) исполнение 2;

V – присоединить к трубе 8 муфту 15 (резьба G3/4).

Заполнить все графы спецификации, используя описание насоса.

Насос шестеренчатый

Насос – машина, преобразующая механическую энергию двигателя в механическую энергию состояния жидкости с целью ее подъема или получения сжатых газов.

Он состоит из пары цилиндрических зубчатых колес 4, установленных в стальной корпус 1. При вращении колес масло из всасывающей полости попадает между зубьями и стенкой корпуса и переносится в нагнетательную полость. Зубья колес препятствуют возвращению масла во всасывающую полость. Чтобы избежать утечки масла, зазоры в сопряжениях насоса должны быть минимальными, особенно между зубьями и корпусом, а также по торцам зубчатых колес.

Шестеренчатый насос начинают собирать с запрессовки в крышки 2 и 3 втулок 9. Затем на втулки наносят слой солидола, который обеспечивает смазку для вала 6 и оси 7. С наружных сторон корпуса 1 помещают пропитанные нитролаком бумажные прокладки (на чертеже они не показаны), устанавливают крышку 3 и завинчивают винты 11. На оси 7 монтирую на призматической шпонке 19 зубчатое колесо 4, а на валу 6 – зубчатое колесо монтируют по посадке. Крышку 2 крепят болтами 10 к корпусу 1. Для уплотнения вала 6 в крышке 2 поставлены три сальниковых войлочных кольца 14, которые прижимаются к валу и крышке 2 сальниковой крышкой 5 и шпильками 18.

Вращательное движение двигателя передается на ведущий вал 6. Зубчатое колесо, находящееся на валу 6 и вращающееся от двигателя, является ведущим, второе – ведомым.

Рисунок 29. Сборочный чертеж и спецификация.

Как построить график масштабов?

Для определения натуральных размеров деталей по сборочному чертежу, выполненному в произвольном масштабе необходимо построить график масштабов (рис.30).

Рисунок 30. График масштабов

На горизонтальной оси отложить натуральный размер ширины насоса (в нашем примере -150 мм). По вертикальной оси отложить этот же размер измеренный по заданному чертежу (допустим он будет – 60 мм). Проведем из построенных точек горизонтальную и вертикальную линии. На пересечении определим т.А. Построим линию 0А. График готов.

Как пользоваться графиком?

Откладываем на вертикальной оси размер, натуральную величину которого требуется определить, измеренный по заданному чертежу (допустим он будет – 48 мм). Проводим горизонтальную линию до прямой 0А в точке Б. Затем опускаем перпендикуляр до горизонтальной оси. Размер отрезка 0С является натуральным размером детали. Таким способом можно определить любой размер, отсутствующий на чертеже.

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.

Насос – машина, преобразующая механическую энергию двигателя в механическую энергию состояния жидкости с целью ее подъема, перемещения или получения сжатых газов. Насос состоит из корпуса 1, к которому крепиться с одной стороны при помощи винтов 13 крышка 2. С другой стороны на штифты 23 центрируется фланец 3 и закрепляется шпильками 21, шайбами 19 и гайками 14. В корпусе устанавливаются шестерня 4 и вал 7, на конце которого выполнены зубья. Цилиндрический конец вала посажен на подшипники 18, установленные во фланце 3. На свободном конце вала 7 закреплен установочным винтом 12 шкив 5. Для передачи вращательного движения на валу установлена шпонка 22. Вращательное движение двигателя с помощью клиноременной передачи через шкив 5 передается на ведущий вал 7, находящийся в зацеплении с шестерней 4. Вал 7 вращается по часовой стрелке, а шестерня 4 – против ее (см. вид слева, местный разрез). При выходе зубьев из зацепления в полости насоса образуется вакуум, в который засасывается жидкость и перегоняется зубьями шестерен по цилиндрическим отверстиям – корпуса насоса фланцу 8. Герметизация шейки вала 7 в месте его выхода из корпуса осуществляется кольцом 16. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Чертеж шестеренчатого насоса выполнить на формате А2 в масштабе 1:1 в двух изображениях, выполнить сечение по шпонке 22 и винту 12. На чертеже выполнить следующие соединения: I – выполнить соединение шкива 5 с валом 7 винтом 12 (резьба М6); II – соединить вал 7 со шкивом 5 шпонкой 22 (размеры шпонки 6х6х40 исполнение 1); III – установить в корпусе 1 цилиндрические штифты 23 (размеры штифта 8х20); IV – выполнить соединение крышки 2 с корпусом 1 винами 13 (рехьбаМ8); V – соединить фланец 8 с корпусом 1 болтами 11 (резьба М10): VI – подсоединить к корпусу 1 муфту 17 (резьба М10), установить пружинные шайбы 20 и гайки 15; VII – выполнить соединение фланца 3 с корпусом1 шпильками 21 (резьба М8, материал корпуса – сталь), установить пружинные шайбы 19 и гайки 14. Заполнить в спецификации графу “Стандартные изделия”

Комментарии

Решения задачи

Выполнить чертеж шестеренчатого насоса придерживаясь его описания и методических указаний изложенных в задании.

Где из линейных размеров указаны только размер шпонки 6х6х40, передающей вращение от двигателя на вал ведущей шестерни насоса. Откуда можем назначить диаметр посадки шкива клиноременной передачи 18 мм согласно ГОСТ 23360-78 Размеры шпонок и пазов. Далее выбираем параметры зубчатой передачи

Модуль зацепления

$ m = \frac{d}{z}=4 $

Приняв модуль равным 4 и то или иное количество зубьев на колесе, например z=12, узнаем

диаметр начальной окружности

$ d = mz = 4 × 12 = 48 мм $

Так как в шестернчатом насосе применяются равновеликие зубчатые колеса

Расстояние между их осями

$ A = \frac{d}{2}+\frac{d}{2}=d= 48 мм $

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