Шестеренні насоси

До шестеренних гідромашин належать насоси і гідромотори.

Насос — це джерело гідравлічної енергії, а гідромотор — її спо­живач, що перетворює енергію потоку рідини на енергію оберталь­ного руху вихідної ланки (вала), кут обертання якого не обмежений (вал обертається).

У шестеренних гідромашин робочі камери утворені поверхнями зубчастих коліс, корпусу і бокових кришок.

У гідроприводах сільськогосподарської техніки застосовують такі типорозміри шестеренних насосів: НШ-10, НШ-32, НШ-50, НШ-67, і НШ-100, НШ-160 і НШ-250 та ін., що виконані за трьома конструктивними схемами — НШЕ, НШУ і НШК.

Перші дві букви означають «насос шестеренний», цифри — робочий об'єм або теоретичну подачу оливи в см³ за один оберт вала. Буква «Е» або «У», що розміщена після цифр, вказує на типи насоса. Букву «К», що означає круглий тип, не пишуть. Насоси можуть бути і правого або лівого обертання ведучого вала. Про ліве обертання свідчить буква «Л», розміщена після цифр робочого об'єму, або після букв, що вказують тип. Для насосів правого обертання ніякої букви не пишуть.

Згідно з ГОСТ 8753-71 шестеренні насоси поділяють на чотири групи і позначають цифрами 1, 2, 3 і 4, які крім першої пишуть на етикетці останніми.

1 група — насоси з номінальним тиском 10 МПа (100 кгс/см²) і робочим об'ємом 10, 32, 46 і 67 см³ наприклад НШ-32У.

2 група — насоси з номінальним тиском 14 МПа (140 кгс/см²) і робочим об'ємом 10, 32, 50, 67, 100, 160 і 250 см³' наприклад НШ-32У-2.

3 група — насоси з номінальним тиском 16 МПа (160 кгс/см²) і робочим об'ємом 10, 32, 50, 67, 100, 160, 250 см³ наприклад НШ-32У-3.

4 група — насоси з номінальним тиском 20 МПа (200 кгс/см²) і робочим об'ємом 10, 32, 50 і 57 см³, наприклад НШ-32У-4.

Загальну будову і принцип дії шестеренного насоса показано на рис. 1

Принцип дії. При обертанні шестерень зуби виходять із за­чеплення в порожнині А і в ній створюється розрідження. За раху­нок різниці тисків у

баці і порожнині А олива надходить у порож­нину А з бака і заповнює вивільнений простір, і далі, знаходячись у западинах шестерень, переміщується до порожнини Б.

 

 

 

Рис.1. Шестеренний насос:

а — схема роботи; б — будова; в і г — умовне позначення на схемах; 1 і 7 — бо­кові кришки; 2 — ведуча шестерня; 3 — вал; 4 — ведена шестерня; 5 — вісь; 6­- корпус; А — всмоктувальна порожнина; Б — напірна порожнина;-

В — епюра тиску рідини.

Тут зуби входять у западини і витісняють з них оливу у напірну порожнину Б. У цьому разі насос правого обертання.

Характерним для шестеренних насосів є те, що тиск у западинах із зміною кута повороту шестерень змінюється (див. рис.1. а, епю­ра В). Аналогічний характер зміни тиску спостерігається і в торце­вому зазорі між шестернею і кришкою.

Внаслідок такого розподілу виникають неврівноважені зусилля, що сприймаються підшипниками валів. Для розвантаження підши­пників від таких зусиль застосовують гідравлічну протидію. З цією метою діаметрально протилежно камери сполучають каналами від­повідно з порожнинами нагнітання і всмоктування (рис. 2, а). До­сконалішим є розвантаження за допомогою радіальних непересіч­них каналів, виконаних у шестернях, які сполучають кожну пару діаметрально розташованих западин шестерень (див. рис. 2, б).

У шестеренних насосах некруглого виконання типу НШ-32У гідравлі­чне розвантажен­ня відбувається за рахунок фасок, ви­конаних на під­шипниках (втул­ках). У насосах круглого виконан­ня це досягається завдяки тому, що на кожній шестерні

 

 

Рис. 2. Схема розвантаження шестерень від радіальних сил тиску оливи:

а — за допомогою каналів у корпусі; б — за допомогою радіальних каналів на шестернях

принаймні три западини 1 сполучені між собою, оскільки і вони виступають за межі обойми.

Основним каналом витікання рідини (перетікання із 1 напірної порожнини насоса у 1 всмоктувальну) близько 75 — 80 % є торцеві зазори між втул­ками і шестернями. Тому в на­сосах, що працюють при висо­ких тисках (понад 10 МПа) застосовують пристрої для автоматичного ущільнення шестерень по їх торцях. Такі пристрої називають системою автоматичної компенсації торцевих зазорів. Схему насоса з такою системою показано на рис. 3.

 

 

Рис. 3. Схема шестеренного насоса з автоматичною компенсацією торцевого зазору:

1,2, 4 і 6 — втулки; 3 — ведуча шестер­ня; 5 — ведена шестерня; А — порожни­на; Б — канал напірної лінії

 

Дві рухомі плаваючі втулки 1 і 2 із антифрикційного мате­ріалу тиском оливи, що підво­диться із гідролінії нагнітання в порожнину А, притискуються до торців шестерень 3 і 5, притискуючи останні до нерухомих втулок 4 і 6. З боку западин шестерень на втулки 1 і 2 також діє сила тиску оливи. Оскільки площа з боку шестерень менша на величину суми площ профілів зубів, то притискувальне зусилля буде дещо більшим відтискувального зусилля.

Із рис.3. видно, що сумарне зусилля тиску оливи в порожнині А, притискувального втулки до шестерень, практично діє по їх осі. Проте напрямок сумарного зусилля, що відтискує втулки від шестерень, буде зміщено від центра, оскільки має місце нерівномірність розподілу тиску від всмоктувального до напірного отвору (див. рис. 2. епюра В). Внаслідок цього виникає перекіс втулок. З метою усунення такого дефекту в деяких насосах, наприклад типу НШЕ, застосовують диференційне підтискання втулок відповідно до фактичного характеру розподілу тиску в торцевому зазорі. Диференційне підтискання здійснюється за допомогою фігурної камери, утвореної спеціальною манжетою.

 

Таблиця 1.