Как работает шестеренчатый насос – Центробежные и шестеренные насосы: в чем различия? | Статьи — Промышленный каталог статей

Содержание

Шестеренчатый насос (шестеренный): принцип работы

На чтение 6 мин.

Насос – это гидравлическая техника различного назначения, которая может работать в режиме насоса или гидромотора в зависимости от того, какой вращательный момент передан валу. Вал может вращаться вправо, влево и в обратную сторону (реверсивно).

По своему прямому назначению насосы могут быть крыльчатыми и поршневыми, сильфонными и пластинчато-роторными, кулачковыми с серпообразым ротором и импеллерными, синусыми и винтовыми, перестальтическими (шланговыми) и вихревыми, мембранными и оседиагональными (шнековыми), центробежными и  многосекционными, струйными аппаратами, гидротараннымии шестеренчатыми. Сегодня поговорим именно о шестеренчатых насосах.

Общее описание и назначение шестеренчатых насосов

Шестеренчатые насосы были запатентованы в СССР в конце сентября 1977-го года четырьмя инженерами мелитопольского института механизации сельского хозяйства Анатолием Кастеляни, Иваном Федоренко, Владимиром Черкуном и Михаилом Довгалем. Номер первого в СССР патента на усовершенствованный насос  шестеренчатый – 646090. При этом, аппарат НШ, в том виде, в котором мы его знаем, был изобретен Олегом Барановым в 1968 году.

Шестереночный, шестерной – это то же самое, что и шестеренные насосы, которые нашли широкое применение в системах гидравлики последнего поколения. Шестеренные насосы делятся на технику для:

Устройство шестеренчатого насоса с внешним зацеплениемУстройство шестеренчатого насоса с внешним зацеплениемУстройство шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

Шестеренные насосы (НД) рассчитаны на уровень давления до 5-ти атмосфер, (СД) рассчитаны для уровня давления до 30-ти атмосфер и высокого (ВД) – на уровень давления до 70-ти атмосфер. При этом шестеренчатый насос НД может применяться в смазочных и охладительных системах станков, СД – в системах гидравлики фрезерных и шлифовальных станков.

Применение шестеренчатых насосов высокого давления можно встретить в гидравлической системе протяжного, сверлильного, фрезерного или токарного оборудования. Бывают также модели, специально спроектированные, чтобы пропускать воду или керамический краситель, масло или смазочные материалы.

Кроме того, эти аппараты делятся на:

  • шестеренный насос с внутренним зацеплением;
  • с зацеплением наружного типа.

Аппараты с наружным зацеплением – это техника, рассчитанная для работы с вязкими жидкостями, которые используют для смазки.  Эти аппараты достаточно просты в изготовлении, но не такие компактные, как аппараты с зацеплением внутреннего типа.

Принцип работы шестеренчатого насоса

Ведомая шестеренка аппарата с наружным способом зацепления вращается при постоянном контакте с ведущей шестеренкой. При этом шестеренки вращаются в противоположные стороны, и в полости всасывания, в момент выхода зубьев из зацепления образуется вакуум.

Схема действия шестеренчатого насосаСхема действия шестеренчатого насосаСхема действия шестеренчатого насоса

За счет образования вакуума жидкость попадает в полость всасывания, где постепенно перемещается в полость нагнетания, откуда выталкивается зубьями в нагнетательный трубопровод. При этом, контакт между зубьями шестеренок такой плотный, что делает обратный ток жидкости из камеры нагнетания в камеру всасывания невозможным.

В аппаратах с внутренним принципом зацепления принцип работы шестеренного насоса примерно тот же, за исключением того, что ведущая шестеренка, которую вращает электродвигатель, вращает и внешнее колесо. Всасывание жидкости обеспечивается создаваемым вакуумом, а предохранительным клапаном между отсеком всасывания и нагнетания в данном случае служит серповидный уплотнитель.

Например, производитель насосов шестеренных Вosch, создал целую линейку аппаратов AZP с внешним принципом зацепления, которая состоит из моделей:

  • AZPB;
  • AZPF;
  • AZPN;
  • AZPG;
  • AZPS;
  • AZPT;
  • AZPU;

Это модельный ряд  нерегулируемых аппаратов с номинальным давлением от 250 до 280 бар. В остальном отличаются типовым рядом (последней буквой в маркировке модели от В до J). При этом, первые две буквы – AZ – это обозначение самого изделия, а Р – функция

. Различия в типоразмерности внутри модельного ряда идут по постоянному и кратковременному рабочему давлению, а также минимальной и максимальной скорости вращения.

Последние четыре модели в списке обладают дополнительной функцией бесшумности при работе. Дополнительные характеристики всегда можно посмотреть в техническом паспорте и конфигураторе изделия.

Серия шестеренных насосов Г11 и Г11-11А используется в дозирующих устройствах и в аппаратах, где применяют технические масла и смазки, в которых повышенный уровень кинематической вязкости (до 400 мм²/с). При этом вязкость насосов может ограничиваться лишь смазывающей способностью жидкости и мощностью двигателя самого насосного аппарата.

Срез шестеренчатого насосаСрез шестеренчатого насоса

Срез шестеренчатого насоса

Износостойкий корпус из чугуна и крышка из алюминиевого сплава, шестеренки из хромистой стали и манжетный тип уплотнения вала обеспечивают бесперебойную и надежную работу техники даже в условиях нагревания смазочных материалов до 60°C.

В стандартной модели насосов Г11-11А используют вал с правосторонним вращением. Но, по желанию заказчика модель можно модифицировать под левостороннее вращение или вообще, заменить прямое движение  жидкостей на реверсивное. Обо всех изменениях будут сообщать дополнительные буквы в маркировке (Л или Р).

Но, если техника моделей Г11 и Г11-А использовалась для перекачки материалов, которые не вызывали коррозию и не представляют опасность  при эксплуатации, то продукция компании VIP Technology рассчитана на абразивные, агрессивные и горючие материалы. Такие, например, как лак или краски, нефтепродукты или битум, нефтяного или дизельного топлива.

Такую насосную технику изготавливают из углеродистой стали и чугуна, а все уплотнения в конструкции представляют из себя соединение, в составе которого двойной графит и керамика. Иногда прокладки для вала и ведущего колеса могут выполняться из бронзы.

Принцип работы шестеренчатого насоса (видео)

Причины поломки шестеренной насосной техники

Основное условие нормальной работы любой гидравлической техники – это достаточный уровень давления жидкости внутри системы. Для того, чтобы более подробно рассмотреть возможные варианты неисправностей аппаратов, нужно четко понимать схематическую конструкцию напорной  шестеренчатой техники. Состоит шестеренный агрегат из:

  • корпуса;
  • крышки;
  • ведущей шестерни;
  • ведомой шестерни;
  • втулки;
  • сальника;
  • уплотнителя;
  • пластины;
  • пружины;
  • патрубка
  • распределителя.

Вариант при котором отсутствует подача жидкости или ее поступает недостаточно возможен, если неисправен привод или перепутано направление движение жидкости. Например, по техпаспорту оно должно быть правым, а у вас стоит левое или реверсивное. Этот вариант так же возможен, если есть утечка жидкости или степень загрязнения жидкости превышает допустимые по техническому паспорту нормы.

Полная схема шестеренчатого насоса

Полная схема шестеренчатого насосаПолная схема шестеренчатого насоса

Если внутри насосной техники стала образовываться пена, то это значит, что произошла разгерметизация корпуса, и в систему проникает воздух. Если в распределителе засорился золотник, или неправильно отрегулирован предохранительный клапан, то аппарат не будет давать нужного давления. Кроме того, обе эти причины могут привести к перегреву самого агрегата.

Если корпус вибрирует или издает не характерные для нормального режима работы звуки, стоит проверить привод на степень износа или трубопроводы на предмет возможной закупорки из-за повышенной вязкости жидкости внутри насоса. Если привод очень изношен, то напорная техника будет самопроизвольно отключаться.

Шестерённая гидромашина — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 октября 2014; проверки требуют 8 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 октября 2014; проверки требуют 8 правок.

Шестерённая (шестерёнчатая) гидромаши́на — 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.

Шестерённые гидромашины выпускаются с внешним и внутренним зацеплением (одним из вариантов последней является героторная гидромашина со специальным трохоидальным зацеплением). Гидромашины с внутренним зацеплением более компактны, но из-за сложности изготовления применяются редко. Иногда для снижения шумности и неравномерности подачи применяют шестерни с косыми зубьями. В некоторых случаях для облегчения входа перекачиваемой среды (расплав полимера) входной патрубок имеет размеры (эквивалентный диаметр) соизмеримые с размером шестерён.

  • Шестерённая гидромашина с внешним зацеплением

  • Шестерённая гидромашина с внутренним зацеплением

  • Героторная гидромашина

  • В этом насосе с внутренним зацеплением жидкость перемещается слева направо

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 шестерённой гидромашины с внешним зацеплением может быть определён по формуле:

q0=2π⋅m2⋅b⋅z,{\displaystyle q_{0}=2\pi \cdot m^{2}\cdot b\cdot z,}

где

m{\displaystyle m} — модуль зубчатого зацепления;
b{\displaystyle b} — ширина шестерни;
z{\displaystyle z} — число зубьев шестерённой гидромашины, под которым понимается число зубьев на одной шестерне.

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

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 30 МПа[1] (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.

  • широкий диапазон вязкости среды;
  • простота конструкции;
  • высокая надёжность в сравнении, например, с аксиально-плунжерными гидромашинами;
  • низкая стоимость;
  • способность работать при высокой частоте вращения;
  • высокая надежность при работе например с расплавами полимеров.
  • нерегулируемость рабочего объёма;
  • неспособность работать при высоких давлениях, либо высокие требования к материалам и изготовлению деталей насоса;
  • в сравнении с пластинчатыми гидромашинами — бо́льшая неравномерность подачи;
  • высокое требование к качеству изготовления шестерен и пластин, образующих корпус;
  • двукратное изменение направления движения жидкости в насосе, что снижает КПД.

Маркировка отечественных шестерённых насосов устанавливается в соответствии с «ГОСТ 19027-89 НАСОСЫ ШЕСТЕРЁННЫЕ. Основные параметры».

Основные технические характеристики[править | править код]

  • 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
  1. ↑ Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982. (какая страница?)
  1. Юдин Е. М. Шестеренные насосы. Основные параметры и их расчет/ Издание 2-е, переработанное и дополненное. Москва, издательство «Машиностроение», 1964. — 236 с.
  2. Лепешкин А. В., Михайлин А. А., Шейпак А. А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебник, ч.2. Гидравлические машины и гидропневмопривод. / под ред. А. А. Шейпака. — М.: МГИУ, 2003. — 352 с.
  3. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982.
  4. ГОСТ 19027-89 НАСОСЫ ШЕСТЕРЁННЫЕ. Основные параметры.
  5. Башта Т. М. Гидравлические приводы летательных аппаратов. — Изд-ие 4-е, переработанное и дополненное, издательство «Машиностроение», Москва, 1967.

Назначение и принцип работы шестеренчатого насоса

В работе гидравлической системы практически любого механизма не последнее значение имеет шестеренчатый насос

Достоинства этих агрегатов в том, что они весьма долговечные и просты в эксплуатации, а также качественные, компактные и прочные. Все эти показатели на протяжении всего срока эксплуатации насоса остаются практически неизменными.

Нужно добавить, что насос шестеренный устанавливается на микростанциях, предназначенных для создания линий управления гидравлической системой, которая работает под большим давлением. Кроме того, насосы часто используют для гидроагрегатов, которые изготовлены по «индивидуальным» проектам. Нередко шестеренчатые насосы используют в качестве основных силовых элементов в автомобильной спецтехнике и компактных стационарных гидроустановках.

Насос является «сердцем» любой гидравлической системы. В свою очередь, он обеспечивает все необходимые параметры и характеристики для оптимальной работы гидросистемы. Применяется шестеренчатый насос также для перекачивания различных жидкостей. Гидронасосы, устанавливаемые в гидравлических системах, должны отвечать высоким требованиям качества и безопасности.

В основном, все шестеренчатые насосы отвечают всем предъявляемым к ним требованиям и считаются наиболее надежными, производительными и самыми подходящими для работы гидросистемы любого механизма. Основное преимущество этих насосов заключается в весьма простой конструкции. Также нужно отметить их неплохие весовые характеристики и компактность, высокую надежность и доступную стоимость.

Если при выборе шестеренчатого насоса у вас возникают сомнения и появляются вопросы, то обращайтесь за помощью к специалистам специализированных точек продажи данной техники. Выбирая шестеренчатый насос, следует ориентироваться на его характеристики и размеры.

Принцип работы агрегата достаточно прост: внутри корпуса имеется двигатель, на валу которого крепится приводная шестерня, она сцепляется с зубьями остальных элементов. Когда электродвигатель начинает вращать приводную шестерню, ее зубцы захватывают жидкость и перемещают в сторону нагнетателя, прижимая к корпусным стенкам. Благодаря этому детали насоса охлаждаются, поэтому аппарат может работать без остановки длительное время.

Принцип работы шестерёнчатого насоса


Существует около полутора десятков самых разных насосов для технических жидкостей. Их применение может быть обусловлено необходимым давлением на выходе, производительностью и габаритными размерами устройства. Если в сельском хозяйстве и в строительстве практически ничего не ограничивает возможность применения насоса той или иной конструкции, то под капот автомобиля можно поместить далеко не каждый насос. Одним из видов гидронасосов, активно применяемый в автомобилестроении, стал насос шестерёнчатого типа.

Содержание:

  1. Что такое насос шестерёнчатый насос
  2. Как работает гидравлический насос
  3. Виды шестерёнчатых насосов
  4. Недостатки и поломки устройства

Что такое насос шестерёнчатый насос

Для нормального функционирования двигателя и различных систем автомобиля может применяться как мембранный насос, шестерёнчатый, так и роторный. В тех системах, где необходимо добиться высокого давления, хорошей производительности и стабильной длительной работы, применяют именно насос шестерёнчатого типа. Как правило, это масляный насос системы смазки двигателя. Его задача состоит в том, чтобы обеспечить номинальное давление масла, которое жизненно необходимо для качественной смазки трущихся деталей.

В некоторых типах автомобильных моторов, с сухим типом картера и масляным бачком, насос дополнительно производит перекачку жидкости из картера обратно в бачок. Шестерёнчатый насос это устройство, способное перекачивать жидкость с помощью лопастей (зубьев) шестерён. Одна из них ведущая, которая соединена с приводным валом, вторая ведомая, она вращается свободно и входит в постоянное зацепление с ведущей.

Как работает гидравлический насос

Принцип работы шестерёнчатого насоса показан на схеме ниже. Жидкость попадает во впускной патрубок либо самотёком, либо под воздействием разряжения, которое создаёт насос, а на выходе из устройства жидкость уже имеет необходимое для системы давление. Оно может регулироваться как оборотами насоса, так и специальным ограничительным клапаном. Принцип действия устройства заключается в постоянном изменении объёма между зубцами ведущей и ведомой шестерни, помещённых в герметичный корпус.

Насос шестерёнчатый находит широчайшее применение не только в автомобилестроении благодаря целому ряду важных технических показателей:

  • такой насос способен подавать жидкость очень равномерно, без перепадов давления;

  • его конструкция предельно проста, поэтому крайне надёжна;

  • он не требует частого и сложного обслуживания и очень прост в ремонте;

  • срок эксплуатации такого устройства достаточно длительный;

  • насос может создавать высокое давление и имеет высокую производительность.

Виды шестерёнчатых насосов

В автомобильном моторе масляный шестерёнчатый насос может приводиться в движение или от коленвала, или от распредвала посредством привода. Устройство бывает как регулируемого типа, так и без регулировки. Последний поддерживает стабильное давление при помощи контрольного клапана, как правило, шарикового типа. (шарик, нагруженный пружиной, перекрывает маслопровод до момента обеспечения определённого давления в контуре смазки).

Насос регулируемого типа может изменять давление в контуре только изменяя свою производительность в зависимости от оборотов мотора, а в насосах нерегулируемого типа, при превышении номинального давления срабатывает защитный (перепускной) клапан, который ограничивает подачу масла, направляя его излишки либо во всасывающий объем, либо в картер мотора. По конструкции шестерёнчатый насос может быть двух типов:

  1. С зацеплением наружного типа, когда шестерни находятся рядом на параллельных осях.

  2. С зацеплением внутреннего типа, когда шестерни помещены одна в другую.

Оба типа насосов имеют схожие технические характеристики по производительности, но размеры насоса с наружным зацеплением больше. Более компактный насос с внутренним расположением шестерён. сложнее в производстве, поэтому и цена его на порядок выше.

Недостатки и поломки устройства

Несмотря на довольно простую конструкцию, устройство может терять работоспособность, о чем будет говорить низкое давление в контуре или его полно отсутствие. Это может произойти по нескольким причинам. Самая распространённая из них — поломка привода насоса. Могут повредиться шлицы приводного вала, также при определённом уровне естественного износа давление насоса может быть недостаточным.

При недостаточном давлении виновником может быть редукционный клапан, который может засориться или пружина, которая нагружает клапан, может потерять свои свойства. Сам шарик может перекоситься и клапан не сможет работать корректно. Пониженное давление может быть следствием загрязнения полостей насоса или всасывающего канала, загрязнение масляного фильтра. Нерегулируемый шестерёнчатый насос все реже используется в современной технике, поскольку он способствует повышенному износу масла, а КПД его чрезвычайно мал. К тому же мощность двигателя, затраченная на привод устройства, на 35% выше по сравнению с роторным, более современным масляным насосом.

Читайте также:


Шестеренный насос,принцип работы, схема,устройство

Устройство, принцип работы шестеренного насоса с внешним зубчатым зацеплением

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 см3, так и сравнительно большие – до 250…400 см3, число оборотов приводного вала – от 750…900 до 2500…3000 об/мин.Шестеренные насосы широко используются в металлорежущих станках.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!

шестеренчатый насос: устройство и сфера применения

Существует довольно большое количество самых различных насосов, которые классифицируются по принципу действия. Шестеренчатый или шестеренный насос относится к объемному типу оборудования. Большое распространение этого типа конструкции связано с тем, что он применим для перекачивания вязкой жидкости. Примером можно назвать нефтяные продукты, масла, топливо и многие другие вязкие продукты. Следует учитывать тот момент, что выделяют два основных типа шестеренчатых насосов: с внешним и внутренним зацеплением. Рассмотрим все особенности шестеренчатых насосов подробнее.

Содержание

Конструкция шестеренчатых насосов
Принцип работы насоса с внешним зацеплением
Используемые материалы
Конструкция с внутренним зацеплением

Шестеренчатые насосы с внешним зацеплением: каковы особенности конструкции

шестеренчатый насос с внешним зацеплением

Различные станки и другое обрабатывающее оборудование может иметь систему смазки, которая отвечает за подачу масла в зону трущихся элементов или СОЖ в зону резания. Для обеспечения достаточного давления при условии высокой вязкости жидкости устанавливаются именно шестеренчатые насосы. Эта конструкция имеет рабочий орган в виде шестерен, которые постоянно находятся в зацеплении. Стоит учитывать, что шестерни могут быть расположены в один или два ряда. При этом шестерни могут иметь самую различную форму:

  1. Цилиндрическую с прямым расположением зуба.
  2. Цилиндрическую с косым расположение зуба.
  3. Шестерни в виде шеврона.

Следует учитывать тот момент, что именно шевронные и цилиндрические шестерни с косым зубом имеют более плавный ход. Эти же шестерни позволяют существенно повысить показатель производительности оборудования.

Рассматриваемый тип насосов может иметь самый различный показатель производительности. Большинство моделей проводят перекачку жидкости на скорости 1 750 – 3 450 об/мин.

Конструкция имеет плавную работу за счет того, что между рабочими элементами нет зазоров. Примером можно назвать то, что вал фиксируется с двух сторон. Некоторые модели могут выдерживать давление около 200 бар. Именно эта причина определяет возможность применения насосов в различном оборудовании, в том числе металлообрабатывающих станках.

Особенности данного насоса проста и при этом надежная. Конструкция шестеренчатых насосов с внешним зацеплением имеет следующие элементы:

  1. Ведомая и ведущая шестерни.
  2. Вал, который является одновременно элементом крепления и привода.
  3. Система утопления вала, которая обеспечивает надежную фиксацию.
  4. Задний и передний подшипники, которые называют еще втулками.

Вышеприведенная информация определяет то, что конструкция достаточно проста, а значит и надежная в эксплуатации.

Принцип работы насоса с внешним зацеплением

шестренчатый насос

Принцип работы рассматриваемой конструкции достаточно прост. Основных два элемента, представленные ведомой и ведущей шестерней, передают и принимают вращение. Ведущая шестерня при этом получает вращение от привода, а ведомая от ведущей. Расположены они на противоположных сторонах, находятся постоянно в зацеплении.

К особенностям принципа работы данного насоса можно отнести нижеприведенные моменты:

  1. При зацеплении шестерни создают разряжение со всасывающей стороны конструкции. Жидкость подается через специальное отверстие в полость, которая образуется вокруг шестерен, после чего захватывается при помощи зубьев шестерен.
  2. Перемещение масла проводится за счет полости, которая образуется между зубьями. А вот между самими шестернями перекачивание среды не приводится.
  3. За счет зацепления зубьев вязкая жидкость выталкивается в напорный патрубок. При этом отметим, что на протяжении всего периода эксплуатации металл не подвергается воздействию коррозии.

Кроме этого не стоит забывать о том, что при зацеплении зубья контактируют и под воздействием нагрузки может происходить износ, но масло, которое перекачивается, существенно снижает показатель возникающего трения.

Используемые материалы

насос из чугуна

Не сложно догадаться, что от типа материала, из которого производится конструкция, зависят ее основные эксплуатационные качества. При изготовлении могут использоваться самые различные материалы, в основном сталь и чугун.

Выделяют следующие разновидности материалов:

  1. Проточная часть может изготавливается при использовании серого или ковкого чугуна. Кроме этого достаточно большую популярность получила углеродистая или нержавеющую сталь. Есть модели насосов, которые изготавливаются при использовании композиционных материалов, которые обладают весьма высокими эксплуатационными качествами.
  2. Шестерни являются основным элементом конструкции, которые изготавливают из дуплекса, композитов, углеродистой или нержавеющей стали. А вот чугун в данном случае не применим, так как не имеет высокую прочность и устойчивость к воздействию ударной нагрузки.
  3. Упорные втулки выделим в отдельную группу. При их изготовлении может использоваться бронза, графит и карбид кремния. Эти материалы более устойчивы как к воздействию повышенной влажности, так и трению.

Что касается области применения, то список весьма большой:

  1. Гидравлика.
  2. Энергетика.
  3. Нефтяная и газовая промышленность.
  4. Пищевая промышленность и машиностроение.

Область применения определяется особенностью конструкции и видом используемых материалов при изготовлении основных элементов.

Конструкция с внутренним зацеплением

шестеренчатый насос с внутренним зацеплением

Особенности данной конструкции заключаются в том, что перекачивание масла или другой жидкости происходит за счет ротора и ведомого колеса. Работает насос по принципу «шестерня в шестерне». В данной конструкции выделяют следующие основные элементы:

  1. Ротор.
  2. Ведомую шестерню.
  3. Элементы, отвечающие за утопление вала в корпусе.
  4. Всасывающий и нагнетающий патрубки.
  5. Различные предохранительные патрубки.

Принцип действия насоса заключается в нижеприведенных моментах:

  1. Вязкая жидкость поступает через всасывающий патрубок в полость, которая образуется между ротором и ведомой шестерней.
  2. Жидкость проходить через конструкцию насоса за счет того, что она попадает в пространство, образующееся зубьями.
  3. На момент вытеснения жидкости из конструкции проточная часть полностью ей заполняется. Полностью запертые уплотнительные карманы позволяют обеспечить весьма большое давление и снижают показатель потерь.

Как и предыдущая конструкция, рассматриваемая может производится при использовании тех же материалов. Разница заключается в нижеприведенных моментах:

  1. Ротор и ведомые шестерни могут изготавливаться из серого и ковкого чугуна. Это связано с более эффективным распределение нагрузки между различными элементами конструкции.
  2. Упорные втулки могут изготавливаться из карбида кремния, бронзы или керамики, карбида вольфрама и многих других износостойких материалов.

Область применения данного типа насоса весьма велика. Примером можно назвать пищевую, нефтяную, газовую и химическую промышленности. Также встречается подобный насос в судостроении и судоходстве. Столь обширная область применения обуславливается тем, что более эффективное распределение нагрузки позволяет использовать материалы, обладающие меньшей прочностью, но большей коррозионной и химической стойкостью.

Вам также может понравиться

устройство и принцип работы, типы и виды

Инструменты и технические аппараты, работа которых связана с использованием энергии жидкостей, называют гидравлическими механизмами. В машиностроении их популярность основана на возможности передавать с потоком, через гибкие шланги и тонкие трубопроводы, огромные объемы энергии.

Что это, назначение и принцип работы устройства

Один из классов машин – гидравлический насос – является оборудованием по преобразованию механической энергии (вращения и крутящего момента приводного электрического двигателя; перемещения поршня при нажиме и поднятия рычага в ручной конструкции) в гидравлическую энергию жидкости (образование давления; подача или ход рабочего органа, например, штока гидроцилиндра).

фото2Классификация и деление насосов на виды не влияет на общий принцип действия механизмов – вытеснение рабочей среды.

Работающий аппарат перемещает жидкость из полости всасывания (входной) в полость нагнетания (выходную) через изолированные камеры.

Выходящая из корпуса механизма жидкость имеет повышенное давление, обусловливающее ее перемещение по трубопроводу. Так как полости не соединены напрямую, устройства имеют идеальную адаптацию для работы в системах гидравлики с высоким давлением. Жидкость на выходе передает энергию поршню, перемещая его, или циркулирует в замкнутом контуре.

Гидравлические насосы высокого давления – обязательные элементы гидравлического привода, поэтому востребованы повсеместно. Основные области применения:

  • Машиностроение, нефтепереработка, транспорт, сельское хозяйство, другие производственные и перерабатывающие отрасли.
  • Оснащение мобильных моек, мастерских, предприятий коммунального хозяйства, строительных площадок.
  • Системы чистки автомобилей, пожаротушения, подавления пыли, очистки труб, мытья улиц.
  • Помпа – инженерная, погружная.

Технические характеристики и параметры выбора

Основными техническими характеристиками гидронасоса являются:

  1. Частота вращения, об/мин.
  2. Рабочий объем, вытесняемый за оборот вала, см3/об.
  3. Рабочее давление.

Запомните! Основные единицы для измерения давления имеют следующее соотношение: 1 атм=1,013 бар=0,101 МПа=1,03 кгс/см2.

Выбор насоса для конкретной гидросистемы производится с учетом следующих критериев:

  • Вид элемента, вытесняющего жидкость – поршень, шестерня, пластина.
  • Требуется ручной или гидронасос с электроприводом.
  • Пределы рабочего давления.
  • Со средой какой вязкости сможет работать механизм.
  • Рабочий объем.
  • Частотный интервал работы.
  • Легкость обслуживания.
  • Габариты.
  • Цена.

Виды

Ручные

Конструкция ручных стандартных помп представляет цилиндрическую полость с поршнем, который жестко соединен со штоком. Шток, в свою очередь, через шарнир соединяется с приводным рычагом. В поршне находится промежуточный клапан, он связывает полости – поршневую и штоковую. Поршневую полость от резервуара с маслом отделяет впускной клапан, перед которым стоит фильтр. Штоковая полость отделена от выходного порта изделия выпускным клапаном.

фото3

Рычаг ручного (мускульного) аппарата высокого давления легко перемещается рукой или ногой (через педаль с возвращающей пружиной). При подъеме рычага поршень штоком поднимается, открывается впускной клапан и поршневая полость заполняется жидкостью. В это время закрытый промежуточный затвор не допускает ее переток из штоковой полости в поршневую. Во время движения рычага вниз давление жидкости закрывает впускной и поднимает промежуточный клапан. Жидкость попадает в штоковую полость, открывает выпускной затвор и вливается в гидросистему. С каждым циклом подъема-опускания рычага насос вытесняет в систему порцию воды или масла. Таков принцип работы механизма одностороннего действия.

В ручных механизмах двустороннего действия к верху и низу цилиндрической полости подведены параллельные линии всасывания жидкости из бака и ее нагнетания в трубопровод. При любом ходе поршня – вверх или вниз – один из пары впускных и выпускных клапанов открывается. В результате обеспечивается более производительная работа насоса с непрерывной и равномерной подачей рабочей жидкости.

Простое устройство гидроаппарата, требующего приложения мускульной силы, объясняет его широкое применение в производстве, индивидуальном хозяйстве, автосервисе, строительстве. Модели данного типа становятся составной частью различных механизмов:

  • испытательных стендов;
  • лабораторного оборудования;
  • грузоподъемных кранов и платформ;
  • статических гидроинструментов;
  • водяных бытовых опрыскивателей;
  • домкратов;
  • прессового оборудования.

Главный минус – низкая производительность. К достоинствам можно отнести: надежность; простоту конструкции; низкую стоимость; работу без электропривода, следовательно, независимость от наличия источников электропитания; автономность; малый размер и вес; возможность быстро выполнить необходимый ремонт своими руками.

Изделия под отечественным брендом НРГ особенно популярны в частных гаражах, сфере автосервиса, ремонтных и индивидуальных мастерских.

Радиально-поршневые

Основное применение устройств данного типа – подъемное и прессовое оборудование, протяжные станки.

Типы поршневых гидравлических насосов с радиальным расположением цилиндров:

  • Конструкции с ротором, смещенным относительно оси статора. Радиальные цилиндрические расточки ротора являются цилиндрами. В них располагаются поршни, при вращении ротора прижимаемые к стенкам обоймы неподвижного корпуса. Поршни вращающегося ротора приходят в возвратно-поступательное движение с ходом, равным удвоенному смещению (эксцентриситету). Внутри расположена неподвижная распределительная ось, выполняющая роль золотника. Проточки оси соединены с входной и напорной линией привода. Поворот ротора на 180° приводит поршень в поступательное движение к максимально выдвинутому положению. В это время камера цилиндра увеличивает объем и всасывает масло через проточку распределительной оси. Совершая следующие пол-оборота, поршень возвращается в тело ротора и вытесняет масло уже в напорную полость распределителя. Изменяя величину эксцентриситета, регулируют производительность механизма. Меняя эксцентриситет по знаку, то есть, перемещая ротор к противоположной стенке корпуса, добиваются изменения потока жидкости – реверса.
  • С соосным расположением статора и ротора. Но группа поршней уже имеет радиальное расположение в статоре, а на роторе присутствует эксцентричный кулачок. В каждом поршне конструктивно заложены два клапана – всасывания и нагнетания. Вращение эксцентричного кулачка приводит к последовательной работе клапанов, обеспечивая переток рабочей жидкости. Конструкции этого типа чаще применяются в гидромоторах.

Преимущества конструкции:

  1. Надежность.
  2. В регулируемых вариантах конструкции легко настроить нужную производительность.
  3. Показаны к применению в реверсивных системах с изменяемым направлением потока жидкости.
  4. Пониженная шумность работы.
  5. Небольшой осевой габарит.
  6. Простота механизма.

Недостатки:

  1. Низкочастотность (до 2000 об/мин.) вращения ротора.
  2. Инерционность вращающегося ротора.
  3. Присутствие пульсации. Эффект значительно сглаживается при нечетном количестве поршней.
  4. Большой вес.

В производственной сфере распространены нерегулируемые эксцентриковые агрегаты общемашиностроительного применения – Н400-Н403.

Аксиально-поршневые

Самые распространенные механизмы гидроприводов. Вытеснителем жидкости из цилиндра выступает плунжер или поршень. Все цилиндры находятся в едином блоке и они параллельны с осями блока. Возвратно-поступательный ход поршней обеспечивается наклоном блока цилиндров к диску ведущего вала или конструктивным наклонным исполнением самого диска. Работа группы цилиндров сходна с радиально-поршневым устройством.

Запомните! Утечки цилиндров отводятся по дренажному сливу. Если его заглушить, можно спровоцировать повышение внутреннего давления с последующим повреждением корпуса и разгерметизацией гидронасоса.

Достоинства:

• Большая мощность и скорость вращения при компактности и небольшом весе агрегатов.

• Вариативность конструктивных исполнений.

• Небольшие рабочие органы имеют малый инерционный момент.

Недостатки:

• Цена механизмов высокая.

• Подача и расход жидкости сопровождаются существенной пульсацией.

• Конструктивная сложность. Следовательно, чувствительность к неправильной эксплуатации, продолжительный ремонт.

Отечественная модель НП-90 дешевле зарубежных насосов, востребована благодаря богатой комплектации и качеству сборки.

Шестеренные

Роторные гидромашины этого вида нашли применение в системах смазки, дорожной и сельскохозяйственной спецтехнике, мобильных гидравлических конструкциях. К их плюсам относят:

  • простоту конструктивного исполнения;
  • работу на частотах до 5000 об/мин.;
  • небольшой вес;
  • компактность.

Заметные минусы:

  • рабочее давление до 20 МПа;
  • низкий КПД;
  • небольшой ресурс;
  • проблемы пульсации.

Рабочими вытесняющими элементами конструкции являются две шестерни. Они различаются по виду зацепления:

  • Внешнее. Со стороны входа шестерни вращаются в разные стороны, захватывают жидкость впадинами зубьев и перемещают ее вдоль стенок корпуса к выходу из насоса. Когда зубья входят в зацепление, рабочая жидкость выталкивается из впадин к выходу из корпуса.
  • Внутреннее. Принцип работы не меняется. Жидкость переносится в область нагнетания во впадинах между зубьями шестерни вдоль поверхности вспомогательного серпообразного разделителя. Пульсация давления и уровень шума в таких агрегатах снижаются.

Разновидностью рассматриваемой системы зацепления являются героторные (без разделителя, шестерни постоянно контактируют благодаря особому профилю зубьев) и винтовые конструкции.

НШ-10 – известная и надежная модель шестеренного насоса с высококачественной сборкой.

Пластинчатые

В этих гидромашинах пластины, размещенные на роторе, выполняют основную работу. Специальные пружины усиливают их прижим к неподвижному корпусу. Соседние элементы становятся ограничителями объемной камеры, в ней рабочая среда при вращении ротора попадает из полости подачи к полости нагнетания. Присутствие двух и более областей всасывания и стольких же зон входа в систему свойственно конструкциям двукратного или многократного действия.

Нужно знать: регулируемыми могут быть только механизмы однократного действия.

Достоинства пластинчатых насосов:

  1. Пониженная пульсация.
  2. Снижение рабочего шума.
  3. Пониженные требования к засоренности перемещаемой среды.
  4. Регулируемый рабочий объем.

Минусы:

  1. Подшипники ротора сильно нагружены.
  2. Низкое давление.
  3. Сложность при уплотнении пластин на торцах.
  4. Низкая ремонтопригодность.

Г12 – популярная марка одно- и двухпоточных пластинчатых конструкций.

Полезно видео

Подробно об НШ-10:

Принцип действия разных вариантов:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *