Анализ устройства шестеренного насоса

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Насосы шестеренные (Насосы НШ)

Насосы шестеренные типа НШ предназначены для нагнетания рабочего давления в гидравлических системах тракторов, погрузчиков, сельскохозяйственных, коммунальных, строительно-дорожных машин и другой техники. В зависимости от назначения, класса и мощности, шестеренные гидравлические насосы НШ изготавливаются с различными (от 4 до 250 смі) рабочими объемами и развиваемыми давлениями (от 14,0 до 25,0 Мпа), а также левого и правого вращения.

Маслонасосы НШ являются шестеренными насосами, которые предназначены для машиностроительных систем. Их цель состоит в нагнетании рабочих жидкостей (минеральных масел) в системы гидравлики приводов и в системы смазки автомобильной, сельскохозяйственной, коммунальной, тракторной, строительно-дорожной и другой техники. Насосы НШ выпускаются с левым и правым вращением. Как правило, правое вращение никак не обозначается, а обозначение левого - «Л». Насос правого вращения предусматривает вращение ведущего ротора по часовой стрелке со стороны привода, а насос левого вращения - в противоположном направлении. Для приводов насосов не используются электродвигатели. Принцип действия таких устройств состоит в создании разрежения на входе с помощью вращения ведомого и ведущего роторов, в результате которого под воздействием атмосферного давления рабочая жидкость со стороны входа перемещается на сторону выхода, откуда она и выдавливается в систему. В состав устройства НШ входит корпус, ведущий и ведомый роторы, опорные втулки. Резиновые манжеты, уплотнительные кольца, передняя и задняя крышки и болты с пружинными шайбами. Из отверстия, которое расположено на передней крышке, выходит приводной вал.

Насос является составной и неотъемлемой частью всякой гидросистемы. Он преобразует механическую энергию двигателя трактора в энергию потока жидкости. Поэтому насос по отношению к другим гидроагрегатам называют источником энергии в гидросистеме.

В гидросистемах сельскохозяйственных тракторов движение от насоса до поршня силового цилиндра (гидромотора) передается замкнутым между ними объемом жидкости, давление которой определяется величиной внешней нагрузки. Здесь используется так называемый статический напор жидкости, поэтому гидравлические передачи этого типа называют гидрообъемными или гидростатическими.

В насосах объемного типа производится вытеснение рабочей жидкости, в связи с этим по характеру процесса вытеснения рабочей жидкости насосы делятся на поршневые, крыльчатые и роторные.

Рис. Схема работы шестеренного насоса:

1 -- ведомая шестерня; 2-- Ведущая шестерня; 3 -- корпус насоса; А -- всасывающая камера; Б -- камера нагнетания.

Рабочий процесс шестеренного насоса протекает следующим образом. Ведущая шестерня 2 находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 1 и приводит ее во вращательное движение. При вращении шестерен насоса в противоположные стороны в камере всасывания А зубья выходят из зацепления, образуя разрежение (вакуум). За счет вакуума из бака в камеру всасывания поступает рабочая жидкость и заполняет впадины между зубьями шестерен 1 и 2. Рабочая жидкость вместе с впадинами зубьев шестерен перемещается по внутренней поверхности колодцев корпуса 3 и переносится со стороны всасывания (из камеры А) в сторону нагнетания (в камеру Б). В камере нагнетания зубья шестерен входят в зацепление и выталкивают жидкость из впадин, которая из камеры Б поступает в нагнетательный трубопровод.

Между зубьями шестерен 1 и 2, находящимися в зацеплении, образуется плотный контакт, поэтому обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен. Следовательно, во время работы насоса каждая вновь вступающая в зацепление пара зубьев закрывает выход жидкости из камеры нагнетания в камеру всасывания. В дальнейшем процесс повторяется.

С целью уменьшения влияния торцового износа качающего узла на долговечность насоса и повышения общей надежности его с 1968 года выпускаются более совершенные насосы НШ-32У и НШ-46У (буква У означает «унифицированные»).

Устройство шестеренного насоса типа НШ-У показано на рисунке.

Рис. Шестеренный насос типа НШ-У:

а -- в разобранном виде; б -- в собранном виде; 1 -- крышка; 2 -- ведущая шестерня- 3 -- ведомая шестерня; 4 -- втулки; 5 -- корпус насоса; 6 -- болты; 7 -- алюминиевый клиновый вкладыш; 8 -- резиновое уплотнение; 9 -- шайбы металлические; 10 -- уплотнительная манжета; 11 -- кольцо опорное; 12 -- манжета; 13 -- стопорное кольцо; 14 -- резиновое кольцо манжеты.

Общая конструктивная схема насоса типа НШ-У такая же, как и насоса типа НШ-В и НШ-Д, но вместо разгрузочной пластинки с уплотнительным кольцом введена сплошная резиновая уплотнительная манжета 10 (рис. а), которая зажата между крышкой 1 и корпусом 5. В цилиндрические отверстия манжеты вставлены резиновые кольца 14 (рис. б) с прилегающими к крышке стальными тонкими шайбами 9 (рис. а) для уплотнения передних опорных втулок. Резиновые кольца 14 (рис. б) препятствуют выдавливанию манжеты в зазор между хвостовиком и втулкой и отверстием в крышке.

Кроме того, запорные пружинки для фиксации опорных втулок в определенном развернутом положении устранены. Поэтому в корпус насоса вставляют опорные втулки без разворота. Для лучшего приспособления втулки к корпусу колодец в крышке под ведомую шестерню расточен на 0,5 мм больше.

Для снижения давления на подшипники и уменьшения износа сопряженных поверхностей подшипника и цапфы на торцах опорных втулок, прилегающих к торцам шестерен, сделаны дугообразные разгрузочные канавки 2X2 мм. Для подвода смазки к подшипнику на торце от стыковой плоскости опорной втулки к осевому отверстию сделана канавка 0,4Х0,6 мм.

Для предотвращения утечек жидкости из полости А (рис. б) во всасывающую полость насоса на стороне всасывания в расточку корпуса диаметром 59 мм встановлены клиновое резиновое уплотнение 8 и клиновой алюминиевый вкладыш 7. Утечки жидкости через зазор между передними втулками и цапфами шестерен поступают через отверстие в крышке и осевое отверстие в ведомой шестерне в канал, соединяющий кольцевые выточки колодцев на дне корпуса с камерой всасывания.

В комплект алюминиевой крышки 1 входят манжета 12 (рис. б), которая уплотняет хвостовик ведущей шестерни, опорное 11 и стопорное 13 кольца. Крышка 1 крепится к корпусу 5 насоса болтами 6 с пружинными шайбами.

Для того чтобы внутренние потери жидкости в насосе через зазоры между торцовыми поверхностями шестерен и втулок оставались минимальными длительное время эксплуатации, в конструкции насоса НШ-У применено автоматический поджим, который осуществляется следующим образом. Рабочая жидкость из камеры нагнетания поступает по пазу в полость А (рис. б) над передними опорными втулками, и стремится поджать эти подвижные втулки к торцам шестерен, устраняя зазор между ними. Если бы не было автоматического поджима, то появился бы зазор между торцами втулок и шестерен, который увеличивался бы за счет износа этих деталей по торцам.

Так как опорные подвижные втулки поджимаются давлением жидкости к торцам шестерен насоса, благодаря чему создается прижимающее усилие, то со стороны зубьев шестерен действует также давление жидкости, но на меньшую площадь, которое создает отжимающее усилие. В результате прижимающее усилие втулки к торцам шестерен незначительно превосходит отжимающее усилие, поэтому сохраняется необходимая масляная пленка между трущимися поверхностями опорных втулок и шестерен.

Достоинством насосов типа НШ-У является также то, что все уплотнительные кольца заменены манжетой и резиновым клиновидным сегментом.

В насосах НШ-У (в отличие от насосов НШ-В, НШ-Э и НШ-Д) торцовый износ качающего узла (шестерен и втулок) не влияет на уплотняющие свойства манжеты 10 потому, что она зажата между крышкой и корпусом, следовательно, при проседании качающего узла до 2--3 мм (против 0,3 в насосах НШ-В и НШ-Д) всасывающая полость будет изолирована от нагнетательной и поджим передних втулок будет осуществляться с постоянной силой.

Конструктивные усовершенствования узлов уплотнения и автоматической компенсации торцовых зазоров позволили увеличить гарантийную наработку насоса НШ-У до 1000 часов против 800 часов для насосов НШ-Э и НШ-Д. В настоящее время Московский завод тракторных гидроагрегатов (МЗТГ) гарантирует работу насосов НШ-46У до 4000 часов.

Насосы НШ-У допускают как правое, так и левое вращение. На заводе-изготовителе их собирают только для правого (вращение вала ведущей шестерни по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода) или только для левого (вращение вала ведущей шестерни против часовой стрелки) вращения. Порядок переналадки насосов типа НШ-У с правого вращения на левое такой же, как и у насосов типа НШ-Э и НШ-Д. Установочные размеры насосов НШ-У ничем не отличаются от тех же размеров предыдущих выпусков насосов.

Благодаря вышеизложенным усовершенствованиям насос НШ-32У получил Знак качества. Его применяют в гидросистемах всех тракторов класса 14--20 кН (1,4--2 тс), в гидросистеме рулевого управления трактора Т-150К, на дорожных и сельскохозяйственных машинах.

С 1969 года промышленность выпускает реверсивные обратимые мотор-насосы двух типоразмеров -- МНШ-32У и МНШ-46У. Здесь индекс МНШ означает «мотор-насос шестеренный». Моторы-насосы могут работать как в качестве насосов правого или левого вращения так и как реверсивные гидромоторы. Чтобы переоборудовать мотор-насос в насос, нужно снять крышку и со стороны нагнетания извлечь вкладыш и специальное уплотнение.

Моторы-насосы МНШ-У созданы на базе серийных насосов типа НШ-У, поэтому они отличаются от насосов только тем, что в донышке корпуса мотор-насоса имеется коническое резьбовое отверстие для присоединения с помощью конического штуцера дренажного трубопровода (металлического или рукава высокого давления), предназначенного для отвода утечек от гидромотора в бак для рабочей жидкости гидросистемы. Конец трубопровода, присоединяемый к баку, должен находиться ниже уровня рабочей жидкости. Давление в дренажном трубопроводе не должно превышать 0,05МПа (0,5 кгс/см2).

При работе в режиме гидромотора мотор-насосы МНШ-32У и МНШ-46У при давлении 10 МПа (100 кгс/см2) развивают номинальную мощность на валу соответственно 7 кВт (9,5 л. с.) и 10,3 кВт (14 л. с.) и крутящий момент 48 Н-м (4,8 кгс-м) и 59 Н-м (5,9 кгс-м).

С 1969 года Кировоградский агрегатный завод выпускает принципиально новой конструкции шестеренные насосы трех типоразмеров -- НШ-32К, НШ-50К и НШ-98К. Индекс НШ-К означает «насос шестеренный круглый».

В соответствии с ГОСТ 8753--71 шестеренные насосы гидравлических систем тракторов, сельскохозяйственных и дорожных машин по исполнению делятся на четыре группы, которые обозначены цифрами 1, 2, 3 и 4. К группе «1» относятся насосы с номинальным давлением нагнетания 10 МПа (100 кгс/см2) и рабочими объемами за один оборот 10, 32, 46 и 67 см3; к группе «2» относятся насосы с номинальным давлением нагнетания 14 МПа и рабочими объемами за один оборот 10, 32, 50, 63, 100 160 и 250 см3; к группе «3» относятся насосы с номинальным давлением нагнетания 16 МПа, с рабочим объемом за один оборот 10, 32, 50, 63, 100, 160 и 250 см3; к группе «4» относятся насосы с номинальным давлением нагнетания 20 МПа и рабочими объемами за один оборот 10, 32, 50 и 63 см3. Цифры, указывающие на исполнение (на способность насоса развивать определенное давление), пишутся на этикетках последними в индексации насосов, кроме первой группы исполнения, где цифра «1» не пишется.

Согласно ГОСТ 8753--71 условное обозначение насосов с правым вращением, например, для насоса с объемной подачей за один оборот 32 смг, такое: НШ-32, НШ-32-2, НШ-32-3, НШ-32-4; для того же насоса левого вращения: НШ-32-Л, НШ-32-Л-2, НШ-32-Л-3 и НШ-32-Л-4.

Условное обозначение насосов типа НШ-У в соответствии с ГОСТ 8753--71, например, для насоса с геометрическим объемом 32 см3 левого вращения такое: НШ-32У-Л, НШ-32У-Л-2, НШ-32У-Л-3, НШ-32У-Л-4; правого вращения: НШ-32У, НШ-32У-2, НШ-32У-3. НШ-32У-4.

Круглые нерегулируемые шестеренные насосы типа НШ всех девяти типоразмеров предназначены для подачи под давлением рабочей жидкости в гидравлические системы тракторов, сельскохозяйственных, землеройных (дорожных), подъемно-транспортных и других машин.

Рис. Шестеренный круглый насос типа НШ-К:

а -- в разобранном виде:

1 -- крышка насоса; 2 -- поджимная (подвижная) обойма; 3 -- подшипниковая обойма; 4 -- шестерня ведомая; 5 -- манжета радиального поджима; 6 -- манжета диаметром 39 мм; 7 -- центрирующая втулка; 8 -- корпус; 9 -- шестерня ведущая; 10 -- болты с пружинными шайбами для крепления крышки насоса: 11 -- манжета диаметром 16 мм; 12 -- манжета диаметром 29 мм, 13 -- платики-замыкателн; 14 -- уплотнительное кольцо крышки насоса;

в -- выточки подцапфы шестерен; г -- отверстие диаметром 6 мм; д -- расточка диаметром 6 мм и глубиной 2 мм; е -- косые отверстия; ж -- пазы под платики-замыкателн; з -- треугольные пазы; и -- отверстие для крепления насоса; к -- отверстие всасывающее (входное); л -- канавка для отвода утечек; м -- отверстия под болты 10; н -- обработанные плоскости для крепления присоединительной арматуры; о -- фаска широкая; п -- отверстие лмамеяром 6 мм; р -- отверстие нагнетательное;

6 -- в собранном виде:

1 -- корпус; 2 -- ведущая шестерня; 3 -- ведомая шестерня; 4 -- крышка насоса; 5 -- подшипниковая обойма; 6 -- центрирующая втулка; 7 -- платики-замыкатели; 8 -- уплотиптельная манжета ведущего вала; 9 -- опорное кольцо уплотнительной манжеты ведущего вала; 10 -- пружинное кольцо; 11 -- резиновое круглое уплотнительное кольцо; 12 -- опорная пластинка; 13 -- поджимная (подвижная) обойма.

Насос типа НШ-К (рис. а) состоит из корпуса 8, качающего узла, включающего ведущую 9 и ведомую 4 шестерни, подшипниковую 3 и поджимную 2 обоймы и два платика-замыкателя 13, резиновых манжетных уплотнений, круглого резинового уплотнительного кольца 14, крышки насоса 1 и шести болтов М10Х35 с пружинными шайбами 10.

Корпус насоса отлит из алюминиевого сплава заодно с соединительным фланцем, в котором имеются посадочный центрирующий буртик и четыре отверстия и под крепежные болты М10. Внутри корпуса 8 имеется цилиндрический колодец, в котором помещается качающий узел. В дне колодца корпуса для выхода приводного вала имеется круглое отверстие, в которое с наружной стороны запрессовано манжету уплотнения приводного вала, а с внутренней -- центрирующую стальную втулку 7, выступающую внутрь корпуса на 4 мм. Центрирующая втулка 7 препятствует проворачиванию качающего узла (шестерен в сборе с обоймами и платиками -- замыкателями) во время работы и служит направляющей при сборке насоса.

На дне корпуса (внутри) и в крышке 1 имеются гнезда для манжет 6 диаметром 39 мм, а также конические углубления, служащие для образования камеры ограничения зоны осевого поджима.

На боковой поверхности корпуса 8 есть две симметрично расположенные обработанные плоскости н, на которых имеются по четыре резьбовых отверстия, предназначенных для крепления присоединительной аппаратуры (муфт).

В центре одной из плоскостей расположено всасывающее отверстие диаметром 24 мм. В центре другой плоскости имеется выходное или нагнетательное отверстие, диаметр которого такой же, как и всасывающего. Изнутри корпуса в выточку выходного (нагнетательного) отверстия вмонтирована манжета радиального поджима 5, формирующая камеру давления, в которой создается усилие для поджима обоймы к зубьям шестерен. Поверх манжеты накладывается металлическая опорная пластина для перекрытия зазора между корпусом и поджимной обоймой. По мере износа опорных поверхностей с помощью поджимной обоймы компенсируется радиальный зазор между своей уплотняющей поверхностью и зубьями шестерен.

С наружной стороны на донышке корпуса выполнена этикетка методом тиснения. На этикетке нанесены: эмблема завода, марка насоса, ГОСТ, номинальное давление, геометрический объем, объемная подача насоса за минуту при номинальной частоте вращения, номинальная частота вращения в минуту и номер насоса. Две первые цифры номера обозначают год выпуска, а остальные -- номер насоса.

Наружная цилиндрическая поверхность корпуса гладкая, а у насосов некоторых типоразмеров с наружной стороны в средней части заодно с корпусом отлиты два ребра жесткости. Ведущая 9 (рис. а) и ведомая 4 шестерни насоса изготовлены из легированной стали как одно целое с цапфами и имеют по 9 зубьев у шестерен насосов НШ-32 и НШ-50, по 30 у шестерен насосов НШ-67, по 9 у шестерен насосов НШ-100 и по 10 зубьев у шестерен насосов НШ-160 и НШ-250.

Ведущие шестерни 9 насосов имеют удлиненный шлицевой конец вала, предназначенный для соединения с муфтой привода. В торце шлицевого конца вала выполнено резьбовое отверстие под винт крепления соединительной муфты привода. Кроме того, на шлицевой части вала ведущей шестерни имеется круговая канавка, в которой располагается специальное гладкое стопорное кольцо (на рисунке кольцо не показано), в которое упирается соединительная муфта.

Ведомые шестерни 4 насоса отличаются от ведущих тем, что их цапфы имеют одинаковую длину. Оси ведомых шестерен сквозных осевых отверстий не имеют (в отличие от насосов типа НШ-В, НШ-Э и НШ-Д).

Ведомые и ведущие шестерни сортируют на заводе на девять групп по ширине через каждые 0,005 мм. Ширина шестерен всех типоразмеров насосов одинакова (равна 20 мм), а разный геометрический объем достигается за счет различного числа зубьев и величины модуля при одном и том же диаметре шестерен.

Цапфы шестерен насоса вращаются в подшипниковой 3 и поджимной 2 обоймах, выполненных в виде полуцилиндров, снаружи которых на одном торце имеется широкая фаска о, обращенная ко дну корпуса насоса, на другом торце -- узкая фаска, обращенная к крышке насоса.

Подшипниковая обойма изготовлена из алюминиевого сплава АМО-7-3 наружным диаметром на 0,03--0,05 мм больше диаметра цилиндрической расточки (колодца) в корпусе для создания жесткого упора между корпусом и крыльями (концами) обоймы с целью стабилизации межцентрового расстояния выточек под опоры шестерен.

В подшнипниковой обойме 3 с внутренней стороны имеются полукруглые выточки: меньшего диаметра в -- под цапфы шестерен, большего диаметра -- под шестерни и в центре -- проточка под торцевые платики-замыкатели 13. В средней части по длине подшипниковой обоймы перпендикулярно к оси насоса расположено всасывающее или входное отверстие к.

На торце с широкой фаской и по образующей до всасывающего отверстия подшипниковой обоймы выполнена прямоугольная канавка л для отвода утечек из подсальниковой полости вала ведущей шестерни в полость всасывания насоса.

Поджимная (подвижная) обойма 2 имеет внутри полукруглые выточки в под цапфы и выточки под шестерни. Кроме того, имеется два параллельных паза ж шириной 12 мм каждый для установки торцевых платиков-замыкателей 13.

В средней части торца поджимной обоймы 2 параллельно оси насоса просверлено отверстие г диаметром 6 мм, служащее для подвода рабочей жидкости к манжетам 6, расположенным в дне корпуса и крышке, с целью осевого поджима платиков-замыкателей к торцам шестерен. По длине средней части поджимной обоймы имеется отверстие р диаметром 15 мм для нагнетания рабочей жидкости. С наружной стороны на поджимной обойме вдоль образующих расположены два треугольных узких паза з, предназначенных для отвода рабочей жидкости в случае разрушения манжеты радиального уплотнения 5.

Наружный диаметр поджимной обоймы выполнен на 0,2--0,3 мм меньше диаметра расточки под качающий узел в корпусе насоса. Это позволяет осуществлять компенсацию радиальных зазоров между уплотняющей поверхностью обоймы и зубьями шестерен за счет радиального поджима давлением рабочей жидкости.

Уплотнение торцов шестерен насоса осуществляется двумя платиками-замыкателями 13, которые поджимаются усилием жидкости, находящейся в камерах давления, ограниченных манжетами 6. Осевое усилие, создаваемое рабочей жидкостью в камерах корпуса и крышки, ограниченных манжетами 6, уравновешивается осевыми усилиями, создаваемыми давлением жидкости камер платиков-замыкателей 13, ограниченных манжетами 11.

Платики-замыкатели 13 представляют собой пластинки, изготовленные из бронзы ОЦС-5-5, одинаковых размеров с круговыми вырезами. Две кольцевые вырезки в платике-замыкателе выполнены так, что диаметр каждой из них больше диаметров цапф шестерен на 0,05--0,08 мм. В каждом платике-замыкателе с одной стороны имеется четыре цилиндрические расточки, три из которых диаметром 16 мм и одна -- 29 мм. В эти расточки вмонтированы резиновые манжеты (три глухие и одна большая с отверстием в центре). С обратной стороны платика-замыкателя имеются три косые отверстия е и одно перпендикулярное к плоскости платика отверстие для подвода рабочей жидкости под манжеты И с целью осуществления поджима платиков к торцам шестерен.

Центральная малая расточка д диаметром 6 мм и глубиной 2 мм (выполнена над косым отверстием) предназначена для разгрузки защемленного объема жидкости межзубового пространства.

Платики-замыкатели вставляют в подвижную (поджимную) обойму так, чтобы манжеты располагались наружу по отношению к торцам шестерен.

Крышка насоса 1 отлита из алюминиевого сплава, в которой имеется шесть отверстий м под болты. С внутренней стороны крышки имеется углубление такое же, как и в донышке корпуса насоса, закрытое манжетой диаметром 39 мм с металлическим кольцом. Кольцо и манжета расположены в одной плоскости с крышкой. Крышка соединяется с корпусом 8 насоса при помощи шести болтов М10Х35 с пружинными шайбами ЮН. Разъем корпус-крышка уплотняется с помощью круглого резинового уплотнительного кольца 14.

При сборке насоса платики-замыкатели вставляют в пазы поджимной обоймы. Затем укладывают в соответствующие выточки обе шестерни, но так, чтобы сохранилось заданное направление вращения насоса и шлицованный конец ведущего вала был обращен в сторону торца обоймы с широкой фаской. После этого нажатием руки платики и шестерни плотно садятся на свои места. Накладывают подшипниковую обойму так, чтобы торцы с широкими фасками совпадали и сжимают их до соприкосновения цапф шестерен с подшипниками (выточками) обоймы.

Чтобы не повредить манжету , на конец шлицевого вала одевают специальную оправку.

Обоймы и шестерни в собранном виде вставляют в корпус насоса шлицованным концом ведущего вала в сторону донышка корпуса, направляя вал в отверстие донышка. При этом проверяют правильность совпадения всасывающих и нагнетательных отверстий в корпусе и обоймах. После этого вставляют резиновое уплотнительное кольцо 11 (рис. б) в канавку корпуса и закрывают крышкой 4, ставят на место болты и зажимают их до отказа. Приводной вал насоса уплотнен манжетой 8 типа 25, ГОСТ 8752--70. Кольцо опорное 9 и стопорное 10 служат для предохранения уплотнительной манжеты 8 от механических повреждений. После сборки прокручивают насос вручную за конец шлицованного вала.

К плоскостям н с обеих сторон корпуса прикрепляют муфты (патрубки) четырьмя болтами. Стык муфты и корпуса уплотняют круглым резиновым кольцом, помещенным в кольцевой проточке на фланце муфты.

Насос может иметь правое вращение, если его приводной валик вращается по часовой стрелке (смотреть в торец насоса со стороны донышка), а левое -- при вращении валика в обратном направлении.

Для изменения направления вращения насоса необходимо переставить манжету радиального поджима в противоположную сторону и переставить шестерни местами. В настоящее время завод выпускает насосы правого или левого вращения (по заказу), но изменить направление вращения путем вышеуказанной переборки не представляется возможным из-за отсутствия выточки под радиальную манжету с противоположной стороны.

Зона высокого давления в круглых насосах имеет небольшой объем, ограниченный в осевом направлении платиками-замыкателями и в радиальном -- поджимной обоймой 13. В центральной части этой обоймы выполнены два сегмента с точно обработанной внутренней поверхностью, прилегающей к шестерням и охватывающей вокруг каждой шестерни дугу, равную примерно 1,5 шага зубьев. Эти дуговые поверхности ограничивают зону высокого давления.

Осевой поджим осуществляется рабочей жидкостью, поступающей из камеры нагнетания насоса по косым и осевому сверлениям платиков.

Жидкость, поступающая по косым отверстиям платиков, ограниченных манжетами 11, создает осевой поджим платиков к торцам шестерен, а жидкость, поступающая через осевое отверстие п, создает в камерах корпуса и крыши, ограниченных манжетами 6, осевое усилие, уравновешивающее поджимную обойму, на которую действует давление, передаваемое из камер платиков через манжеты 12.

Радиальный поджим осуществляется давлением жидкости, поступающей в нагнетательную магистраль, на манжету радиального уплотнения 5 и опорную пластину, расположенных в нагнетательном (выходном) отверстии корпуса насоса. Это давление передается на поджимную обойму, которая по мере износа опорных поверхностей компенсирует радиальный зазор между своей уплотняющей поверхностью и зубьями шестерен.

В межзубовом пространстве со стороны нагнетания создаются запертые обоймы жидкости, которые находятся под давлением, превосходящим рабочее давление. В связи с этим создаются дополнительные нагрузки на детали насоса.

С целью разгрузки насоса в платиках-замыкателях выполнены косые отверстия д (рис. а) с расточкой диаметром 6 мм на глубину 2 мм, по которым жидкость из запертого объема отводится в зону высокого давления.

Все утечки рабочей жидкости в насосе уходят через зазор между подшипниковой и поджимной обоймами, а затем по пазу л подшипниковой обоймы поступают на всасывание.

Круглый насос отличается от всех предшествующих насосов тем, что вместо четырех втулок в корпус вставляются две обоймы и зона высокого давления имеет значительно меньший объем. Отсюда вытекают следующие преимущества круглого насоса:

· постели подшипников скольжения выполнены моноблоком за одну расточку, что устраняет возможность перекосов

· сокращена рабочая, зона высокого давления, что разгружает корпус насоса в шесть-восемь раз

· насос имеет автоматическую компенсацию радиальных и торцовых зазоров по мере износа трущихся деталей

· конструкция насоса допускает возможность секционирования при одном приводном вале

· насос имеет меньшее количество деталей и более простую конструкцию уплотнений, что свидетельствует о большей надежности

· конструкция насоса позволяет повысить рабочее давление до 21 МПа (210 кгс/см2)

· приводной вал насоса выходит через донышко корпуса, а не через крышку

Для соединения вала привода с валом насоса служит зубчатая муфта с закругленными по длине зубьями. Хвостовики валов ведущей шестерни для всех модификаций насосов имеют шесть шлицов.

2. Общее о насосах шестеренных

Насосы шестерённые являются одними из важнейших компонентов гидравлических систем машин. Они предназначены для нагнетания рабочей жидкости в гидравлических системах тракторов, комбайнов, грузовых автомобилей, дорожно-строительной, коммунальной и другой мобильной технике. Могут быть использованы в различных стационарных гидрофицированных установках с приводом от электродвигателя.

Наше предприятие предлагает насосы шестерённые, объёмом от 10 до 250 см.куб., конструктивного исполнения «У» (плоские) и «А» (круглые).

Насосы изготавливаются с правым или левым направлением вращения ведущего вала и взаимозаменяемы с насосами аналогичных типоразмеров других производителей. Если насос имеет левое вращение, в маркировке ставится буква «Л». насос шестеренный гидравлический подшипник

Гарантийный срок эксплуатации 12 месяцев. При этом наработка не должна превышать 4 000 моточасов на сельскохозяйственных тракторах, 3 000 моточасов на промышленных тракторах и 1 000 моточасов на других машинах (при периодической работе насосов).



3. Технические характеристики

Наиболее популярные насосы - НШ-32 и НШ-50. Приведены их характеристики. Технические характеристики и чертежи этих и других НШ можно посмотреть на сайте:

Наименование параметра	ШЕСТЕРЕННЫЕ НАСОСЫ НШ-32, нормы для типоразмера
	НАСОС НШ32У-2	НАСОС НШ32УК-3	НАСОС НШ32А-3	НАСОС НШ32М-3	НАСОС НШ32М-4
Рабочий объем, смі	32	32	32	32	32
Номинальная частота вращения, с?№	32	40	40	40	40
Номинальная подача, л/мин	53,7	68,6	68,6	68,6	68,6
Давление на выходе, МПа номинальное максимальное	14 17,5	16 21	16 21	16 21	20 25
Коэффициент подачи, не менее	0,92	0,94	0,94	0,94	0,94
Коэффициент полезного действия, не менее	0,82	0,83	0,83	0,83	0,83
Номинальная мощность, кВт, не более	18,8	26,6	26,6	26,6	33,2
Масса, кг	5,1	5,0	6,4	4,0	4,,0

Наименование параметра	ШЕСТЕРЕННЫЕ НАСОСЫ НШ-50 (НШ50) нормы для типоразмера
	НАСОС НШ50УК-3	НАСОС НШ50УФ-3	НАСОС НШ50А-3	НАСОС НШ50М-4
Рабочий объем, смі	50	50	50	50
Номинальная частота вращения, с?№	40	40	40	40
Номинальная подача, л/мин	107,2	107,2	107,2	113,7
Давление на выходе, МПа номинальное максимальное	16 21	16 21	16 21	20 25
Коэффициент подачи, не менее	0,94	0,94	0,94	0,94
Коэффициент полезного действия, не менее	0,83	0,83	0,83	0,83
Номинальная мощность, кВт, не более	41,5	41,5	41,5	51,9
Масса, кг	5,2	5,5	7,1	4,1

Принцип работы НШ

При вращении шестерен во входном канале насоса образуется разрежение, благодаря чему рабочая жидкость поступает в зону всасывания (низкого давления) насоса, где заполняет межзубовые впадины и по периферии переносится ими в зону нагнетания (высокого давления) насоса, создавая, тем самым, высокое давление в напорной гидролинии гидросистемы. Рабочая жидкость гидросистемы так же выполняет функции смазывания и охлаждения деталей насоса. Ресурс насоса во многом зависит от качества (вязкости, чистоты) используемого масла, т.к. во всех НШ применяются подшипники скольжения, работоспособность которых определяется, в значительной степени условиями смазки.

4. Устройство шестеренного насоса

Шестерённый насос (НШ) представляет собой сложный механизм, состоящий из качающего узла, корпуса и крышки. Качающий узел насоса состоит из ведущей и ведомой шестерен, четырех опорных втулок, являющихся одновременно подшипниками скольжения. Уплотнение деталей насоса осуществляется резинотехническими изделиями, выполненными из специальной маслостойкой резины. В процессе работы насоса производится автоматический гидравлический (за счет высокого давления, создаваемого насосом) поджим опорных втулок к торцам шестерен, тем самым осуществляется компенсация торцевых зазоров и износов.

Схема шестерённого насоса конструктивного исполнения «У» НШ-10У-3

Введение:

Насосами называются гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей (воды, шлама, масел и др.) под давлением. Насос совершает работу за счет энергии, получаемой от двигателя. Часть этой энергии теряется на преодоление гидравлических и механических сопротивлений, другая ее часть расходуется на создание избыточного давления, благодаря которому и обеспечивается движение жидкости от насоса к месту ее потребления.

Шестеренные насосы применяются для перекачивания масла, нефти, мазута, дизельного топлива, легко застывающих жидкостей (например, битума, парафина или вискозы), но при этом без механических примесей. Они широко распространены в машиностроении, нефтяной и химической промышленности, коммунальном и сельском хозяйстве, строительном комплексе.

Шестерные насосы:

Зубчатый (шестеренный) насос состоит из двух шестерен, расположенных в корпусе. Одна из шестерен приводится в движение расположенным на одной оси электродвигателем, а вторая получает вращение от первой благодаря плотному зацеплению зубьев. При работе жидкость захватывается зубьями колес, отжимается к стенкам корпуса и перемещается со стороны всасывания на сторону нагнетания. Переток жидкости в обратном направлении практически отсутствует из-за плотного сцепления зубьев.

Рис. 1. Схема шестеренного насоса

1 - корпус; 2 - шестерня

Число зубьев в пределе может быть уменьшено до двух, при этом вращающиеся элементы будут иметь очертания, напоминающие восьмерку.

Рис. 2. Схема нагнетателя восьмерочного типа

1 - корпус; 2 - рабочее колесо

В таком нагнетателе необходимо обеспечить привод от двигателя обеих "восьмерок", так как в отличие от зубчатых насосов они не имеют зацепления.

К достоинствам нагнетателей данного вида следует отнести компактность, простоту конструкции, отсутствие клапанов, возможность использования для привода высокоскоростных электродвигателей, независимость подачи от противодавления сети, реверсивность, возможность получения высоких давлений (5 МПа для шесте-ренного насоса, 0,5 МПа для насоса "восьмерочного" типа). Основные недостатки состоят в быстром износе рабочих органов, невысокой подаче и сравнительно низком КПД (до 0,75%).

Шестеренные насосы являются одним из старейших представителей роторных гидромашин с вытеснителями в виде зубчатых колес.

Рис. 3. Схема шестеренного насоса с шестернями внешнего зацепления

По характеру процесса вытеснения эти насосы относятся к классу роторно-вращательных машин, где вытесняемая жидкость, двигаясь в плоскости, перпендикулярной оси вращения, переносится из всасывающей полости в нагнетательную полость насоса. Вытеснители при этом совершают лишь вращательное движение.

Шестеренные насосы выполняются с шестернями внутреннего и внешнего зацепления. Наиболее распространенным типом шестеренного насоса является насос с шестернями внешнего зацепления. Такой насос состоит из пары защемляющихся одинаковых цилиндрических шестерен - ведущей и ведомой, помещенных в плотно охватывающий их корпус, называемый статором. При вращении шестерен в направлении, указанном стрелками, жидкость, заключенная во впадинах зубьев, переносится из полости всасывания в полость нагнетания (отмечена штриховкой), которая образована корпусом насоса и зубьями a1, b1 > b2, a2. Зубья a1 и a2 при вращении шестерен вытесняют большой объем жидкости, чем тот, который может поместиться в пространстве, освобождаемом зубьями b1 и b2, находящимися в зацеплении. Разность объемов жидкости, находящейся под давлением p2, вытесняется в нагнетательную линию насоса.

Шестеренные насосы с шестернями внешнего зацепления просты по конструкции и надежны, имеют малые габариты и массу. Чаще всего применяются насосы, состоящие из пары прямозубых шестерен с одинаковым числом зубьев эвольвентного профиля. Для увеличения подачи иногда употребляются насосы с тремя и более шестернями, размещенными вокруг центральной ведущей шестерни. Для повышения давления жидкости применяют многоступенчатые шестеренные насосы. Подача каждой последующей ступени этих насосов меньше подачи предыдущей. Для отвода излишка жидкости каждая ступень имеет перепускной клапан, отрегулированный на соответствующее максимально допустимое давление. Максимальное давление, развиваемое этими насосами, обычно 10 МПа (100 а) и реже 20 МПа (200 а). Для приближенного расчета минутной подачи насосов с двумя одинаковыми шестернями можно пользоваться формулой

Q = з0рA(Dг- A)bn,

где з0 - объемный КПД насоса, зависящий от конструкции, технологии изготовления и давления насоса и принимаемый равным 0,7-0,95; А - расстояние между центрами шестерен, равное диаметру начальной окружности D; Dг - диаметр окружности головок зубьев; b - ширина шестерен; n - частота вращения ротора, об/мин.

На рисунке в качестве примера приведена характеристика шестеренного насоса марки ШГ 8-25А при n=1430 об/мин.



Рис. 4. Характеристика шестеренного насоса ШГ 5-25А при n = 1430 об/мин

Шестеренные насосы с шестернями внутреннего зацепления применяют при небольших давлениях (до 7 МПа).

Рис. 4. Шестеренный насос с шестернями внутреннего зацепления

Они отличаются компактностью и малыми габаритами по сравнению с насосами внешнего зацепления. При той же подаче жидкость, заполняющая межзубовые впадины шестерен, переносится в полость нагнетания, где выдавливается через радиальные сверления в донышках впадин внешней (кольцевой) шестерни. Ведущей шестерней является шестерня с внутренними зубьями, связанная с приводным валом. Эта шестерня посажена на своей внешней поверхности в подшипник скольжения. Для отделения полостей всасывания и нагнетания в насосах, представленных на рисунках, применен серпообразный разделительный элемент с. При развороте этого элемента на 180° (рисунок б ) происходит реверсирование подачи (на рисунке направление движения жидкости указано стрелками).

Например: НМШФ 0,6-25-0,25/25Ю-3 ОМ2 ТУ26-06-1558-89

Ш - шестренный насос

НМШ - насос масляный шестеренный на лапах

НМШФ - насос масляный шестеренный фланцевый

НМШГ - насос масляный шестеренный с обогревом (охлаждением) корпуса

0,6 - подача насоса в литрах на 100 оборотов

25 - наибольшое давление насоса, кгс/см2

0,25 - подача насоса в агрегате, м3/ч

25 - давление на выходе из насоса в агрегате, кгс/см2

Ю - условное обозначение материала проточной части насоса

без обозначения - чугун

Б - бронза

Ю - алюминий и его сплавы

К - нержавеющая сталь

3 - исполнение двигателя (морское)

ТУ 26-06-1558-89 - обозначение технических условий

Условные обозначения, принятые на графических характеристиках масляного насоса:

Q -- подача, м3/час;

Р -- давление насоса в агрегате, кгс/см2;

N -- мощность насоса, кВт;

n -- частота вращения, об/мин;

-- КПД, %;

-- вакууметрическая высота всасывания, м;

Характеристика

Насос Подача, Давление Мощность Частота

м3/час насоса, кгс/см2 двигателя, кВт вращения, об/мин

НМШ 12-25-10/10-1 10 10 11 1450

НМШ 12-25-10/4-1 10 4 5.5 1450

НМШ 2-40-1,6/16-1 1.6 16 2.2 1450

НМШ 2-40-1,6/16-10 1.6 16 2.2 1450

НМШ 2-40-1,6/16-15 1.6 16 3 1450

НМШ 2-40-1,6/16-5 1.6 16 1.5 1450

НМШ 32-10-18/10-1 18 10 7.5 980

НМШ 32-10-18/10-5 18 10 7.5 980

НМШ 32-10-18/4-5 18 4 5.5 980

НМШ 32-10-18/6-1 18 6 5.5 980

НМШ 32-10-18/6-33 18 6 7 980

НМШ 32-10-18/6-5 18 6 5.5 980

НМШ 5-25-2,5/6-1 2.5 6 2.2 980

НМШ 5-25-2,5/6-10 2.5 6 2.2 980

НМШ 5-25-2,5/6-5 2.5 6 1.5 980

НМШ 5-25-4,0/10-5 4 10 3 1450

НМШ 5-25-4,0/25-1 4 25 5.5 1450

НМШ 5-25-4,0/25-5 4 25 5.5 1450

НМШ 5-25-4,0/4-1 4 4 2.2 1450

НМШ 5-25-4,0/4-10 4 4 2.2 1450

НМШ 5-25-4,0/4-15 4 4 3 1450

НМШ 5-25-4,0/4-5 4 4 1.5 1450

НМШ 8-25-6,3/10-1 6.3 10 4 1450

НМШ 8-25-6,3/10-5 6.3 10 4 1450

НМШ 8-25-6,3/2,5-1 6.3 2.5 2.2 1450

НМШ 8-25-6,3/2,5-10 6.3 2.5 2.2 1450

НМШ 8-25-6,3/2,5-15 6.3 2.5 3 1450

НМШ 8-25-6,3/2,5-5 6.3 2.5 1.5 1450

НМШ 8-25-6,3/25-1 6.3 25 7.5 1450

НМШ 8-25-6,3/25-5 6.3 25 7.5 1450

НМШГ 20-25-14/10-1 14 10 7.5 980

НМШГ 20-25-14/10-5 14 10 7.5 980

НМШГ 8-25-1,7/2,5-Рп 2.5 1.5

НМШГ 8-25-6,3/10-5 6.3 10 4 1450

НМШФ 0,6-25-0,25/25Ю-5 0.25 25 0.75 980

НМШФ 0,8-25-0,63/25Ю-5 0.63 25 1.1 1450

НМШФ 2-40-0,8/16Б-13 1.6 16 2.2 980

НМШФ 2-40-1,6/16Б-13 1.6 16 2.2 1450

НМШФ 5-25-4,0/4Б-13 4 4 2.2 1450

НМШФ 5-25-4,0/4Б-3 4 4 1.5 1450

НМШФ 8-25-6,3/4Б-13 6.3 4 2.2 1450

Ш 40-4-19,5/4-1 19.5 4 5.5 980

Ш 40-4-19,5/4-10 19.5 4 7.5 980

Ш 40-4-19,5/4-11 19.5 4 7.5 980

Ш 40-4-19,5/4-5 19.5 4 5.5 980

Ш 40-4-19,5/4-7 19.5 4 5 980

Ш 40-4-19,5/4Б-13 19.5 4 7.5 980

Ш 40-4-19,5/4Б-23 19.5 4 5.5 980

Ш 40-4-19,5/4Б-7 19.5 4 5 980

Ш 80-2,5-37,5/2,5-1 37.5 2.5 11 980

Ш 80-2,5-37,5/2,5-10 37.5 2.5 15 980

Ш 80-2,5-37,5/2,5-11 37.5 2.5 15 980

Ш 80-2,5-37,5/2,5-5 37.5 2.5 11 980

Ш 80-2,5-37,5/2,5Б-13 37.5 2.5 11 980

Ш 80-2,5-37,5/2,5Б-23 37.5 2.5 15 980

Ш 80-2,5-37,5/2,5Б-43 37.5 2.5 11 980



Список используемой литературы

1. Насосы, компрессоры и вентиляторы. Шлипченко З. С., «Техника», 1976.

2. Насосы, компрессоры, вентиляторы. Семидуберский М. С., «Высшая школа», 1974

Размещено на Allbest.ru

...