Шестеренные насосы с шестернями внешнего зацепления.

Рисунок 4.25 – Схема шестеренного насоса с внешним зацеплением

Шестеренная гидромашина наиболее распространенного типа – с наружным зацеплением (рисунок 4.25) – представляет собой пару одинаковых шестерен 1 и 2, находящихся в зацеплении и помещенных в камеру с малым зазором относительно ее стенок. Камеру образуют корпус 3 и боковые диски 4 и 5. По обе стороны области зацепления в корпусе имеются полости А и Б, соединенные с трубопроводами высокого р ₂ и низкого р ₁ давлений.

Принцип работы. Ведущая шестерня 1 приводит во вращательное движение ведомую шестерню 2. При вращении шестерен в противоположные стороны в камере всасывания А зубья выходят из зацепления – образуется разрежение (вакуум). За счет созданного разрежения из бака в камеру всасывания поступает рабочая жидкость и заполняет впадины между шестернями 1 и 2. Затем жидкость переносится по внутренней поверхности корпуса 3 в зону нагнетания Б, где зубья шестерен входят в зацепление и выталкивают из впадин жидкость в напорный трубопровод. Одновременно происходит герметизация камер нагнетания и всасывания.

Шестеренные насосы с внешним зацеплением, просты по конструкции и отличаются надежностью, малыми габаритами и массой. Максимальное давление, развиваемое этими насосами, обычно 15…20 МПа и, иногда достигает, 32 МПа. Срок службы до 5000 ч в рабочем режиме. Частота вращения обычно равна 2500-4000 об/мин, существуют насосы с частотой до 18000 об/мин (на подшипниках скольжения). В шестеренных гидромашинах отсутствует действие на конструкцию инерционных сил движущихся деталей. Они допускают относительно высокие частоты вращения, а также кратковременные перегрузки по давлению, величину и длительность которых определяют в основном размеры подшипников.

Объемный КПД шестеренных насосов современных образцов при номинальных режимах работы 0,91 – 0,96 и общий КПД 0,87 –0,9.

Насосы с шестернями внутреннего зацепления.

Рисунок 4.26 – Схема насоса с шестернями внутреннего зацепления

Насосы с шестернями внутреннего зацепления (рисунок 4.26) отличаются компактностью и малыми габаритами в сравнении с насосами с шестернями внешнего зацепления той же производительности. Преимуществом этих насосов является также симметричное расположение приводного вала относительно корпуса и чрезвычайно низкий уровень шума. Данные насосы работают на давлении до 30 МПа, рабочий объем 3…250 см³, частота вращения 500…3000 об/мин.

Вращающийся зубчатый ротор 3 (рисунок 4.26) расположен в корпусе 1 и соединен с приводным двигателем и зацепляется с полым зубчатым колесом 4. Всасывание происходит на угле поворота 120°, поэтому объем заполняется относительно медленно, что определяет малошумность насоса и отличные всасывающие характеристики. Серповидный разделителяь 2 отделяет всасывание от нагнетания. В данных насосах практически не имеется запираемых объемов, благодаря чему улучшается заполнение рабочих камер жидкостью и снижается пульсация подачи и давления, уровень шума при работе насоса. Число зубьев внутренней шестерни (с внешними зубьями) обычно на 2–3 зуба меньше, чем кольцевой шестерни.

Насосы с шестернями внутреннего зацепления применяются в стационарных машинах (прессах, станках и т.п.), а также в мобильных установках, работающих в закрытых помещениях (электропогрузчики и т.п.)

Винтовые насосы.

Увеличив угол наклона зубьев насоса с косозубыми шестернями, получим винтовой насос, который отличается надежностью, компактностью и бесшумностью в работе, равномерной подачей жидкости. Эти машины могут работать как в режиме насоса, так и гидромотора.

Винтовые насосы могут быть одно-, двух- и трехвинтовыми.

Рисунок 4.27 – Схема двухвинтового насоса

В двухвинтовом насосе замкнутая камера образована двумя пиитами, находящимися в зацеплении, и неподвижной обоймой. Такие насосы (рисунок 4.27) обычно выпускаются на относительно небольшие подачи 20 – 40 л/мин при давлении до 10 МПа.

Двухвинтовые насосы выполняются обычно с прямоугольной резьбой, что упрощает их изготовление, однако при этой резьбе ухудшается герметичность насоса. Кроме того, поскольку винты при прямоугольной резьбе не могут быть сопряженными, они должны быть связаны друг с другом при помощи зубчатой пары, размещенной в общем с винтами корпусе.

Для компенсации осевых сил, возникающих в результате действия крутящего момента, применяют гидравлическую разгрузку. Для этого рабочая жидкость через каналы а и b подводится к соответствующим торцам (рисунок 4.23). Разгрузка достигается также применением сдвоенных винтов, одна половина которых имеет правую и вторая – левую нарезки.

 

Пластинчатые гидромашины

Пластинчатая гидромашина – это роторная гидромашина с подвижными элементами в виде ротора, совершающего вращательное движение, и пластин, совершающих вращательное и возвратно-поступательное или возвратно-поворотное движения.

Эти машины являются наиболее простыми из существующих типов и обладают при всех прочих равных условиях большим объемом рабочих камер.

Пластинчатые гидромашины делятся на машины одно-, двух- и многократного действия. В машинах однократного действия происходит один рабочий цикл, т.е. одно всасывание и нагнетание.

Машины однократного действия могут быть регулируемыми и нерегулируемыми. Машины многократного действия выполняются только нерегулируемыми.

Пластинчатые гидромашины могут быть реверсивными и нереверсивными. По количеству пластин гидромашины делятся на двух- и многопластинчатые.

Когда требуется обеспечить поступление в систему двух независимых потоков рабочей жидкости применяют сдвоенные насосы.

В зависимости от типа пластинчатой гидромашины они выпускаются на различное давление от 6,3 МПа до 30 МПа, с рабочим объемом от 3 до 230 см³, частота вращения 600…3000 об/мин (чаще всего 960 или 1500 об/мин). По герметичности пластинчатые гидромашины уступают другим типам гидромашин, объемный КПД находится в диапазоне 0,64…0,93, полный КПД 0,5…0,85.

В сравнении с шестеренными машинами пластинчатые обеспечивают более равномерную подачу, а в сравнении с поршневыми – проще по конструкции, дешевле, меньше по габаритам и менее требовательны к фильтрации жидкости.

В станкостроении пластинчатые насосы применяются главным образом в гидроприводах подачи агрегатных, сверлильно-расточных, токарных и фрезерных станков, а также в гидроприводах стола и других механизмов шлифовальных станков, в гидроприводах для транспортировки, индексации, зажима и загрузки деталей, обрабатываемых на автоматических станочных линиях.

Пластинчатые насосы применяются также в гидропрессах, автопогрузчиках, экскаваторах, бульдозерах и других строительно-дорожных машинах, в прокатном оборудовании (блюминги, прокатные станы), в автомобилях (усилители приводов руля, механизмы опрокидывания самосвалов), в химическом машиностроении (приводы для вращения различных мешалок), в корабельных механизмах (приводы лебедок для подъема грузов, устройства для изменения шага винта), лесозаготовительных машинах, для литья под давлением, пищевом машиностроении и т. п.

Рассмотрим наиболее распространенные пластинчатые гидромашины.