Насос шестеренчатый: масляный, гидравлический, топливный

Шестеренный (шестеренчатый) насос по праву считается объемной роторной гидромашиной. Это обусловлено тем что он может работать как гидромотор так и как гидронасос. При подаче на него масла под давлением, рабочий вал начинает вращаться, он превращается в гидромотор. В случае если вращающий момент подается на вал, то насос начинает перекачивать масло и выполнять свое прямое назначение.

Шестеренные насосы

Шестеренный насос виды

Различают два основных вида конструкции шестеренчатых насосов:

Внешние зацепление

Внутреннее заципление

1. Конструкция с внешним зацеплением. Данный вид конструкции наиболее распространен. Две шестерни закреплены напротив друг друга. Одна шестерня является ведущей, и приводит в движение вторую шестерню.
2. Конструкция с внутренним зацеплением. Менее распространены, ввиду больших запросов к точности при создании агрегата, но в отличии от внешнего сцепления эти агрегаты более компактны. Две шестеренки закреплены одна в другой, ведущей является внутренняя шестерня с наружными зубцами. Внешняя (охватывающая) шестерня располагается в цилиндрической расточке корпуса и имеет внутренние зубья. Чаще всего в конструкции присутствует серповидный элемент, который разделяет области подачи и нагнетания.

Конструкция насосов НШ

Из-за того, что схема работы этого вида устройств очень простая, то они популярны в гидроприводах дорожных автомобилей. Можно найти много чертежей, где очень доступно излагается принцип их работы. Агрегаты могут быть использованы как с помощью правого, так и левого вращения.

Схема шестеренчатого насоса, у которого внешнее зацепление.

Схема насоса

Цифрами означены такие его детали:

1. Шестерня ведущая.
2. Шестерня ведомая.
3. Соединенный с приводом вал.
4. Система по уплотнению вала.
5. Задняя втулка.
6. Передняя втулка.

Остальные виды имеют некоторые незначительные изменения в схеме.

Устройство

Устройство шестеренного насоса

Шестеренный насос имеет следующее устройство в него входят две шестеренки и корпус внутри которого они закреплены. Одна из шестерней является ведущей и приводится в движение внешним механическим приводом. Вторая приводится в движение первой за счет зацепления. Вращаясь они перемещают жидкость, находящуюся между зубьями из камеры всасывания (1) в камеру нагнетания (2).

Основные характеристики и преимущества шестеренного насоса

Шестеренные насосы компактны и просты с минимальным количеством движущихся частей. Они не могут создавать высокое давление, как поршневые насосы, но имеют более высокое давление и пропускную способность, чем центробежные насосы. Шестеренные насосы особенно подходят для перекачки масел и других высоковязких жидкостей. Масляный насос в двигателе автомобиля имеет именно такую конструкцию и работает без вмешательства практический весь срок службы автомобиля, но если у вас появились проблемы с давлением масла, то не стоит с ними затягивать, а лучше сразу обратится в https://autorenovation.ru/. Там произведут всю необходимую диагностику и устранят проблему с автомобилем. Наружные шестеренные насосы способны выдерживать более высокое давление (до 200 бар) и скорости потока благодаря более жесткой опоре вала и более жестким допускам. Внутренние шестеренные насосы обладают лучшими возможностями всасывания и подходят для жидкостей с высокой вязкостью. Поскольку производительность прямо пропорциональна скорости вращения, шестеренные насосы обычно используются для дозирования и смешивания. Шестеренные насосы могут быть разработаны для работы с агрессивными жидкостями. Хотя они обычно изготавливаются из чугуна или нержавеющей стали, новые сплавы и композиты позволяют насосам обрабатывать агрессивные жидкости, такие как серная кислота, гипохлорит натрия, хлорид железа и гидроксид натрия. Внешние шестеренчатые насосы используются в тяжелой технике для обеспечения работы гидравлики. При вращении шестеренчатого насоса в обратном направлении с использованием масла, закачиваемого из другого места, создается гидравлический двигатель.

Принцип работы

Принцип работы

Шестеренный насос имеет следующий принцип работы который мы рассмотрим поэтапно:

1. Забор жидкости происходит за счет выхода из зацепления шестерен в камере всасывания (1). Расходящиеся зубья расширяют объём камеры всасывания (1), в результате чего в камере образуется вакуум, который стремительно заполняется жидкостью через всасывающий канал. В следствии разности давлений в линии забора и подающей камеры (1).
2. Шестерни переносят рабочую жидкость в пространстве промеж зубьев, из камеры (1) в (2);
3. При вхождении зубьев шестеренного насоса в зацепление, происходит уменьшение объема камеры. В результате этого происходит выдавливание жидкости из камеры нагнетания.

Виды шестеренчатых насосов

Существует несколько видов насосов. Их можно квалифицировать по таким признакам:

• характер сцепления может быть внутренними или наружным;
• механизм может быть оснащен винтовыми, шевронными или же прямыми зубьями;
• могут иметь правое, реверсное или левое вращение;
• по количеству сцепляющихся роторов, насос шестеренчатый масляный может быть двухроторным и многороторным;
• они делятся на одноступенчатые и многоступенчатые по количеству ступеней;
• также о наличия регулировки могут быть регулированными или неурегулированными;
• в зависимости от их работоспособности из подачи давления насосы могут быть неразгруженные, разгруженные или же иметь автоматическую регулировку торцевых зазоров.

Модель шестеренчатого насоса
Из-за того, что работа данного устройства может квалифицироваться исходя из нескольких признаков, то данная характеристика является условной.

Принцип работы

Хотя весь механизм имеет некоторые отличия, но все же работа шестеренчатого насоса имеет общую схему.

Ведущая и ведомая шестерни размещены в корпусе. Когда происходит вращение, то весь воздух, которым ранее был заполнен объем между зубьями, сразу переходит в линию нагнетания. Она размещена в полости всасывания. Здесь из-за этого процесса возникает перепад давления, из-за которого масло из бака получает возможность подняться. Оно на своём пути заполняет пространство между зубьями. Когда же шестерни обращаются, то жидкость попадает в полость нагнетания, и когда в зацепления входят зубья, то оно силой вытесняется в нагнетательный трубопровод.

При работе механизма стоит помнить, что весь процесс вращения жидкости происходит по определённому направлению.

Преимущества и недостатки шестерных насосов

Плюсы эксплуатации:

• Самые простые по устройству, в результате чего самые дешевые объемные насосы;
• Очень компактны;
• Высокая надежность;
• Минимальные требования к очистке рабочей жидкости;
• Не нужна смазка, ее роль выполняет рабочая жидкость;

Минусы в работе:

• Низкий КПД, в большинстве случаев его значение не больше 0,6-0,75, этот показатель является самым маленьким, относительно иных типов;
• Пульсация рабочей жидкости в нагнетательной линии, в результате чего происходят скачки давления, что производит относительно высокий шум (до 90 дб). Это вызванно конструктивными особенностями зубчатого зацепления.
• Высока нагрузка на опоры шестерен. Происходит из-за высокой разницы давлений в нагнетательной и всасывающих областях. Приводит к повышенной скорости износа опор, что уменьшает срок эксплуатации устройства.
• Не рекомендуются к эксплуатации в гидросистемах с высоким давлением. В таких системах насосы подвергаются повышенному износу и быстро выходят из строя.

Разновидности

Существует 2 основных вида шестеренных насосов:

• Внешнего зацепления.

Это наиболее часто встречающаяся разновидность агрегата. Главная его особенность состоит в том, что шестерни установлены друг против друга в одной плоскости. При этом они подразделяются на следующие 3 подтипа:

1. Шевронные.
2. Цилиндрические с косо расположенными зубцами.
3. Цилиндрические с прямыми зубьями.

Шевронные модели более современные, цилиндрические – устаревшие. В большинстве случаев корпус изготавливается из чугуна, а внутренние элементы из нержавейки.

Плюсы:

1. Высокое давление на выходе.
2. Перекачка очень вязких сред.
3. Исключающий перегрузку подшипниковый механизм на обоих валах.
4. Разнообразие материалов, идеально подходящих под разные условия.
5. Минимальный уровень шума.

Недостатки проявляются в том, что через насос не допускается пропускать жидкость с твердыми включениями.

• Внутреннего зацепления.

По сравнению с выше рассмотренной модификацией модели данного подтипа более компактны – ввиду несколько иного строения рабочих элементов. Он также оснащается парой шестеренок, но установлены они не в боковой плоскости, а одна в другой.

Источник ytimg.com

Внутренняя оснащена наружными зубцами – она является ведущей. Внешняя, напротив, имеет внутрь обращенные зубья. Поэтому и принцип работы шестеренчатого насоса данной модификации несколько отличается – перекачиваемая среда проходит между плотно соприкасающимися в ходе вращения зубцами наружной и внутренней шестерней.

Преимущества проявляются в возможности перекачки более плотных жидкостей, а также возможности регулировать зазор между шестеренками. Недостатки – низкая производительность, минимальная коррозионная стойкость подшипника, ввиду нахождения его в перекачиваемой среде.

Проверить

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

4.3.1Техническое состояние насоса

Прибор КИ-1097 присоединяют к нагнетательной магистрали насоса так, как показано на схеме (рисунок 2, б) с помощью штуцеров и шлангов, прилагаемых к прибору.

Рисунок 1 Прибор КИ-1097 для диагностирования агрегатов гидросистем 1-корпус, 2-гильза, 3-плунжер, 4-стержень, 5-стрелка, 6-манометр, 7-рукоятка дросселя, 8-лимб, 9-установочный винт

Рисунок 2 Схема присоединения прибора к гидросистеме трактора:

1 – насос, 2 – дроссель-расходомер, 3 – бак, 4 – распределитель.

Объемную подачу насоса определяют при частоте вращения электродвигателя стенда, соответствующей номинальной частоте вращения коленвала двигателя и температуре масла в баке 50±5°С. Перед включением электродвигателя необходимо убедиться в том, что магистраль прибора открыта. Повертывая рукоятку дросселя, поднимают давление в магистрали насоса до 10 МПа и определяют при этом объемную подачу. Если объемная подача насоса не соответствует допустимым пределам, приведенным в таблице 1, то насос подлежит замене.

Таблица 1 Нормативные значения объемной подачи насоса гидросистемы тракторов

Марка трактора	Марка насоса	Объемная подача насоса, л/мин
номинальная	допустимая
К-700	НШ-46У
К-700А	НШ-67Л
К-701	НШ-76Л
Т-150К	НШ-50Л
Т-74, ДТ-75	НШ-46
ДТ-75М	НШ-46У
Т-4А	НШ-46
МТЗ, ЮМЗ	НШ-32
ЛТЗ-155	НШ-32У
Т-25А	НШ-10
Т-700	НШ-32
Т-150, Т-150К	НШ-50К

4.3.2 Техническое состояние распределителя

Входной штуцер прибора присоединить к штуцеру распределителя (к полости подъема), а сливной штуцер – к полости опускания – «0» (рисунок 2,а). Рукоятку дросселя установить в положение «открыто», а рукоятку золотника – в положение «подъем». Повертывая рукоятку дросселя по часовой стрелке, установить давление по манометру прибора 10 МПа и при этом по шкале лимба определить расход масла. Если объемная подача насоса после распределителя падает более чем на 5 л/мин, то это свидетельствует о неисправности распределителя.

4.3.3 Давление срабатывания механизма возврата золотника

На средних оборотах двигателя установить рукоятку дросселя в положение «открыто», а рукоятку золотника – положение «подъем». Повертывая рукоятку прибора и следя за стрелкой манометра, поднять давление до срабатывания механизма возврата. В момент срабатывания автомата стрелка манометра резко падает. Наибольшее давление, отмеченное по манометру, принимается за давление срабатывания механизма. Для большей точности опыт повторяют 3-4 раза и вычисляют среднее давление.

Проверку давления срабатывания автоматов других золотников производить следующим образом:

1) установить рукоятку золотника, к маслопроводам которого присоединен прибор, в положение «подъем»;

2) установить рукоятку проверяемого золотника в положение «подъем» или «опускание»;

3) удерживая рукой первую рукоятку в положении «подъем», медленно поднять давление в нагнетательных магистралях до срабатывания автомата проверяемого золотника. В момент, когда рукоятка проверяемого золотника выскользнет из-под руки, необходимо заметить по манометру давление.

Давление срабатывания автоматов золотников должно быть 10,0-11,5 МПа. Если оно выше 12,5 МПа или ниже 10 МПа, то необходимо отрегулировать пружину бустера механизма возврата.

4.3.4 Давление срабатывания предохранительного клапана

Рукоятку золотника установить в положение «подъем» и, удерживая ее в этом положении, рукояткой дросселя плавно перекрыть слив масла из прибора до срабатывания предохранительного клапана и по показанию манометра определить давление.

Нормальное давление открытия предохранительного клапана должно быть в пределах 13,0-13,5 МПа. Если оно выше 14 МПа или ниже 12,5 МПа, то клапан необходимо отрегулировать.

4.3.5Состояние гидроцилиндра

Пригодность силового цилиндра к дальнейшей работе определяется по величине внутренней утечки масла. Для этого прибор подключить в боковую секцию распределителя гидросистемы (рисунок 2, а) и установить рукоятку дросселя в положение «открыто». Установить рычаг золотника основного цилиндра в положение «подъем» и проследить, чтобы он после подъема механизма навески возвратился в нейтральное положение. Рассоединить запорное устройство шланга, подающего масло к полости опускания цилиндра, отжать шарик клапана и заклинить его в открытом положении. Дать стечь маслу и опустить шланг в мерный сосуд. При номинальных оборотах установить вначале рычаг золотника, к которому подключен прибор КИ-1097 в положение «подъем», а затем и рычаг золотника силового цилиндра в положение «подъем». Удерживая оба рычага в этом положении, вращением рукоятки прибора создать в магистрали давление 10 МПа и включить секундомер. Если за 1 минуту в мерный сосуд вытечет не более 10 см3 масла, то силовой цилиндр полностью работоспособен.

Для определения хода штока поршня закрепить вилку силового цилиндра в рамке, головку штока оставить незакрепленной. Соединить шлангами высокого давления цилиндр с распределителем. Полости цилиндра с маркировкой «П» и «О» соединяются с полостями распределителя, обозначенными такими же буквами.

Включить электродвигатель стенда. Установить золотник в положение «опускание», давление довести до 11,5 МПа. Электродвигатель выключить. Остро заточенным карандашом отметить положение штока.

Включить электродвигатель стенда. Установить золотник в положение «подъем» и давление довести до 11,5 МПа. После автоматического возврата золотника в нейтральное положение остановить электродвигатель стенда. Замерить линейкой ход поршня.

Закрепить подвижной упор на средней части штока. Включить электромотор и установить золотник в положение «опускание». Произвести втягивание штока до тех пор, пока подвижной упор не нажмет на хвостовик гидромеханического клапана, который должен резко опуститься и закрыть канал магистрали сливной полости. При этом зазор между хвостовиком и подвижным упором должен быть не менее 3 мм. Задросселировать давление масла в нагнетательной полости до 10 МПа. Гидромеханический клапан должен плотно перекрыть канал сливной полости цилиндра и шток не должен втягиваться. Если шток втягивается, то произвести замену уплотнительного кольца корпуса клапана и передней крышки, заменить уплотнительное кольцо клапана. Если после замены уплотнительных колец гидромеханический клапан не работает, силовой цилиндр отправить на ремонт.

4.3.6 Техническое состояние гидроусилителя рулевого управления

1) Запустить и разогреть двигатель трактора МТЗ-80. Установить номинальную частоту вращения коленчатого вала двигателя

2)По градуированному диску определить свободный ход рулевого колеса. Если люфт более 30°, следует отрегулировать зацепление червяка и сектора, сектора и рейки подбором необходимого количества прокладок

3) Определить усилие, прикладываемое к ободу рулевого колеса для поворота колес от одного крайнего положения до другого. Если оно превышает 25Н, то необходимо отрегулировать зазоры в указанных зацеплениях

4) Определить время поворота направляющих колес из положения езды по прямой в крайнее левое или правое положение. Если это время более 3 сек, то необходимо снять колпак и отрегулировать клапан постоянного потока

5) Проверить и при необходимости отрегулировать предохранительный клапан. При правильной регулировке масло должно перепускаться через предохранительный клапан при давлении 8 МПа при любом крайнем положении колеса

⇐ Предыдущая2Следующая ⇒

Поиск по сайту:

Описание

Шестерённый насос относят к виду объемных роторных гидромашин. Шестерённый насос – это роторный насос с рабочим органом в виде двух шестерён.

При вращении шестерён, жидкость поступает из полости всасывания во впадины между зубьями и перемещается в напорную полость.

Как правило, шестерённые насосы используют для подачи нефтепродуктов и других жидкостей без абразивных примесей. Не смотря на то, что принцип работы у всех шестерённых насосов одинаковые, они могут иметь абсолютно разное строение, отличаться деталями и работать в разных условиях.

Насос с внешним зацеплением

Электродвигатель вращает вал с ведущей шестернёй. Ведущая шестерня в свою очередь вращает ведомую.

За счёт минимального зазора шестерёнок между собой, а также зубьев шестерён и стенок рабочей полости, при вращении в зоне всасывания, образуется вакуум.

Однако в месте зацепления шестерёнок образуются, так называемые, запертые объемы. Одной из технических проблем в шестерённых насосах является проблема запертых объёмов, которой является нежелательным явлением.

Вследствие малой сжимаемости жидкости, возникновение запертых объёмов в процессе работы насоса, если не предусмотреть меры борьбы с ними, может привести к возникновению большого момента сопротивления.

Производители насосов серьезно относятся к данной проблеме и борются с ней различными методами. Например, между зубьев шестерни просверливается канал для отвода жидкости, через который жидкость попадает обратно в полость всасывания.

Так же устанавливается система поддержания давления в трубопроводе нагнетания.

При падении давления в трубопроводе нагнетания, число оборотов шестерни увеличивается. При увеличении – наоборот уменьшается.

Существуют также насосы, которые способны пропускать вместе с жидкостью довольно крупные примеси.

Основные и характерные причины отказа шестерённых насосов НШ

Рекомендация: для эксплуатации гидравлических насосов НШ без поломок наработка не должна превышать:

• 4000 моточасов на сельскохозяйственных тракторах.
• 3000 моточасов на промышленных тракторах.
• 1000 моточасов на других машинах.

Возможные причины неисправностей насосов НШ:

Насос не нагнетает гидравлическое масло в гидросистему или нагнетает в недостаточном количестве, не создает давления.

• Неисправен привод насоса.
• Давление настройки предохранительного клапана распределителя меньше рабочего давления гидросистемы.
• Наличие утечек масла.
• Низкая температура масла.
• Несоответствие направлений вращения насоса и привода.
• Повышенный износ насоса из-за загрязнения масла гидросистемы.

Пенообразование в гидробаке. Насос захватывает и нагнетает в гидросистему воздух.

• нарушения герметичности всасывающего трубопровода.
• низкой температуры масла.
• износа манжеты приводного вала насоса.

Вибрация, шум при работе насоса НШ, как следствие быстрый износ подшипников насоса и выход его из строя. Наличие воздуха в гидросистеме.

• не закреплены трубопроводы или узлы гидросистемы.
• вибрируют запорные элементы предохранительных клапанов.
• износ муфты привода насоса.
• кавитация в насосе (перекрыто всасывающее отверстие, заужены или погнуты трубопроводы, чрезмерная вязкость масла или его низкая температура).

Шестеренный насос не развивает максимальное давление.

• засорился золотник предохранительного клапана гидрораспределителя.
• нарушилась регулировка предохранительного клапана гидрораспределителя.
• заедает (не смещается) золотник гидрораспределителя.
• износ деталей насоса.

Перегрев гидравлического насоса при работе.

• наличие в масле механических примесей, наличие воздуха в гидросистеме недостаточный уровень масла в гидробаке.
• длительная работа гидросистемы на предельных нагрузках (залег предохранительный клапан или нарушилась его настройка).
• забит фильтр гидросистемы.
• повышенное разрежение в сливной гидролинии (смятые, зауженные трубопроводы).
• клинение деталей насоса из-за их износа.

Утечка масла по приводному валу насоса НШ в картер.

• Износ манжеты уплотнения вала или ее выдавливание в случае несоответствия направлений вращения насоса и привода.

Самопроизвольное выключение насоса НШ.

• Неисправность механизма привода шестерного насоса — ослабла пружина фиксатора.

Разрушения корпуса насоса НШ — трещины, пробоины.

• неправильно отрегулирован предохранительный клапан гидрораспределителя.
• заедает золотник переливного клапана гидрораспределителя.

Взято с www.ladspb.ru

Маркировка

При выборе шестеренного насоса пригодится знание расшифровки информации, указанной в маркировке. В первом ряду идут буквы:

• НШ – насос шестеренчатый.
• М – для перекачки масла.
• Ф – фланцевое крепление.

Затем следуют цифры:

• Объем перекачиваемой среды в литрах при ходе шестерен в 100 оборотов.
• Максимум давления кг/см².
• Подача в час.
• Давление на выходе.

Далее указывается тип материала внутренних элементов:

• Ю – дюралюминиевые сплавы.
• К – нержавейка.
• Б – бронза.
• Без буквы – чугун.

Сторона вращения ведущего вала обозначается – Л – левая, П – правая.

Видео о том, как работает шестеренный насос внешнего зацепления:

Недостатки

Однако у таких насосов существуют недостатки:

• нерегулируемость рабочего объема;
• неспособность работать при высоких давлениях; либо:
• высокие требования к материалам изготовлений деталей износа.
• высокая требовательность к качеству изготовлений шестерён и пластин, образующих корпус;
• двукратные изменения направления движения жидкости в насосе снижает КПД.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Как работает штанговый насос

Шестерёнчатые насосы широко применяются в сфере перекачивания высоковязких жидкостей с температурой до 250°, например, такие жидкости как пищевые масла, жиры, шоколадная масса, лаки, краски, нефтепродукты, бытовая химия и т. д.