50. Шестеренные насосы.

Шестеренный насос является представителем роторных насосов вращательного типа. Роторный насос – это объемный насос, в котором вытеснение жидкости производится из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательного и возвратно-поступательного движения рабочих органов – вытеснителей. В роторно-вращательных насосах вытеснители совершают только вращательное движение. Шестеренные насосы выполняются с шестернями внешнего и внутреннего зацепления. Наибольшее распространение имеют насосы с шестернями внешнего зацепления На рис. 15 приведена схема такого насоса. Он состоит из двух одинаковых шестерен - ведущей 2 и ведомой 3, помещенных в плотно охватывающем их корпусе - статоре 1. При вращении шестерен в направлении, указанном стрелками, жидкость, заполняющая впадины между зубьями, переносится из полости всасывания в полость нагнетания.

Вследствие разности давлений (p₂>p₁) шестерни подвержены воздействию радиальных сил, которые могут привести к заклиниванию роторов. Для уравновешивания последних в корпусе насосов иногда устраивают разгрузочные каналы 4. Такие же каналы могут быть выполнены и в самих вторах.

2 1

Рис. 15. Шестеренный насос Рис. 16. Шестеренный насос с гидростатическим прижимом.

В шестеренных насосах высокого давления (свыше 10 МПа) предусматривается гидравлическая компенсация торцевых зазоров, осуществляемая специальными 'плавающими втулками", которые давлением жидкости прижимаются к шестерням. Подвод давления нагнетания по каналу 4 и дренаж через каналы 3 в корпусе о позволяют обеспечить компенсацию торцевого зазора между шестернями 1 и боковыми щеками 2 и 5.

Чаше всего применяются насосы, состоящие из пары прямозубых шестерен с внешним зацеплением и 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 применяются многоступенчатые шестеренные насосы. Подача каждой последующей ступени этих насосов меньше подачи предыдущей ступени. Для отвода излишка жидкости каждая ступень имеет перепускной (предохранительный) клапан, отрегулированный на соответствующее максимально допустимое давление.

Кроме прямозубых шестерен, выполняются насосы с косозубыми и шевронными шестернями. Угол наклона зубьев в шевронных шестернях обычно составляет 20*—25*. Современные шестеренные насосы могут развивать давления до 10-20 МПа. Для приближенных расчетов минутной подачи насосов с двумя одинаковыми шестернями можно пользоваться формулой:

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

Для шестерен с нормальным эвольвентным некорригированым зацеплением A= = mz, высота головки зуба h=m и где m - модуль зацепления и z - число зубьев шестерни. Для таких шестерен формула принимает вид:

При z < 16 в шестеренных насосах обычно применяется корригированное эвольвентное зацепление, при котором h = m₁, a = (z +1) m. Для этого случая имеем: , а рабочий объем насоса . Таким образом, рабочий объем шестеренного насоса пропорционален произведению диаметра D и модуля m. Поэтому для уменьшения габаритов насоса выгоднее при его проектировании выбирать большее значение m и меньшее число z, а следовательно, и D. Однако уменьшение z требует увеличения степени корригирования и увеличивает неравномерность подачи.

Насосы типов НШ и НМШ предназначены для нагнетания рабочей жидкости в гидравлические системы тракторов, подъемных землеройных, дорожно-строительных, транспортных и других сельскохозяйственных машин. В их числе насосы НШ 10-10-2, НШ32-10-2 и НШ32-32-2 двухсекционные; насосы НМШ 50 и НМШ125 - двухкамерные.

Насосы типа (Ш предназначены для подачи масла, нефти, мазута, дизельного топлива; насосы ШГ-для подачи парафина, нефти, мазута с температурой не менее 100 °С и и до 6-10⁴ м²/с; насосы ШФ предназначены для подачи масла, нефти, дизельного топлива с температурой до 90 °С. Насосы П1-2 и БП1-2 используются в системе станочных гидроприводов.