Принцип действия шестеренчатого насоса: Насос шестеренчатый НШ, схема, принцип работы

Содержание

Характеристики и устройство шестеренчатых насосов

_______________________________________________________________________________________


Шестеренные насосы – самые распространенные в системах объемного гидропривода. Они применяются во многих гидросистемах низкого и среднего давления, как на мобильной технике, так и в промышленном оборудовании. Они делятся на два типа – внешнего и внутреннего зацепления.

Рис. 1. Схемы внешнего зацепления и распределение радиальных нагрузок

На рис. 1 показаны схемы внешнего зацепления шестеренчатого насоса и распределение радиальных нагрузок от действия гидравлических сил в результате нарастания давления от линии всасывания до области подачи рабочей жидкости в гидросистему (нагнетающей полости).

Насосы НШ внешнего зацепления представляют зубчатую пару из двух одинаковых шестерен, вращающуюся в корпусе. Ведущая шестерня жестко связана с приводным валом (вал-шестерня), ведомая – установлена на оси свободно.

Шестерни охватываются внутренними цилиндрическими поверхностями корпуса. Зазоры между шестернями и боковыми стенками, а также между зубьями и внутренними цилиндрическими поверхностями корпуса минимальны.

Они должны обеспечивать беспрепятственное вращение шестерен при перепаде температур рабочей жидкости от минус 30-40 С до плюс 80-90 С и в то же время минимизировать величину утечек.

При вращении шестерен рабочая жидкость из всасывающей полости попадает во впадины между зубьев, т.е. в пространство, ограниченное двумя зубьями шестерни, боковыми стенками и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса.

Эти объемы жидкости обе шестерни перемещают из всасывающей полости агрегата в нагнетающую. При входе в зацепление в нагнетающей полости зуб ведущей шестерни погружается во впадину ведомой.

В этот момент рабочая жидкость вытесняется из впадины и направляется в гидросистему. Затем, в свою очередь, зуб ведомой шестерни погружается во впадину ведущей, и новая порция рабочей жидкости устремляется в гидросистему.

За один оборот приводного вала все зубья обеих шестерен входят в зацепление и вытесняют определенные порции рабочей жидкости, сумма которых составляет величину рабочего объема агрегата. В процессе зацепления зубьев небольшое количество жидкости запирается в их «мертвых объемах».

Постоянно происходит кратковременный заброс давления в локальных точках, который негативно влияет на ресурс агрегат и другие его характеристики. Вместе с тем порционное вытеснение жидкости является причиной пульсаций ее подачи в гидросистему и крутящего момента, отбираемого у первичного двигателя.

При вращении шестерен давление рабочей жидкости во впадинах зубьев возрастает по мере приближения их к нагнетающей полости. В результате возникают значительные гидравлические радиальные силы, действующие на валы шестерен.

Характер неравномерного распределения радиальных сил показан на рис. 1. По этой причине наиболее нагруженным узлом шестеренчатого насоса являются его подшипники. Типовая конструкция такого внешнего зацепления показана на рис. 2.

Рис. 2. Агрегат внешнего зацепления

Прямозубое зацепление шестерен характеризуется прямолинейным контактом рабочих поверхностей по всей ширине зуба. При неточном изготовлении шестерен возникает толчкообразное движение ведомой шестерни, генерирующее повышенный шум и повышающее износ рабочих поверхностей.

Эти недостатки успешно устраняются в насосах с косозубыми шестернями. У них вход в зацепление зубьев и выход из него происходят постепенно. Благодаря этому уменьшается влияние погрешностей в профиле зуба и достигается плавная, малошумная работа агрегата.

При косозубом зацеплении пульсация подачи и крутящего момента, а также запирание жидкости во впадинах значительно ниже, чем у прямозубых аналогов. Угол наклона зубьев обычно составляет 7-10°.

ППри таких параметрах сдвиг зубьев по окружности на торцах шестерен составляет половину шага. Однако при работе косозубых шестерен возникают осевые усилия, которые прижимают шестерни к торцам корпуса.

Рис. 3. Насос НШ с косыми зубьями

На рис. 3 показан типовой насос НШ с косыми зубьями, а на рис. 4 – его аналог с зубьями специального профиля, который позволяет существенно снизить шум и повысить плавность работы.

Шестеренные насосы внешнего зацепления имеют очень широкую гамму исполнений. Их рабочие объемы составляют от 0,16 до 200 см3, а развиваемое давление – до 20,0 МПа. С небольшими рабочими объемами такие агрегаты способны развивать давление до 28,0 МПа.

Рис. 4. Гидронасос с косыми зубьями специального профиля

Шестеренчатые насосы выпускаются в индивидуальном литом корпусе из алюминия или стали (рис. 2-4), а также в корпусах из алюминиевого длинномерного проката специального профиля, не требующего большого количества механической обработки.

Передние и задние крышки у таких моделей унифицированы. Эта технология позволяет без лишних затрат выпускать однотипные агрегаты с различным рабочим объемом. Изменяется только длина корпуса, нарезанная из проката, и ширина шестерен.

На рис. 5 показана серия насосов НШ с различными унифицированными фланцами, крышками, валами, корпуса которых выполнены из однотипного алюминиевого проката соответствующего профиля. Такие агрегаты легко могут изготавливаться в многосекционном исполнении.

Рис. 5. Агрегат с корпусами из проката

Обычно специальный прокат для шестеренных насосов выпускается четырех типоразмеров. Из первой его группы изготавливаются модели с совсем маленьким рабочим объемом (от 0,16 до 0,8 см3), но часто с высоким давлением (до 28,0 МПа).

Вторая группа проката предназначена для небольших агрегатов (от 1,0 до 10,0 см3) с высоким давлением (до 20,0 МПа), третья группа – для средних (от 4,5 до 40,0 см3) с высоким и средним давлением (от 20,0 до 17,0 МПа).

Из четвертой группы проката изготавливают средние и крупные шестеренчатые насосы (от 20,0 до 100,0 см3) с высоким и средним давлением (от 20,0 до 15,0 МПа).

Такой технический подход обеспечил возможность быстрого изготовления дешевых многосекционных агрегатов с одинаковыми или различными рабочими объемами, в том числе состыкованными корпусами из профилей соседних групп.

Рис. 6. Трехсекционные гидронасосы, выполненные из двух групп проката

На рис. 6 показаны трехсекционные агрегаты, выполненные из двух групп проката. На рис. 7 показан двухсекционный гидронасос, составленный из проката соседних групп.

Рис. 7. Двухсекционный насос, составленный из проката соседних групп

На рис. 8 и 9 показаны основные узлы насосов НШ с внутренним зацеплением. Такие агрегаты содержат установленную в корпусе шестерню с внутренними зубьями. В зацепление с ней входит меньшая по размерам шестерня с внешними зубьями. Шестерни установлены относительно друг друга с эксцентриситетом (смещением).

Между ними расположен неподвижный серповидный элемент, который своими рабочими поверхностями охватывает с одной стороны внутренние, а с другой – внешние зубья обеих шестерен. Серповидный элемент разделяет всасывающую и нагнетающую полости насоса.

Рис. 8. Качающий узел гидронасоса внутреннего зацепления

Меньшая шестерня с внешними зубьями является ведущей и выполнена заодно с приводным валом, а большая шестерня с внутренними зубьями является ведомой и свободно установлена в подшипниках скольжения.

Нагнетание рабочей жидкости в гидросистему осуществляется аналогично за счет вытеснения ее объемов зубьями из впадин шестерен при их вращении.

Рис. 9. Агрегат внутреннего зацепления

Шестеренные насосы внутреннего зацепления менее шумные, обладают повышенными характеристиками, но более трудоемкие в изготовлении и, следовательно, дорогие. Наиболее широкое распространение в гидроприводах мобильной техники получили агрегаты внешнего зацепления. Они просты в изготовлении, дешевы, неприхотливы в работе.

Такие насосы НШ стабильно работают с загрязненными рабочими жидкостями с величиной твердых частиц до 40 мкм. Но это не значит, что гидропривод должен работать при таких неприемлемых условиях, которые вызывают повышенный износ всех гидрокомпонентов.

Большое применение они нашли в строительно-дорожной, коммунальной, сельскохозяйственной технике. Также используются в гидроприводах со средним давлением до 16,0-18,0 МПа.

Их часто устанавливают на узле дополнительного отбора мощности дизельного двигателя для привода вспомогательных гидросистем. Этими агрегатами оснащаются неполноповоротные экскаваторы, бульдозеры, дорожные катки, вилочные погрузчики и др.

 

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

Работа — шестеренчатый насос — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Работа — шестеренчатый насос

Cтраница 1

Работа шестеренчатых насосов зависит от свойств жидкости, которую они перекачивают, а такой жидкостью может быть и вода.  [1]

Принцип

работы шестеренчатых насосов заключается в том, что при вращении шестерен масло из полости всасывания перегоняется в полость нагнетания, откуда оно поступает в трубопроводы.  [3]

Нарушение работы шестеренчатого насоса может быть вызвано износом втулок осей шестерен. Изношенные втулки должны быть заменены новыми, их следует запрессовать в крышки насоса.  [4]

В процессе работы шестеренчатых насосов при некотором положении точки зацепления жидкость запирается во впадинах шестерен. Вследствие того, что свободный объем впадин при вращении шестерен продолжает уменьшаться, давление жидкости может значительно возрасти, что приводит к излишним потерям энергии, перегрузке детален ( осей и подшипников) насоса и перегреву жидкости.  [5]

Принципиальная схема работы шестеренчатого насоса показана на фиг. Шестерни, вращаясь в разные стороны, своими зубьями увлекают масло и нагнетают его в трубопровод. Масляный насос чаще всего рассчитывается на двойную производительность по сравнению с необходимым количеством смазки. Излишек количества смазки перетекает обратно во всасывающую полость или во всасывающий трубопровод через редукционный клапан.  [6]

Д-21, обеспечивающий работу шестеренчатого насоса подачей до 1500 л / мин. В условиях бугристого рельефа битумовоз буксируется трактором С-100. Было изготовлено опрыскивающее устройство, позволяющее обрабатывать полосу шириной до 17 м за один заход и при заданном расходе химиката.  [8]

Наряду с этим проверяют работу шестеренчатого насоса циркуляционной смазки коробки скоростей.  [9]

По результатам испытания строится график зависимости давления вентилятора от давления масла в гидромуфте и продолжительности работы шестеренчатого насоса.  [11]

Уравнение ( 124) для определения величины потока и уравнение ( 131) для определения момента трения можно использовать для оценки работы шестеренчатого насоса только в том случае, если зазор между корпусом и головками каждого из зубьев одинаков. В этом случае следует считать: р2 — давление в камере нагнетания; рг — давление в камере всасывания, / — сумма толщин всех зубьев по окружности головок, размещающихся между зонами нагнетания и всасывания. Вследствие наличия в насосе двух шестерен потоки и момент трения определяются для каждого из них отдельно и суммируются.  [12]

Уровень масла в станине компрессора должен быть постоянным. Машинисты проверяют работу шестеренчатого насоса по маноме. Падение давления ниже 0 1 МПа ( 1 кгс / см2) или повышение его выше 0 4 МПа ( 4 кгс / см2) указывает на неисправности в системе смазки. Периодически контролируют распределение давления по ступеням компрессора. Изменение давления по сравнению с регламентируемым свидетельствует о неправильной его работе. В этом случае необходимо остановить компрессор и устранить дефекты. Следят за температурой сжатого воздуха, газа по ступеням компрессора, а также за температурой масла и воды. Температура воды на выходе из компрессора не должна превышать 40 С. Два раза в смену продувают холодильники, влаго-маслоотделители и газосборники, в зимнее время — перед каждой остановкой компрессора. Раз в смену очищают фильтрующие элементы масляного фильтра тонкой очистки. Проверяют их путем принудительного открытия под давлением в соответствии с технологическим регламентом, но не реже одного раза в шесть месяцев. Контролируют плотность всех соединений, состояние фундамента и затяжку фундаментных болтов.  [13]

Иногда задача снижения шума может быть решена простым изменением конструктивной формы детали. Так, исследователи швейцарской фирмы Трунигер, выяснив, что интенсивный шум при работе шестеренчатых насосов вызывается выдавливанием остатков масла из пространства между зубьями, пришли к выводу о целесообразности спрямления профиля зубьев.  [14]

Такое сложное движение создает волнообразный наружный контур струи. Подсасываемая струя захватывается впадинами волн и, будучи ограничена стенками конфузора, создает процесс увлечения подсасываемой струи, сходный с работой шестеренчатого насоса. По этой причине повышенный угол раствора сопла увеличивает периметр и волнообразный характер струи. Пароструйные аппараты выпарных установок с углом раствора сопла 15 работают безотказно.  [15]

Страницы:      1    2

Назначение и принцип работы шестеренчатого насоса

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.

Автор: Реклама INFPOL.RU

Шестеренчатый насос для воды и масла


Шестеренчатый насос с внешним зацеплением

Шестеренчатый насос с внешним зацеплением часто использует в качестве смазочных насосов в станках, в силовом оборудовании и в качестве масляных насосах в различных типах двигателя.

Конструкция шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

Рабочими органами данного насоса являются шестерни, которые находятся в постоянном зацеплении. Шестерни в насосе могут располагаться, как в один ряд так и в два. Зубья шестерен имеют различные формы:

— прямозубая цилиндрическая форма

— косозубая цилиндрическая форма

— шевронная шестерня

Косозубые и шевронные шестерни обеспечивают наиболее плавный поток, чем прямозубые. Хотя у всех указанных типов жидкость перекачивается довольно гладко, без пульсаций. На большие производительности чаще используют косозубые и шевронные колеса.

Шестеренчатые насосы с небольшой производительностью обычно работают на скорости 1750 или 3450 об/мин. У насосов с большим типоразмером шестерни вращаются со скоростью порядка 650 об/мин.

Между рабочими органами насоса и корпусом практически нет зазоров. Вал насоса поддерживается с обеих сторон. Все это позволяет производить шестеренчатые насосы высокого давления до 200 бар. Поэтому насосы широко применяются в гидравлических системах

В устройстве шестеренного насоса с внешним зацеплением можно выделить следующие основные элементы:

Схема шестеренного насоса с внешним зацеплением

  • Ведущая шестерня
  • Ведомая шестерня
  • Вал насоса, соединенный с приводом
  • Система уплотнения вала
  • Задний подшипник (втулка)
  • Передний подшипник (втулка)

Принцип работы шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

При получении вращательного движения от привода насоса, ведущая шестерня передает это движение ведомой. Шестерни вращаются соответственно в противоположные стороны.

  1. Когда шестерни выходят из зацепления они создают разряжение с всасывающей стороны насоса. Перекачиваемая жидкость течет в образовавшуюся полость и захватывается зубьями шестерни.
  2. Среда перемещается в карманах между зубьями, вдоль внутренней части корпуса насоса. Между самими шестернями жидкость не проходит.
  3. Благодаря зацеплению зубьев шестеренчатых колес жидкость под давлением выталкивается в напорный патрубок насоса.

Материальное исполнение

Основные элементы шестеренчатых насосов внешнего зацепления могут быть выполнены из самых различных материалов для обеспечения необходимой коррозионной стойкости, как при работе с неагрессивными жидкостями, так и при перекачке таких сред как кислоты. Чаще всего данный тип насосов встречается с исполнением корпуса и основных вращающихся элементов из чугуна.

Можно выделить следующие основные материалы:

Проточная часть насоса:ШестерниУпорные втулки
· Серый чугун· Углеродистая сталь· Графит
· Ковкий чугун· Нержавеющая сталь· Бронза
· Углеродистая сталь· Дуплекс· Карбид кремния
· Нержавеющая сталь· PTFE
· Дуплекс· Композитные материалы PPS
· Композитные материалы (PPS, ETFE)

Типы уплотнения вала насоса

  • Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
  • Манжетное уплотнение
  • Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
  • Магнитная муфта

Преимущества и недостатки шестеренчатых насосов с внешним зацеплением

Преимущества:
  • Перекачка высоковязких жидкостей
  • Высокое давление
  • Нет перегрузок на валу из-за подшипников с двух сторон
  • Тихая работа
  • Широкий выбор материалов
  • Возможность использовать в качестве дозировочных
  • Реверсивный насос
Недостатки:
  • Четыре упорных подшипника располагаются в перекачиваемой среды
  • Недопустимо попадание твердых включений
  • Не эффективны при работе с жидкостью с низкой вязкостью
  • Недопустима работа «в сухую»

Области применения

Шестеренчатые насосы внешнего зацепления применяются чаще всего в следующих отраслях промышленности.

  • Энергетика
  • Нефтяная и газовая промышленность
  • Химическая промышленность
  • Гидравлические системы
  • Машиностроение
  • Пищевая
  • Фармацевтическая
  • Судостроение и судоходство

Основные назначения шестеренного насоса :

  • Перекачка топлива и смазочных масел
  • Дозирование присадок и полимеров
  • Перекачка хим. реагентов
  • Работа в гидравлических системах
  • Микродозирование

Основные производители

  • Viking https://www.vikingpump.com
  • Zeilfelder https://www.zeilfelder-pumpen.com/
  • Verder https://www.verderliquids.com/int/en/purchasing-gear-pumps-verdergear/
  • M PUMPS https://www.mpumps.it/
  • Hydac hydac.com
  • Eaton eaton.com
  • MVV s.r.l. mvv.it

Классификация

Шестеренчатые насосы различных категорий распространены в химической, пищевой, строительной промышленностях.

Основным назначением является перекачка смазочных материалов или охлаждающей жидкости.

Зубчатый насос может подразделяться на виды конструкций, имеются шестерни внешним и внутренним зацеплением. Каждая из систем имеет отличительные стороны, достоинства и недостатки.

Шестеренные насосы с внешним зацеплением

Конструкция агрегата внешнего типа сцепления шестерен подразумевает постоянное соприкосновение деталей. Шестерни на корпусе вала могут быть расположены разным соотношением, имеются три основных типа:

  • шевронная шестерня;
  • цилиндрическая форма с косыми зубьями;
  • прямая цилиндрическая форма зубьев.

Шевронные типы шестерен выдает более гладкий, плавный поток состава на выходе, как и косозубые разновидности. Поэтому большинство выбирает именно такой тип зубьев при покупке, прямая цилиндрическая форма считается устаревшей. Скорость вращения вала у шестеренчатых механизмов малой производительности варьируется от 1700 до 3500 об/мин. Для более производительных, крупногабаритных модификаций допускается скорость около 700 об/мин.

Шестеренный насос с внешним зацеплением

Конструкция, не имеющая внутри зазоров между корпусом и шестернями, позволяет производить модели повышенной мощности. Этот параметр дает возможность широко использовать насосы при различных гидравлических конструкциях. Материалы при изготовлении подбираются в соответствии с коррозийными параметрами деталей. Наиболее часто встречаются конструкции из чугуна с нержавеющими внутренними элементами.

Достоинства и недостатки насосов с внешним зацеплением

Любая система имеет положительные, отрицательные стороны. Для шестеренчатых внешнего зацепления можно выделить следующие преимущества:

  • высокое выходное давление;
  • работа с жидкостями высокой вязкости;
  • перегрузки исключены, за это отвечают подшипники, установленные с двух сторон на каждом валу;
  • различные материалы исполнения позволяют использовать установку со всеми составами;
  • относительно бесшумная работа, возможное сопряжение с дозирующими контроллерами.

Недостатками можно выделить, что не допускается работа без определенной нагрузки, необходимо исключить попадание твердых субстанций во избежание заклинивания и излома привода. Также данные конструкции не применяются к составам низкой вязкости.

Насосы с внутренним зацеплением шестерен

Отличительной чертой шестеренчатых конструкций внутреннего зацепления является работа с материалами различной вязкости. Применяется при нагнетании как легко текущих материалов, так и тягучих жидкостей. Диапазон вязкости варьируется от 1 до 100000 сПз, что делает устройство универсальным. Температурные показатели могут достигать до 400 градусов, что позволяет использовать насосы при горячем или химическом производстве.

Составляющая часть изделия отличается наличием уплотнителя вала, встроенным предохранительным клапаном. Принцип действия состоит в передаче движения по шестерне, передаваемого на вал привода. Между шестернями возможно регулировать зазор, что помогает подбору необходимого режима работы, избегания перегрузок.

Насос с внутренним зацеплением

Основной принцип работы:

  • Через подающую трубку происходит поступление жидкости к полости между шестерней и ротором.
  • Прогон происходит между зубьями шестерней, вставка в виде полукруга обеспечивает защиту от перелива.
  • Проточная часть гидравлического механизма всегда заполнена жидкостью в процессе работы. Вытесняется жидкость путем полностью стыкованных зубьев ротора, которые уплотнены вставками.

Положительные стороны внутренней сцепки

Конструкция внутреннего зацепа зубьев имеет ряд преимуществ, по сравнению с внешним типом устройства с высокой производительностью. Основные из них:

  • одно уплотнение вала, два подвижных элемента имеют преимущество при сервисном обслуживании;
  • перекачка туго вязких материалов;
  • отсутствие пульсаций при работе;
  • предоставление выбора зазора между зубьями, что позволяет работать материалами разной плотности.

Принцип работы насоса с внутренним зацеплением для вязких жидкостей

Недостатками можно отметить низкую производительность шестеренного насоса, повышенную чувствительность к твердым составам. Нахождение подшипника в погружаемой среде может отрицательно сказываться на антикоррозийных свойствах материала.



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.

Область применения

Шестеренные насосы применяются в строительстве, нефтехимической, пищевой промышленностях. Служат для перекачки нефтепродуктов, масла, красок и других жидкостей.

Содержание

Шестеренчатые насосы нашли применение во многих отраслях промышленности. Одни из них перекачивают только моторное или турбинное масло, другие предназначены для перемещения горячих смесей, третьи перемещают мазут. Отдельные виды таких насосов изготовлены для откачивания жидкостей из цистерн, а в отдельных случаях, для герметичных систем выпускают шестеренные насосы с торцевыми уплотнениями.

Шестеренчатые насосы, как и поршневые насосы относятся к типу насосов вытеснения.

Особенностью шестеренчатого насоса является вращательное движение тела вытеснения. Жидкость заключенная во впадинах зубцов шестерен, ограниченных снаружи корпусом, при вращении колес перемещается из области всасывания в область нагнетания, а затем выдавливается в рабочую трассу.

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).

Принцип действия: основные поломки

Насос базируется на тесно контактирующих 2 шестернях, что располагаются один напротив другого. Шестерёнки плотно прилегают еще и к корпусу. При вращении перенося масло в свободном пространстве между зубьев прямиком из патрубка всасывания в патрубок нагнетания.

К самым распространенным поломкам насоса, можно отнести:

  • прекращение или неэффективность нагнетания масла;
  • образование пены внутри гидробака;
  • перегрев и проблема в достижении максимума давления;
  • самостоятельное выключение прибора.

Принцип работы

Шестерённый насос крепится на раме-плите, к которой, в свою очередь, крепится насос и электродвигатель, соединенные между собой муфтой.

Основным рабочим элементом шестерённого насоса являются две прямозубые шестерни – ведущая и ведомая, изготавливаемые заодно с валами.

Опорами валов являются подшипники скольжения.

Преимущества

Шестеренные насосы включают в себя много положительных качеств. Среди них стоит отметить:

  • небольшие размеры;
  • простоту конструкции;
  • легкость эксплуатации;
  • надёжность;
  • доступные цены;
  • использование при высокой частоте вращения;
  • возможность соединения с валами тепло- или электродвигателей.

Функции, устройство и расположение масляного насоса ВАЗ 2110–12

Система смазки двигателя предназначена для своевременной подачи моторного масла к подвижным и наиболее нагревающимся элементам силового агрегата. Масло подаётся из поддона и циркулирует по специальным каналам внутри блока и головки блока цилиндров. Масляный насос обеспечивает принудительную циркуляцию смазочного материала.

Расположение масляного насоса на ВАЗ 2110–12

На ВАЗ 2110–12 маслонасос расположен в правом нижнем углу блока цилиндров под шестернёй коленвала, приводящей в действие газораспределительный механизм.

Масляный насос расположен в правом нижнем углу двигателя под шестерней коленвала

Это относится как к восьми, так и к шестнадцатиклапанным двигателям. Корпус насоса одновременно является боковой крышкой силового агрегата.

Устройство масляного насоса

Конструкция маслонасоса очень проста и включает следующие элементы:

  • корпус с крышкой;
  • ведущая и ведомая шестерни;
  • редукционный клапан с пружиной;
  • маслоприёмник.

Масляный насос имеет простую конструкцию, в основе которой лежат две шестерни

Принцип действия масляного насоса

Насос приводится в действие коленчатым валом через ведущую шестерню. Последняя вращает ведомую шестерню, создавая на входе устройства пониженное, а на выходе — повышенное давление. Таким образом масло из картера через трубку маслоприёмника поступает в насос, а из него — в масляную магистраль двигателя. Когда величина давления внутри насоса начинает превышать допустимое значение, подпружиненный редукционный клапан сливает излишки масла назад в поддон.

Технические характеристики

Принцип работы состоит из работы множества элементов, которые имеют различные характеристики. Для более полного понятия работы шестеренного насоса, важно изучить конструкцию, основные составляющие:

  1. Рабочий объем измеряется кубическими сантиметрами, показатель основывается на объеме жидкости, выдаваемой за полный оборот вала.
  2. Вытеснение измеряется в литрах за минуту, этот параметр также именуется производительностью механизмов.
  3. Параметр установки корпуса принимающей станции относительно подающей жидкости именуется вакуумметрической высотой. Следует внимательно изучить параметр, т.к. при рекомендуемой высоте не более двух метров, шестеренчатый механизм не будет выдавать требуемого давления при превышении данного параметра. Обуславливается воздействием атмосферного давления во всасывающей камере и окружающей среде, а также мощностью электропривода.
  4. Объемный КПД отвечает за параметр коэффициента подачи. Допустимые утечки из зазоров, соединений насоса, которые могут присутствовать из-за изношенных уплотнителей внутри корпуса. Шестеренчатый насос рекомендуется устанавливать, как можно ближе к емкости, чтобы избежать потери энергии на всасывание. Давление на входе может быть понижено по причинам слишком длинного соединения.
  5. КПД гидромеханического типа указывает на потери вследствие трения масел о корпус насоса, последующие соединения.


Конструкция шестеренчатого насоса
Существуют основные параметры, такие как крутящий момент, номинальная мощность. Насос подбирается при соответствии поставленным задачам, мощность должна быть установлена с небольшим запасом, во избежание перегревов, поломки трущихся частей.

Что предлагает ООО «ТЕХНО-ГРУПП»: наши преимущества

Специалисты компании имеют опыт работы в сфере подбора и установки шестеренных насосов от 10 лет, регулярно проходят курсы повышения квалификации на заводах-изготовителях.

Оказываем услуги по монтажу, консультируем персонал по всем вопросам эксплуатации оборудования.

Наши клиенты получают:

  • Cертифицированную продукцию в любом объеме;
  • Профессиональную помощь в выборе оборудования и разработке проекта по установке сложных насосных станций – коллектив имеет опыт в реализации задач высокого уровня сложности;
  • Возможность изготовления насосов по индивидуальным требованиям – тесное сотрудничество с производителями открывает большие возможности для наших покупателей;
  • Минимальные сроки поставок и минимальные цены: отсутствие посредников между нашей компанией и изготовителями продукции;
  • Гарантии сроком от 1 до 5 лет с выездным сервисным обслуживанием – обеспечиваем техническую поддержку в течение всего срока эксплуатации.

При стандартном исполнении агрегата заявка обрабатывается в течение 1 рабочего дня. Если вы хотите купить шестеренный насос с изготовлением по индивидуальным параметрам, срок подготовки индивидуального предложения – до 4-х рабочих дней.

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 шестеренчатый насос 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

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.

Выбор шестеренного насоса

Насосы НШ, помимо типа зацепления шестерен и формы их зубьев, различаются по:

  • рабочему объему;
  • числу ступеней сжатия;
  • количеству одномоментно вращающихся роторов.

В то время как многие применения с гидронасосом НШ предназначены для простой перекачки вязких жидкостей, другие изготавливаются с очень жесткими допусками, позволяющими значительно более высокие давления и чрезвычайно точные потоки, требуемые для применений типа точного дозирования.

Главными параметрами подбора насосных механизмов НШ является грузоподъемность транспортного средства и особенности транспортируемых грузов.

Подводя итоги, можно заключить, что шестеренчатые гидравлические насосы являются простыми в конструкционном решении, крепкими и долговечными устройствами, которые также не требуют баснословных затрат. Если вы нуждаетесь в предоставлении дополнительной информации или желаете ознакомиться с ценами этих устройств, представители смогут предоставить вам бесплатную и полноценную консультацию, а также помогут подобрать шестеренчатый насос.

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.

Преимущества масляных насосов с возможностью регулирования

Использование регулируемых маслонасосов более предпочтительно, поскольку такие модели дают ряд заметных преимуществ:

  • снижение доли мощности, отбираемой у двигателя (примерно на 33%),
  • снижение интенсивности отработки масла благодаря уменьшению количества оборотов, снижению частоты,
  • снижение вспенивания масла.

Регулируемый масляный насос дает возможность получить равномерную циркуляцию масла в системе смазки и увеличить срок его службы (реже требуется замена), что дает заметную экономическую выгоду.

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.

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: Центробежный насос секционный

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.

Смазка с сухим картером

Смазка с сухим картером представляет собой особый вид циркуляционной смазки под давлением. В этой системе масло, текущее из двигателя обратно, при помощи специального отсасывающего насоса закачивается в отдельный запасный масляный резервуар.

Отсюда при помощи насоса подачи под давлением масло двигателя движется дальше в соответствующие места смазки. Преимущество такой конструкции заключается в том, что несмотря на наклонное экстремальное положение или возникающие центробежные силы, всегда гарантируется достаточное обеспечение маслом. По этой причине такая конструкция часто находит свое применение в производстве вездеходов или в гоночном спорте.

На горячем моторе

При падении температуры масла поднимается его вязкость. Это хорошо для эффективной работы насоса. Для получения адекватных результатов измерений лучше всего производить замеры давления на прогретом двигателе. Так как масло греется значительно медленней, чем охлаждающая жидкость, то мотору дают поработать еще немного времени после выхода на рабочие температуры.

В смазочной системе исправного мотора с исправным насосом давление должно быть в пределах 3,5-4,5 кгс на квадратный сантиметр при оборотах коленчатого вала 5600. Если значения при измерениях отличаются от номинала, тогда мотор в некоторых режимах будет испытывать недостаток смазки.

Шестеренные насосы и запасные части

 

Шестеренчатые насосы являются насосами объемного действия.  

 

В основном используются для перекачивании вязких и высоковязких жидкостей (с вязкостью до 250 000 сСт) с температурой до 300 °С. Используют при перекачивании бытовой химии, красок, лаков нефтепродуктов, жиров, масел, пищевых масел и других жидкостей.

 

Наиболее важными преимуществами шестеренчатых насосов являются: 

  • Реверс
  • Прочная конструкция
  • Высокая производительность
  • Равномерный поток
  • Перекачивание разнородных жидкостей
  • Простое обслуживание и уход
  • Перекачивание жидкостей с различным уровнем вязкости

 

Принцип действия шестеренчатых насосов

 

Жидкость попадает в впускной коллектор, либо самотеком, либо под воздействием разряжения, создаваемого насосом. На выходе жидкость имеет необходимое для системы давление. 

Принцип действия насоса заключается в постоянном изменении объема камер между зубцами ведущей и ведомой шестерен, помещенных в герметичный корпус.

Применение шестеренчатых насосов в промышленности 

Шестеренчатые насосы применяют во всех отраслях промышленности. Надежная, простая, долговечная конструкция насосов сложит долго при перекачивании масел, мазутов, меда, шоколада и других жидкостей.. Ниже приведены наиболее распространенные примеры применения.

 

  • Пищевая промышленность —  шестеренчатые насосы используют для перекачивания таких жидкостей, как растительные и животные жиры, желатин, меласса, шоколад, шоколадная масса, какао, растительные и сливочные масла, карамели, желе, пудинги, мед, сливки, сиропы, глюкозы и другие.
  • Химическая промышленность – шестеренчатые насосы отлично зарекомендовали себя при перекачивании вязких и средне-вязких жидкостей. Примеры перекачиваемых жидкостей: жидкое стекло, синтетические жидкости, бытовые химические растворы, чистящие средства, эмульсии, кремы, шампуни, полиуретановые пены, силиконы, полимеры, смолы, эпоксидные смолы.
  • Лакокрасочная промышленность – получили широкое применение при перекачивании разнообразных пигментов, красок, растворителей, лаков, добавок и других жидкостей.
  • Нефтехимическая промышленность – насосы шестеренчатого типа широко применяют при загрузке и разгрузке цистерн, для транспортировки минерального масла, битума, мазута, асфальтовой эмульсии.  

    

     В нашей компании Вы можете получить консультации по подбору и приобретению шестеренчатых насосов следующих марок:

  • Victor Pump, Италия — шестеренчатые насосы внутреннего зацепления
  • Johnson pump — шестеренчатые насосы внутреннего зацепления
  • Viking Pump- шестеренчатые насосы внешнего и внутреннего зацепления
  • Varisco, Италия — шестеренчатые насосы внутреннего зацепления

 

Характеристики шестеренчатых насосов Victor Pump 

Модель

Расход

Присоединительные

Вязкость, cSt (mm2/s)

Об/мин

Расход

Необходимая мощность кВт, при

Вес, кг

(л/оборот)

размеры

(м3/час)

4 бара

8 бар

 

 

мм

дюйм

 

 

 

 

 

 

200

1450

3,7

1,4

1,7

 

 

R 35

0,043

40

11/4”

4000

720

1,9

1,2

1,4

11

 

 

 

 

 

25000

450

1,2

1

1,2

 

 

 

 

 

 

200

1450

7

2

2,8

 

 

R 40

0,08

40

11/4”

4000

720

3,5

1,6

2

12

 

 

 

 

 

25000

450

2,2

1,3

1,6

 

 

 

 

 

 

200

960

12,6

3

4,5

 

 

R 50

0,22

50

2”

4000

560

7,5

2,7

3,6

32

 

 

 

 

 

25000

355

5

2,2

2,8

 

 

 

 

 

 

200

720

20,5

5,6

8,1

 

 

R 65

0,48

65

21/2”

4000

450

13

5

6,6

46

 

 

 

 

 

25000

280

8,3

3,6

4,6

 

 

 

 

 

 

200

630

43

8,9

14

 

 

R 80

1,15

80

3”

4000

400

28

9,1

12,5

84

 

 

 

 

 

25000

250

18

7,5

9,6

 

 

 

 

 

 

200

560

75,5

15

23,7

 

 

R 105

2,25

100

4”

4000

355

49

16

22

152

 

 

 

 

 

25000

244

31,3

14,3

18,3

 

 

 

 

 

 

200

500

114

20,7

34

 

 

R 151

3,8

150

6”

4000

315

73

21,6

30,3

240

 

 

 

 

 

25000

200

47

19

24,8

 

 

 

 

 

 

200

400

163

 

R 180

6,8

150

6”

4000

250

102

По запросу

 

 

 

 

25000

160

65

 

 

 

 

 

200

315

265

 

R 200

14

200

8”

4000

200

168

По запросу

 

 

 

 

25000

125

105

 

 

 

 

 

200

280

350

 

R 250

21

250

10”

4000

180

230

По запросу

 

 

 

 

25000

112

140

 

 

Связаться с техническим специалистом:

+7 (495) 123-32-16

[email protected]

 

Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

Если вы хотите сказать спасибо автору, просто нажмите кнопку: 

2. Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

Гидравлические насосы предназначены для преобразования механический энергии (крутящий момент, частоту вращения)  в гидравлическую (подача, давление). Существует большое разнообразие типов и конструкций гидравлических насосов, но всех их объединяет единый принцип действия – вытеснение жидкости. Насосы использующие принцип вытеснения называются объемными. Во время работы внутри насоса образуются изолированные камеры, в которых рабочая жидкость перемещается из полости всасывания в полость нагнетания. Поскольку между полостями всасывания и нагнетания не существует прямого соединения, объемные насосы очень хорошо приспособлены для работы в условиях высокого давления в гидросистеме.

Основными параметрами гидронасосов являются:

• Рабочий объем (удельная подача) [см3/об] – это объем жидкости вытесняемый насосом за 1 оборот вала.

• Максимальное рабочее давлени [МПа, bar]

• Максимальная частота вращения [об/мин]

Классификация объемных насосов по типу вытесняющего элемента показана на Схеме 1.


Схема 1.

При выборе типа насоса для гидросистемы необходимо учитывать ряд факторов свойственных определенным типам насосов и особенности разрабатываемой гидросистемы. Основными критериями выбора насоса являются:

  • Диапазон рабочих давлений
  • Интервал частот вращения
  • Диапазон значений вязкости рабочей жидкости
  • Габаритные размеры
  • Доступность конструкции для обслуживания
  • Стоимость

Далее будут рассмотрены различные типы насосов с описанием их конструктивных преимуществ и недостатков.

1.Поршневые Насосы

1.1 Ручные насосы

Простейшим насосом использующим принцип вытеснения жидкости является ручной насос. Данный вид насосов используется в современной технике для обеспечения гидравлической энергией  исполнительных гидродвигателей (в основном линейного перемещения) вспомогательных механизмов. Вторым, часто встречающимся, назначением ручных насосов в гидросистемах является использование его как аварийного источника гидравлической энергии.Давления развиваемые этими насосами лежат в диапазоне до 50МПа, но чаще всего данные насосы используют на давлениях не более 10-15МПа. Рабочий объем до 70 см3. Рабочий объем для ручного насоса это суммарный объем жидкости вытесняемый им за прямой и обратный ход рукоятки. Обычно насосы с малым рабочим объемом способны достигать больших величин рабочего давления, это связано с ограничением силы прикладываемой к рычагу пользователем.

Принцип действия ручного насоса одностороннего действия изображен на рис.1. При ходе поршня вверх через обратный клапан КО2 происходит всасывание жидкости из бака, клапан КО1 при этом закрыт. При ходе поршня вниз происходит вытеснение жидкости через клапан КО1 в напорный трубопровод, клапан КО2 – закрыт.

На рис. 2 показан  ручной насос двустороннего действия. При ходе поршня вверх через обратный клапан КО4 происходит всасывание жидкости из бака в нижнюю полость. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости внапорный трубопровод через клапан КО1. Клапана КО2 и КО3 при этом закрыты. При ходе поршня вниз через обратный клапан КО2происходит всасывание жидкости из бака в нижнюю полость. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости в напорный трубопровод через клапан КО3. Клапана КО1 и КО4 при этом закрыты.

Внешний вид ручного насоса показан на рис. 3.


Рис. 1


Рис. 2


Рис. 3

Достоинства и недостатки:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • высокая надежность.
  • отсутствие приводного двигателя.

Недостатки

  • Низкая производительность

1.2Радиально-поршневые насосы

Радиально-поршневые насосы это разновидность роторно-поршневыхгидромашин. Эти насосы применяются для гидросистем с высоким давлением (свыше 40МПа). Эти насосы способны длительно создавать давления до 100МПа.Отличительной особенностью насосов данного типа является их тихоходность, частота вращения насосов данного типакак правило не превышает 1500-2000 об/мин. Частоты вращения до 3000 об/мин можно встретить только для насосов рабочим объемом не более 2-3 см3/об.

Радиально-поршневые насосы бывают двух типов:

  • С эксцентричным ротором
  • С эксцентричным валом

Радиально-поршневой насос с эксцентричным ротором изображен на рис. 4. Конструктивно поршневая группа насоса установлена в роторе насоса. Ось вращения ротора и ось неподвижного статора смещены на величину эксцентриситета e. При вращении ротора поршни совершают поступательное движение. Величина хода составит 2e. Насос данной конструкции имеет золотниковое распределение. При вращении цилиндры поочередно соединяются с полостями слива и нагнетания разделенными перегородкой золотника, расположенного в центре.


Рис.4

Радиально-поршневой насос с эксцентричным валом изображен на рис. 5. Конструктивно поршневая группа насоса установлена в статоре насоса. Ось вращения вала и ось неподвижного статора совпадают, но на валу имеется кулачок, который смещен на величину е относительно центра вращения вала. При вращении вала, кулачок заставляет поршни совершать поступательное движение. Величина хода составит 2e.  Насос данной конструкции имеет клапанное распределение.  При вращении вала поршни выдвигаясь из цилиндров наполняются жидкостью через клапана всасывания. Нагнетание жидкости происходит через клапана нагнетания  при вхождении поршней в цилиндры.

Данная конструкция редко используется как насосная и намного чаще используется в гидромоторах, о которых будет рассказано в одной из следующих статей.


Рис.5

Рабочий объем гидромашин данного типа можно рассчитать по формуле:


где       z – число поршней

dп – диаметр поршня

е – эксцентриситет

Радиально поршневые насосы могут иметь конструкцию с переменным рабочим объемом. Регулировка рабочего объема происходит за счет изменения величины эксцентриситета е.

Из двух описанных конструкций большее распостранение получили радиально-поршневые насосы с эксцентричным валом. Это явилось следствием более простой конструкции. Фотографии радиально-поршневых насосов с эксцентричным валом представлены на рис. 6.


Рис. 6(а)


Рис. 6(б)

Достоинства и недостатки насосов радиально-поршневого:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • высокая надежность.
  • Работа на давлениях до 100МПа.
  • Относительно малый осевой размер.

Недостатки

  • Высокая пульсация давления
  • Малые частоты вращения вала
  • Больший вес конструкции по отношению к аксиально-поршневым машинам.

1.3Аксиально-поршневые насосы

Аксиально-поршневые насосы – это разновидность роторно-поршневых гидромашин с аксиальным расположением цилиндров (т.е. располагаются вокруг оси вращения блока цилиндров, параллельны или располагаются под небольшим углом к оси).Существует деление по типу вытеснителя на аксиально-плунжерные и аксиально-поршневые гидромашины. Отличаются они тем, что в первых в качестве вытеснителей используются плунжеры, а во вторых — поршни см. рис. 7.


Рис. 7

Насосы данного типа являются самыми распространёнными в современных гидроприводах. По количеству конструктивных исполнений они во много раз превосходят прочие типы гидронасосов. Эти насосы обладают наилучшими габаритно-весовыми характеристики (иными словами имеют высокую удельную мощность), обладают высоким КПД.Насосы этого типа способны даватьдавление до 40МПа и работать на высоких частотах вращения (насосы общего применения имеют частоты до 4000 об/мин, но существуют специализированные насосы этого типа с частотами вращения до 20000 об/мин).

Все аксиально поршневые насосы можно разделить на 2 типа:

  • Снаклонным блоком (ось вращения блока цилиндров располагается по углом к оси вращения вала)
  • С наклоннымдиском (ось вращения блока цилиндров совпадает с осью вращения вала)

На рис. 8 показана конструктивная схема аксиально поршневого насоса с наклонным блоком. При вращении вала насоса, вращается шарнирно соединенный с ним блок цилиндров. При этом поршни совершают поступательные движения. Блок цилиндров прилегает к распределителю  который имеет два паза: один паз соединен с линией всасывания, а другой с линией нагнетания. При выдвижении поршня цилиндр движется над пазом всасывания (см. вид А рис.8) и наполняется жидкостью. После прохождения нижней мертвой точки (точки в которой поршень находится в максимально выдвинутом состоянии) цилиндр соединяется с пазом нагнетания в распределителе и начинает вытеснять жидкость из цилиндра пока не достигнет верхней мертвой точки (точки в которой поршень находится в максимально утоленном в цилиндр состоянии). Далее Цилиндр снова соединяется с пазом всасывания и цикл повторяется. Система распределения используемая в данной конструкции насоса называется золотниковой.


Рис.8

Утечки из цилиндров во время нагнетания скапливаются в корпусе насоса. Чтобы не допустить роста давления в корпусе, на насосах данной конструкции имеется линия дренажа. Если ее заглушить, то это приведет к выходу из строя манжеты вала и нарушению герметичности насоса, а в некоторых случаях – к разрушению корпуса насоса.

На рис.9 показана конструкция насоса с наклонным диском.


Принцип работы насоса с наклонным диском аналогичен работе насоса с наклонным блоком. Насос данной конструкции так-же имеет золотниковое распределение.  Отличие конструкций состоит в соосности осей вала и блока цилиндров.

Рабочий объем аксиально-поршневых насосов можно рассчитать из следующего выражения:


где       z – число поршней

dп – диаметр поршня

Dц– диаметр расположения цилиндров

γ – угол наклона диска(блока)

Для насосов конструкций рис. 8,9возможны исполнения с изменяемым рабочим объемом. Изменение рабочего объема происходит за чет изменения угла наклона диска или блока (в зависимости от конструкции).

Для аксиально-поршневых насосов необходим механизм синхронизации вращения приводного вала и блока цилиндров. Существует четыре основных способа такой синхронизации:

  • Синхронизация одинарным (силовым) карданом
  • Синхронизация двойным (несиловым) карданом
  • Синхронизация шатунами поршней (бескарданная схема)
  • Синхронизация коническим зубчатым зацеплением.

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком представлен на рис. 10. В данной конструкции синхронизация вращения вала и блока цилиндров осуществлена посредством конической зубчатой передачи.

Регулируемый аксиально-поршневой насос с наклонным диском  представлен на рис. 11.



Рис. 11

Рассмотрим еще одну довольно распространённую конструкцию  насоса с наклонным диском. Это конструкция аксиально-плунжерного насоса с неподвижным блоком, клапанным распределением и приводом плунжеровкулачкового типа (вращающейся наклонной шайбой). По ГОСТ  17398-72 этот тип насоса классифицируется как аксиально-кулачковый. Схема такого насоса показана на рис. 12.


Рис. 12

Эта конструкция имеет принципиальные отличия от конструкции изображенной на рис. 9. Насос на рис. 12 в отличие от предыдущей конструкции на рис. 9 имеет неподвижный блок цилиндров, совмещенный с корпусом, наклонный диск объединенный с валом и клапанное распределение рабочей жидкости. Ход плунжера определяется вращением наклонного диска. Система распределения работает следующим образом: выдвигаясь из цилиндра поршень создает в камере разряжение и через клапан всасывания камера наполняется жидкостью из полости корпуса, объединенной со всасыванием. При вхождении в цилиндр клапан всасывания находится в закрытом состоянии, происходит вытеснение рабочей жидкости из рабочей камеры через клапан нагнетания в линию нагнетания.

Некоторые конструкции аксиально-кулачковых насосов могут работать на давлениях до 70МПа.

Примечательным является факт отсутствия в данной конструкции линии дренажа так как всасывание осуществляется непосредственно из корпуса насоса. При этом в корпусе насоса абсолютное давления ниже атмосферного. По этой причине в данной конструкции повышенные требования предъявляются к уплотнению вала, при выходе из строя которого насос подсасывает воздух и подает гидросистему смесь воздуха и рабочей жидкости. Такой «воздушный коктейль» приводит к вибрациям в гидросистеме и выходу из строя ее элементов, включая насос.

Рабочий объем рассчитывается по той-же зависимости что и для описанных выше конструкций аксиально-поршневых насосов. Следует отметить что насос данной конструкции не имеет исполнения с регулируемым рабочим объемом.

Фотография насоса сконструктивным вырезом показана на рис. 13.


Достоинства и недостатки насосов аксиально-поршневого типа:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • Работа на давлениях до 70МПа.
  • Высокий КПД.
  • Частоты вращения до 4000 об/мин
  • Высокая удельная мощность.

Недостатки

  • Высокая пульсация давления
  • Высокая стоимость по сравнению с другими типами гидронасосов.

2. Шестеренные насосы

Шестеренные насосы относятся к типу роторныхгидромашин.  Рабочими элементами (вытеснителями) являются две вращающиеся шестерни. Различают два основных типа таких насосов:

  • Насосы внешнего зацепления
  • Насосы внутреннего зацепления.

Частным случаем шестеренных насосов с внутренним зацеплением являются героторные насосы.

Шестеренные насосы широко распространены в гидросистемах с невысокими (до 20 МПа) давлениями.  Они широко применяются в сельскохозяйственной, дорожной технике, мобильной гидравлике, системах смазки. Используются для обеспечения гидравлической энергией гидроприводов вспомогательных механизмов в сложных гидросистемах. Столь широкое распространение шестеренные насосы получили за простоту конструкции, компактность и малый вес. Платой за простоту конструкции стало довольно низкое значение КПД (не более 0,85), низкое рабочее давление, и небольшой ресурс (особенно на давлениях ≈20МПа). Шестеренные насосы могут работать на частотах вращения до 5000об/мин.

Существуют образцы шестеренных насосов на давления до 30МПа однако ресурс таких насосов на порядок ниже.

2.1Шестеренные насосы внешнего зацепления

Основными элементами шестеренных насосов внешнего зацепления являются шестерни. При вращении шестерен жидкость, заключенная во впадинах зубьев переносится из линии всасывания в линию нагнетания (рис.14).   Поверхности зубьев А1 и А2 вытесняют при вращении шестерен больше жидкости чем может поместиться в пространстве освобождаемом  зацепляющимися зубьями B1 и B2. Разность объемов, высвобождаемых двумя парами зубьев вытесняется в линию нагнетания. В месте зацепления шестерен при работе насоса образуются области «запертого» объема, что вызывает пульсации давления в линии нагнетания.

Рабочий объем шестеренного насоса можно определить из зависимости:


Где     m – модуль зубьев

z – число зубьев

b – ширина зуба

h – высота зуба

Шестерни насосов внешнего зацепления в большинстве конструкций имеют прямой зуб, однако встречаются конструкции таких насосов с косым и шевронным зубом. Преимущество применения косого зуба состоит в меньшем уровне пульсаций за счет того что в месте зацепления «запертые» объемы не образуются. Недостатком конструкций с косым зубом является возникающая осевая сила, для восприятия которой нужно включать в конструкцию упорные подшипники. Этот недостаток отсутствует в насосах с шевронным зубом, где осевая сила компенсируется формой зуба. У насосов с шевронным зубом также малый уровень пульсаций.


Рис. 14

Конструктивный разрез шестеренного насоса с внешним зацеплением показан на рис. 15.


Рис. 15

Достоинства и недостатки шестеренных насосов внешнего зацепления:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • Частоты вращения до 5000 об/мин
  • Низкая стоимость

Недостатки

  • Высокая пульсация давления
  • Низкий КПД
  • Сравнительно низкие давления

2.2   Шестеренные насосы внутреннего зацепления

Отличительной особенностью шестеренных насосов внутреннего зацепления является меньший уровень пульсаций и как следствие малый уровень шума. В связи с этим они находят широкое в стационарных машинах и механизмах, а так-же на мобильной технике работающей в закрытых помещениях.

Принцип работы шестеренного насоса с внутренним зацеплением  состоит, как и у насосов внешнего зацепления, в переносе жидкости во впадинах шестерен от линии всасывания в линию нагнетания. В зоне всасывания при вращении шестерен объем камеры, образованной зубьями шестерен и серпообразным разделителем, увеличивается(см. рис. 16). При этом происходит наполнение рабочей камеры жидкостью из линии всасывания. В зоне нагнетания происходит процесс вытеснения рабочей жидкости в линию нагнетания, т.к. объем камеры в этой зоне при вращении шестерен уменьшается.


Рабочий объем шестеренного насоса с внутренним можно определить из зависимости:


Где     m – модуль зубьев

z – число зубьев внутренней шестерни

b – ширина зуба

h – высота зуба

Конструктивный разрез шестеренного насоса с внутренним зацеплением показан на рис. 17.


Рис.17

Достоинства и недостатки шестеренных насосов внутреннего зацепления:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • Частоты вращения до 4000 об/мин
  • Низкий уровень шума
  • Низкая стоимость

Недостатки

  • Низкий КПД
  • Сравнительно низкие давления

2.3 Героторные насосы.

Героторные насосы это разновидность шестеренных насосов с внутренним зацеплением. Отличие от классической конструкции шестеренного насоса с внутренним зацеплением состоит в отсутствии серпообразного разделителя. Разделение полостей всасывания и нагнетания реализовано за счет применения специального профиля. Его форма такова что в зоне где должен находиться серпообразный разделитель обеспечен постоянный контакт шестерен. (рис.18). Принцип работы насоса данной конструкции точно такой же как и шестеренного насоса с внутренним зацеплением.Героторные насосы обычно используют при невысоких давлениях (до 15МПа) и подачах до 120 л/мин. При этом частоты вращения составляют не более 1500 об/мин.

Изображение героторногопоказано насосана рис. 19.


Рис.18

Рабочий объем героторного насоса можно определить из выражения:


Где     Аmin,Аmin – минимальная и максимальная площадь межзубьевой камеры

z – число зубьев внутренней шестерни

b – ширина зуба

\

Рис.19

Достоинства и недостатки героторных насосов:

Достоинства

  • Простота конструкции
  • Низкий уровень шума

Недостатки

  • Невысокий КПД
  • Высокая по сравнению с шестеренными насосами стоимость

2.4 Роторно-винтовые насосы.

Еще одной разновидностью шестеренного насоса можно считать винтовые насосы. Их рабочие элементы можно представить как косозубые шестерни с количеством зубьев равному числу заходов винтовой нарезки. Главным преимуществом этих насосов является равномерность подачи и как следствие низкий уровень шума. Достоинством насоса также является его способность перекачивать жидкости с твердыми включениями. Давление развиваемое насосом может составлять до 20МПа. Частоты вращения до 1500 об/мин.

Ввиду сложности изготовления данного типа насосов, они не получили широкого распространения и применяются лишь в специфических гидросистемах. Существуют двух (рис. 20) и трехвинтовые (рис. 21) конструкции насосов.



Достоинства и недостаткироторно-винтовых насосов:

Достоинства

  • Низкий уровень шума
  • Низкий уровень пульсаций

Недостатки

  • Невысокий КПД
  • Высокая стоимость

3.  Пластинчатые насосы.

Пластинчатые гидронасосы это гидромашины в которых роль вытеснителя рабочей жидкости выполняют радиально расположенные пластины, которые совершают возвратно-поступательные движения при вращении ротора. В российской литературе пластины часто называют – шиберами, а насосы – шиберными.

Различают пластинчатые гидронасосы однократного действия и двойного действия. У насосов однократного действия за один оборот вала гидромашины процесс всасывания и нагнетания осуществляется один раз, в машинах двойного действия — два раза.

Пластинчатые насосы имеют низкий уровень шума и хорошую равномерность подачи. Также эти насосы имеют сравнительно большие рабочие объемы при небольших габаритах. Пластинчатые гидронасосы могут работать на давлениях до 21МПа при частотах вращения до 1500 об/мин.

3.1 Насос однократного действия

Принцип работы насоса однократного действия состоит в следующем. При сообщении вращающего момента валу насоса ротор насоса приходит во вращение (см. рис. 22). Под действием центробежной силы пластины прижимаются к корпусу статора, в результате чего образуется две полости, герметично отделённых друг от друга. При прохождении пластин через область всасывания, объем рабочих камер между ними увеличивается и происходит всасывание рабочей жидкости.При прохождении пластин через область нагнетания, объем рабочих камер между ними уменьшается и происходит вытеснение рабочей жидкости в линию нагнетания. Для обеспечения прижима пластин в зоне нагнетания в полость под ними подводится давление из линии нагнетания. В некоторых случаях дополнительный прижим пластин организуется за счет установки пружин под пластины.

Рабочий объем пластинчатого насоса однократного действия рассчитывается как:


Где     e – эксцентриситет

b – ширина пластины

Насосы однократного действия конструктивно могут иметь исполнения с регулируемым рабочим объемом. Регулировка рабочего объема происходит за счет изменения величины эксцентриситета e.


Рис. 22

Достоинства и недостаткипластинчатых насосов однократного действия:

Достоинства

  • Низкий уровень шума
  • Низкий уровень пульсаций
  • Возможность регулировки рабочего объема
  • Низкая по сравнению с роторно-поршневыми насосами стоимость.
  • Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.

Недостатки

  • Большие нагрузки на подшипники ротора.
  • Сложность уплотнения торцов пластин
  • Низкая ремонтопригодность
  • Сравнительно невысокие давления (до 7МПа)

3.2 Насос двойного действия

Принцип действия насоса двойного действия полностью аналогичен принципу работы насоса однократного действия (рис. 23). Отличием является наличие двух зон всасывания и двух зон нагнетания. Для обеспечения прижима пластин в зоне нагнетания, также как и насосов однократного действия, подводится давление нагнетания.


Рис. 23

Рабочий объем пластинчатого насоса двойного действия рассчитывается как:


Где     b – ширина пластины

Изображение внутреннего устройства пластинчатого насоса двойного действия показано на рис. 24.


Рис. 24

Достоинства и недостаткипластинчатых насосов двойного действия:

Достоинства

  • Низкий уровень шума
  • Низкий уровень пульсаций
  • Возможность регулировки рабочего объема
  • Уравновешенность радиальных нагрузок в роторе.
  • Низкая по сравнению с роторно-поршневыми насосами стоимость.
  • Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.
  • Большие по сравнению пластинчатыми насосами однократного действия давления (до 21МПа)

Недостатки

  • Низкая ремонтопригодность
  • Сложность уплотнения торцов пластин

4. Рекомендации по выбору насоса для гидросистемы.

Выбор типа и насоса нужно осуществлять исходя из условий работы гидросистемы, ее назначения и требований к параметрам потребного потока рабочей жидкости.

Основными параметрами при выборе типа насоса являются:

  • Уровень действующих давлений рабочей жидкости;
  • Класс чистоты рабочей жидкости;
  • Диапазон вязкостей рабочей жидкости;
  • Экономическое обоснование применения.

При выборе насоса для гидросистемы следует учитывать большое количество определяющих факторов. Основными критериями с которых необходимо начать выбор насоса являются необходимая подача Qи давлениеp. Также в начале процедуры подбора необходимо четкое представление о типе приводного двигателя. В зависимости от предназначения и базирования механизма приводимого в действие гидросистемой приводной двигатель может быть электрическим или двигателем внутреннего сгорания. При выборе мощности приводного двигателя следует определить необходимую для гидросистемы гидравлическую мощность, которую можно приблизительно определить по зависимости (1).


где     Q – подача насоса [л/мин]

p – давление в гидросистеме [МПа]

ɳ — КПД насоса (шестеренного и пластинчатого ɳ=0,85, для роторно-поршневого ɳ=0,9)

После определения мощностивыбирается тип гидронасоса исходя из характеристик свойственных для каждого из типов насосов и рабочего давления. Необходимый рабочий объем гидронасоса определяется как:


где     Q – необходимая подача насоса [л/мин]

n – частота вращения двигателя [об/мин]

Определив необходимый рабочий объем насоса,выбираем по каталогу насос выбранного типа с наиболее близким значением рабочего объема. После чего взяв из каталога реальные значения q0и ɳ, рассчитываем реальное значение подачи насосаQ:


и проверяем насос на совместимость с выбранным двигателем по мощности (см. выражение (1)).

При необходимости наличия регулируемой подачи насоса, помимо установки регулируемого насоса, можно применить насос постоянного рабочего объема при этом подачу регулировать оборотами приводного двигателя. Данный способ регулирования может быть осуществлен в ограниченных характеристиками двигателя пределах.

Для ступенчатой регулировки скорости гидродвигателя в гидросистеме можно применять два насоса илимногосекционные насосы, фактически представляющие собой несколько насосовконструктивно выполненных одним блоком. Для регулировки скорости в этом случае необходимо подключать или отключать секции насоса изменяя тем самым суммарную подачу насоса. Способы коммутации секций будут описаны в статьях 7 и 8.

5. Причины отказа насосов.

При эксплуатации насоса следует обращать внимание на условия его работы. Наиболее часто неисправность насоса бывает вызвана:

  • Попаданием посторонних частиц (грязи)
  • Масляным голоданием
  • Работой на водно-масляной эмульсии
  • Работой на воздушно-масляной смеси
  • Работой с перегрузкой по давлению
  • Превышением допустимых оборотов
  • Превышение давления в корпусе
  • Перегревом рабочей жидкости

6. Заключение.

Данная статья написана в помощь специалистам осуществляющим ремонт, обслуживание и эксплуатацию гидросистем станочного оборудования и мобильных машин. Ознакомившись с вышенаписанным материалом, читатель получает базовые сведения о самых распространённых типах гидравлических насосов, их преимуществах и недостатках. Также в материале имеется простейший алгоритм определения мощности насоса и подбора приводного двигателя.

Следует отметить что практически все описанные конструктивные типы насосов могут использоваться в качестве гидромоторов, но об этом в следующей статье…

Все типы насосов описанные в данной статье можно приобрести в компании RGC гидроагрегаты.Возможна поставка гидрооборудования и запасных частей под заказ. Также в нашей компании можно получить консультации по гидрооборудованию.

Внимание! Данная статья авторская. При копировании ее с сайта обязательно указывать источник!

С Уважением,

Начальник конструкторского отдела

Лебедев М.К.

Тел.: 8(800) 550-42-20 


Шестеренные насосы НШ — описание и принцип работы

Насосы шестеренные — как гидравлический агрегат

Шестеренные насосы — гидроагрегат в гидравлической системе самоходной техники или оборудования, нагнетающий давление (или создающий перекачивающее действие) путем ввода шестерен в зацепление и их вывода из зацепления.

Насос НШ является основным узлом гидросистемы (в которой он располагается) — получая механическую энергию от вращения двигателя или электромотора через соединительную муфту, насос в дальнейшем преобразует ее в гидравлическую энергию потока рабочей жидкости. Нагнетая рабочую жидкость под давлением, через гидравлические трубопроводу в другие гидроузлы и агрегаты, такие как: распределитель, гидромоторы, гидроцилиндры.

Перекачивающее действие одинаковое для каждого насоса. Все насосы (независимо от типа) создают увеличение объема на стороне всасывания и уменьшение объема на стороне нагнетания.

На рисунке выше, изображено условное обозначение насоса (с постоянным направлением потока) в гидравлической схеме.

Устройство шестеренного насоса

Шестеренный насос состоит из корпуса с входными и выходным отверстиями, перекачивающего механизма, состоящего из двух шестерен. Одна шестерня насажена на вал соединенный с первичным источником вращения. Другая шестерня является ведомой.

Принцип работы шестеренного насоса

Источник движения передает энергию вращения на вал насоса, и вал насоса начинает вращать ведущую шестерню, которая входит в зацепление с ведомой шестерней и вращает ее. Данное действие (вход в зацепление шестерен и выход из него) создает уменьшение и увеличение объема.

На входе, где зубья шестерен выходят из зацепления (увеличение объема), рабочая жидкость входит в корпус. Затем рабочая жидкость захватывается между зубьями шестерни и корпусом и перемещается на другую сторону шестерни, где зубья входят в зацепление (уменьшение объема) и выталкивают рабочую жидкость из корпуса насоса НШ в гидросистему.

Это принцип работы относится к типу шестеренных насосов с внешним зацеплением. То есть зубья обеих шестерен входящих в зацепление, находятся на их внешних окружностях. Иногда такие насосы называют насосами «шестерня на шестерне».

Также существуют насосы с внутренним зацеплением, где шестерня вращается по статору.

В шестеренных насосах с внешним зацеплением применяются три типа шестерен: прямые, геликоидальные и шевронные.

На рисунке выше, для примера изображены различные типы шестерен, а именно:

а — прямозубая шестерня

б — геликоидальная шестерня (косозубая)

в — шевронная шестерня

Так как прямозубые шестерни наиболее просты в изготовлении, то тип насоса с такими шестернями, является наиболее распространенным и дешевым.

Шестеренные насосы внесли существенный вклад на начальном этапе применения гидравлики в сельском хозяйстве, строительстве, горно-добывающей промышленности.

Так одним из первых примеров применения насоса НШ служит самосвал.

В грузовом автомобиле самосвале, подъем кузова осуществляется за счет гидроцилиндра. В данной гидросистеме, гидравлическую энергию обеспечивает шестеренный насос. Двигатель самосвала вращает вал насоса НШ, насос НШ закачивает рабочую жидкость из гидробака, затем через выходное отверстие подает ее под давлением через трубопровод  к гидрораспределителю, а гидрораспределитель направляет рабочую жидкость на гидроцилиндр, а излишки сливает через обратную линию в гидробак.

Направление вращения насоса НШ

Насос НШ делится на два типа по признаку вращения вала: правого вращения и левого вращения. Для того, чтобы определить какой тип вращения у насоса шестеренного, необходимо:

  • смотреть на насос со стороны вала
  • при этом насос расположить так, чтобы ведомая шестерня была ниже приводного вала

Если насос вращается по часовой стрелке (правое вращение), то входное отверстие будет находиться на левой стороне насоса, а выходное отверстие будет справа. Если же насос вращается против часовой стрелки (левое вращение), то входное отверстие будет справа, а выходное с левой стороны корпуса. Как на рисунке ниже:

Эксплуатация и техническое обслуживание шестеренчатого насоса

Шестеренчатые насосы

являются наиболее распространенным типом поршневых насосов, которые идеально подходят для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью, таких как автомобильные масла, пластмассы, краски, клеи и мыло. Они работают, создавая всасывание на входе с вращающимся узлом из двух шестерен – ведущей и промежуточной. Подача насоса определяется размером полости (объемом) между зубьями шестерни, величиной проскальзывания (обратного потока) и скоростью вращения (об/мин) шестерен.

Как и в случае с любым другим насосом, правильная эксплуатация и регулярное техническое обслуживание жизненно важны для снижения затрат на ремонт насоса и максимального повышения его эффективности. Ниже приведены полезные советы по эксплуатации шестеренчатого насоса и обеспечению его длительного срока службы за счет регулярного технического обслуживания.

Работа шестеренчатого насоса

— Работайте на скоростях, близких к максимальным номинальным. Поскольку шестеренные насосы имеют низкий объемный КПД при низких скоростях и малых расходах, их следует эксплуатировать как можно ближе к их максимальным номинальным скоростям для повышения производительности и эффективности.

— Используйте специальные материалы при перекачивании жидкостей с абразивами. Зубчатая передача шестеренчатого насоса позволяет частицам задерживаться в небольших пространствах, ускоряя износ и снижая эффективность. Если вам необходимо перекачивать жидкость, содержащую абразивы, рассмотрите возможность связаться с производителем насоса, чтобы обсудить варианты использования закаленного материала.

— Убедитесь, что общий срок службы не превышает 7,5 фунтов на квадратный дюйм. Шестеренчатый насос не может создать идеальный вакуум, поэтому общий подъем (включая потери на трение в трубах) должен составлять половину атмосферного давления (приблизительно 7,5 л).5 фунтов на квадратный дюйм).

— Избегайте жидкостей с низкой вязкостью. Шестеренчатые насосы (особенно шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением) предназначены для работы с жидкостями с высокой вязкостью, чтобы свести к минимуму проскальзывание. Перекачивание жидкостей с низкой вязкостью приводит к снижению расхода и эффективности, поскольку они «проскакивают» через узкие пространства от стороны нагнетания насоса с более высоким давлением к стороне всасывания насоса с более низким давлением.

— Не работать всухую. Несмазанные зубья шестерни будут тереться друг о друга, создавая трение и нагревание, поскольку шестерни расширяются и начинают тереться о корпус.Это может привести к поломке насоса, что потребует дорогостоящего ремонта и простоя.

Техническое обслуживание шестеренчатого насоса

— Вести записи о техническом обслуживании. Одна из самых важных вещей, которые вы можете сделать для обеспечения бесперебойной работы помпы, — это вести подробный учет базовой производительности помпы, регулярного технического обслуживания и любого ремонта. Это поможет вам определить, как насос будет работать в будущем, и как лучше всего отремонтировать или заменить определенные детали.

— Регулярно проверяйте подшипники. Подшипники являются наиболее важной частью шестеренчатого насоса, которую необходимо обслуживать, потому что они могут вызвать дисбаланс, если они неправильно установлены или неисправны.Регулярно проверяйте подшипники и при необходимости заменяйте их, сняв неисправный подшипник с помощью съемника. Чрезмерный шум может свидетельствовать об износе подшипников.

— Проверить зазор шестеренчатого насоса. Новый шестеренчатый насос имеет зазор от 0,007 до 0,005 дюйма как от зубьев, так и от камеры шестерен. Периодически проверяйте износ зубьев, пытаясь просунуть лист бумаги между зазорами. Если он легко проходит между зазорами, это указывает на то, что подшипники изношены и должны быть заменены.

При регулярном соблюдении графиков технического обслуживания и правил эксплуатации шестеренные насосы могут стать эффективным и производительным решением для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью.

 

Нравится то, что вы читаете?

Шестеренчатый насос | 2 типа роторно-шестеренных насосов | Почему шестеренчатый насос с внешним зацеплением был так популярен до сих пор?

Благодаря высокой производительности, длительному сроку службы и низким затратам на приобретение и ремонт шестеренчатые насосы широко используются в современных гидравлических системах.Высокое рабочее давление, превосходные объемные и механические характеристики, а также более низкий уровень шума были достигнуты в основном благодаря расширению производства роторно-шестеренных насосов.

— BlogMech

Благодаря своей гибкости и удобству использования при проектировании и производстве роторно-шестерённый насос получил широкое применение и популярность для подачи автомобильного масла и топлива. Роторный шестеренный насос имеет высокий объемный КПД и плавную и стабильную работу насоса. Они также имеют дело с широким спектром жидкостей вязкости.

— BlogMech

Роторные шестеренчатые насосы подразделяются на несколько категорий в зависимости от типа их вращающегося элемента. Они:

  1. Ротационный насос с внешним зацеплением
  2. Ротационный насос с внутренним зацеплением

Знакомство с насосом

Насос является эпицентром гидравлической системы. Гидравлический насос, подобно сердцу в человеческом теле, создает поток, перекачивая жидкости в области с неблагоприятным градиентом давления. Насосы обычно делятся на две группы:

  1. Насосы прямого вытеснения
  2. Кинетические насосы

Конструкция роторно-шестеренного насоса

Выходной поток (Q) л/мин = ( см 3 /об * об/мин)/1000

Входная мощность (P) кВт = (л/мин * бар) / 600

Выходная мощность (P) кВт = (Н-м * об/мин)/9549

Крутящий момент на валу (М) Н-м = ( см 3 /об * бар)/62.8

Скорость вращения вала (n) об/мин = (1000 * л/мин) / см 3 /об

Эффективность

Объемный КПД η (объем) = (фактический расход на выходе / теоретический расход на выходе)

Механический КПД η (механический) = (теоретический крутящий момент на валу / фактический крутящий момент на валу)

Общий КПД η = η (объем) * η (механический)

Роторный насос с внешним зацеплением

Объемные насосы прямого вытеснения, такие как шестеренчатые, лопастные и поршневые насосы, используются во всех гидравлических системах.Среди них ротационные шестеренные насосы являются наиболее распространенным типом. Насос получил свое название из-за того, что он имеет две шестерни, которые расположены либо рядом, либо снаружи друг друга. Шестеренчатый насос представляет собой высокоточный узел с довольно строгими посадками и пределами допусков, который может выдерживать высокие перепады давления.

— BlogMech

Ряд зубьев зацепления на стороне всасывания этого насоса имеет тенденцию к разделению; в результате разделения зубьев на стороне всасывания образуются вакуумные зазоры, и давление окружающей среды выталкивает жидкость на сторону всасывания, заполняя зазор между зубьями.

Жидкость удерживается и выталкивается, когда зубья двух шестерен входят в зацепление. Поскольку зацепление зубьев при вращении создает уплотнение, разделяющее входной и выходной участки вторичной полости, жидкость, занимающая промежутки между двумя соседними зубьями, вращается вместе с ними и вытягивается наружу через выпускное отверстие.

Принцип работы роторного насоса с внешним зацеплением

Шестеренчатый насос с внешним зацеплением работает по принципу, согласно которому ведущая шестерня с приводом от двигателя вращает промежуточную шестерню в противоположном направлении.Жидкость, захваченная в промежутках между зубьями шестерен между отверстием корпуса и внешней стороной шестерен, перемещается со стороны всасывания на сторону нагнетания насоса при вращении шестерен.

Рабочая операция роторного насоса с внешним зацеплением

Сила гидравлического вакуума, обеспечиваемая насосом, втягивает жидкость в насос, либо она проталкивается в насос под действием силы тяжести или подкачивающего насоса. Нагнетательный насос обычно используется только для очень высокой вязкости или очень высокой скорости потока.

— BlogMech

После этого жидкость циркулирует между зубьями шестерен.Жидкость вытягивается из пространства между зубьями, когда шестерни начинают зацепляться. Эта механическая сила способна создавать большое гидравлическое давление.

— BlogMech

Ротационный насос с внутренним зацеплением

Ротор с внутренним вырезом входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом с наружным вырезом (ведомым зубчатым колесом)  при выполнении этих рабочих операций. Чтобы жидкость не стекала обратно к линии всасывания насоса, можно использовать серповидную перегородку.

Мощность передается на ротор, а затем на промежуточную шестерню, которая входит в зацепление с ним.Частичный вакуум создается, когда зубы выходят из сетки за счет увеличения размера. Под атмосферным давлением воздуха жидкость выдавливается в вакуум и остается между зубьями ротора и натяжного колеса до тех пор, пока зубья не зацепятся, вытесняя жидкость из этих пространств и из насоса.

— BlogMech

Зубья внутренней шестерни и промежуточной шестерни расходятся на всасывающем отверстии и снова входят в зацепление у выпускного отверстия, как видно на поперечном разрезе.

Ротор и промежуточная шестерня создают экран между частями в положении A, а промежуточная шестерня выходит из ротора в положении B, открывая зазор на стороне всасывания, который должен быть заполнен жидкостью.

Зазоры между ротором и промежуточными шестернями полностью заполнены в положении C. Ротор и промежуточные шестерни сходятся в положении D, выталкивая жидкость наружу через нагнетательный зазор. Шестеренчатый насос обычно подает жидкость под прямым углом к ​​оси шестерни.

Большинство этих насосов обычно используются для подачи масла под давлением до 10 бар, смазывания им двигателей внутреннего сгорания, турбин, двигателей и т. д. Из-за небольшого зазора между шестернями и корпусом насоса некоторые модели насосов не подходят для работы с абразивами.

Преимущества роторно-шестеренного насоса

  • Высокая скорость
  • Высокое давление
  • Отсутствие перекрывающихся нагрузок на подшипник
  • Относительно бесшумная работа
  • Конструкция подходит для широкого спектра материалов

Недостатки роторно-шестеренного насоса

  • Четыре втулки в жидкостной зоне
  • Не допускаются твердые частицы
  • Фиксированные торцевые зазоры

Применение роторно-шестеренного насоса

  • Различные виды топлива и смазочных масел
  • Измерение химических и полимерных добавок
  • Смешивание и смешивание химических продуктов
  • Гидравлические применения в промышленных и мобильных устройствах (дроворезы, подъемники и т. д.)
  • Устойчивость к щелочам и кислотам передача

Базовая конструкция и принцип работы шестеренчатого насоса

Шестеренчатый насос представляет собой объемный насос прямого вытеснения, в котором используются вращающиеся компоненты в корпусе насоса при вращении, что приводит к изменению объема рабочего пространства для достижения цели всасывания и дренажа жидкости.

Базовая конструкция и принцип действия шестеренчатого насоса

Базовая конструкция шестеренчатого насоса:

Шестеренчатый насос делится на два типа в зависимости от способа зацепления: шестеренчатый насос с зацеплением и шестеренчатый насос с внутренним зацеплением. Насос с внешним зацеплением, например, базовая конструкция насоса показана на рисунке 1.

Корпус насоса 3 снабжен набором шестерен, которые идентичны и находятся в зацеплении друг с другом.Которая приводится в движение шестерней первичного двигателя 1, называется ведущей шестерней, она соединена цепью между приводным валом; Приводимая в движение активной ведущей шестерней Шестерня 2 называется ведомой шестерней, она связана с главным валом либо со шпонкой, либо с проскальзыванием, установленным на ведомом валу. Ведущая ось и ведомая ось параллельны друг другу. Главная и ведомая шестерни соответственно окружены передней и задней торцевыми крышками корпуса насоса и насоса, образуя герметичное пространство. Всасывающая камера, сообщающаяся с всасывающим патрубком 4, и нагнетательная камера, сообщающаяся с нагнетательным патрубком 5, изолированы зацепленными зубьями А, В, С.Конструкция шестеренчатого насоса.

Шестеренчатый насос работает:

Когда ведущая шестерня вращается в направлении, показанном по часовой стрелке, левый зубец С постепенно выходит из зацепления, занимая межзубный объем, постепенно увеличивается, давление относительно ниже, поэтому жидкость на всасывающей поверхности давит на поверхность, всасывающая трубка и всасывающий патрубок 4 впадают в зубы.

При вращении шестерен один из зубьев, заполненных жидкостью, поворачивается через всасывающую камеру вдоль внутренней стенки корпуса насоса справа от нагнетательной камеры для достижения подачи жидкости, когда правая шестерня постепенно входит в зацепление, заполненное с жидкостью. То есть шестерня непрерывно выдавливается и непрерывно выгружается из выпускного отверстия.

Гидравлические шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением Voith IPC

Главная страница Voith • Домашняя страница Progressive Power & Control

Насос с внутренним зацеплением Voith IPC

Низкий уровень шума и высокий объемный КПД шестеренчатых насосов Voith IPC стали возможными благодаря использованию принципа внутреннего зацепления в сочетании с подшипниками скольжения, компенсацией уплотняющего зазора (радиального и осевого) и эвольвентного зацепления. Благодаря этим конструктивным особенностям шестеренчатый насос можно использовать в приводах с переменной скоростью, он эффективен, имеет очень низкую пульсацию потока и пульсацию давления, большие возможности всасывания, работает с широким диапазоном вязкости в широком диапазоне скоростей и может приводиться в действие мотор.Доступны комбинированные насосы. Компактность, малый вес, рекуперация энергии и простота обслуживания характеризуют шестеренчатый насос Voith IPC.

Работа насоса с внутренним зацеплением Voith:

Вращение шестерен в насосе всасывает гидравлическое масло в полость между шестерней и внутренней шестерней. Шестерни обеспечивают превосходное всасывание. В радиальном направлении камеры шестерни уплотняются за счет зацепления шестерни и наполнителя. В осевом направлении осевые пластины обеспечивают минимально возможный зазор для уплотнения камеры давления, сводя к минимуму объемные потери и повышая эффективность.Когда шестерни вращаются, зубья шестерни заполняют зазоры во внутренних зубьях шестерни и вытесняют рабочую жидкость.

Комбинации насосов:

Двойные и многопоточные системы могут быть созданы путем объединения насосов IPC. Комбинации с другими Voith Turbo
насосы тоже можно.

  • 1) Вал-шестерня
  • 2) Внутренняя шестерня
  • 3) Заглушка
  • 4a) Держатель сегмента наполнителя
  • 4b) Сегмент уплотнения наполнителя
  • 5) Осевой диск
  • 6) Зона осевого давления
  • 7) Подшипники скольжения
  • 8) Корпус
  • 9) Гидростатический разгрузочный подшипник
  • 10) Торцевая крышка с прокачным винтом

Номера деталей МПК


Ссылки на другие продукты Voith

Он течет в обе стороны: руководство по работе шестеренчатого насоса с внутренним зацеплением в обратном направлении

Не все насосы одинаковы

Одним из самых больших ограничений традиционного центробежного насоса является его неспособность изменить направление потока.По конструкции он может работать только с одним вращением и одним направлением потока. Жидкость входит в проушину крыльчатки через всасывающий патрубок (обычно в передней части насоса), выталкивается радиально и выходит из насоса через нагнетательный патрубок (обычно в верхней части насоса). У большинства центробежных насосов всасывающий порт больше нагнетательного, чтобы лучше подавать жидкость в насос и чтобы не было путаницы в отношении того, какой порт является «входным», а какой «выходным». Стрелки вращения могут быть нанесены на насос или напечатаны на паспортной табличке, чтобы было совершенно ясно, что эти насосы работают в одном направлении вращения и одном направлении потока.

Итак, что может произойти, если мы запустим центробежный насос в обратном направлении? Это зависит от типа и дизайна, но есть несколько возможных последствий:

  • Уменьшенный расход и напор… как ни странно, поток все еще идет в том же направлении, просто уменьшился (подробнее об этом чуть позже)
  • Шум
  • Неисправность уплотнения
  • Выход из строя подшипника
  • Рабочее колесо с резьбой может отсоединиться от вала и повредить насос

Что подводит нас к обсуждаемому вопросу: работа шестеренных насосов с внутренним зацеплением в обратном направлении.Их можно легко преобразовать с одного направления вращения и потока на другое; или даже заставить работать в двух направлениях вращения и в двух направлениях потока. Производительность насоса остается постоянной в любом направлении, что делает это полезной и уникальной особенностью принципа перекачки с внутренним зацеплением.

Распространенные причины изменения направления вращения насоса

Наиболее распространенной причиной изменения направления вращения насоса является адаптация системы.Если питательный бак находится справа, то впускное отверстие не идеально располагать слева. Для размещения насоса можно использовать «творческий» трубопровод, но изменение направления вращения насоса для замены впускного и выпускного отверстий обеспечивает более чистую конструкцию системы и позволяет избежать увеличения длины впускного трубопровода и ограничений. Насос можно заказать и построить в любом направлении, но иногда насос поступает из вашего инвентаря или из другой части вашего предприятия. Изменения ротации могут происходить по разным причинам.

Другим распространенным примером является насос, который будет работать при обоих направлениях вращения и обоих направлениях потока. Это обычное дело для клиентов, загружающих или выгружающих жидкости через шланги или коллекторы. После завершения загрузки они ненадолго запускают насос в обратном направлении, чтобы прочистить трубы. В этих случаях есть основное направление вращения и потока, в котором насос работает чаще всего, и вторичное направление вращения и потока, которое встречается реже и обычно имеет меньшую продолжительность.

Наименее распространены насосы, работающие одинаково в обоих направлениях.Это важно отметить, особенно для защиты от неблагоприятных условий.

Важно знать, какой сценарий лучше всего подходит для вашей помпы:

  1. Одно направление вращения и потока
  2. Два направления вращения и потока (одно из которых является основным направлением)
  3. Два направления вращения и потока (приблизительно одинаковое время для обоих)

Контрольный список изменений вращения

Перед изменением направления вращения шестеренчатого насоса с внутренним зацеплением необходимо проверить 4 ключевых момента:

  1. МОЖНО ЛИ НАСОС БЫТЬ РЕВЕРСИРОВАННЫМ?

Большинство может, но есть несколько исключений, которые необходимо подтвердить.

  1. ИМЕЕТ ЛИ НА НАСОСЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН?

В этом случае может потребоваться переориентация.

  1. ИМЕЕТ ЛИ НА НАСОСЕ УПЛОТНЕНИЕ ЦИРКУЛЯЦИИ?

Если это так, возможно, потребуется обратить его вспять или иным образом изменить.

  1. ИМЕЕТ ЛИ НАСОС ВНУТРЕННИЕ ПУТИ СМАЗКИ?

Если это так, возможно, их необходимо изменить, если это возможно.

 

1. Можно ли перевернуть насос?

Существуют некоторые необычные конструкции… конструкции шестеренчатых насосов с внутренним зацеплением, которые нельзя реверсировать.Прежде чем мы зайдем слишком далеко по этому пути, лучше сначала проверить, чтобы убедиться, что ваша помпа не показывает никаких «красных флажков», которые указывали бы на то, что они попадают в эту группу «направленных» помп.

Первым «красным флажком» будет стрелка вращения на корпусе или заводской табличке насоса. Типичными примерами насосов Viking являются насосы Mag Drive серии 895™ (стрелка вращения на заводской табличке) или насосы Motor Speed ​​размером 4 дюйма и более из серии 4195™ (стрелка вращения отпечатана в головке).В любом случае эти насосы имеют конструктивные особенности, делающие их вращающимися, поэтому не рекомендуется использовать их в обратном направлении.

Вторым «красным флажком» могут быть различия в размерах портов. Шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением обычно имеют порты одинакового размера, поэтому вход и выход можно поменять местами. Однако некоторые насосы имеют отдельные впускной и выпускной порты. В этих случаях вход всегда больше выхода по той же причине, по которой это сделано в центробежных насосах (чтобы лучше подавать жидкость в насос и чтобы не было путаницы, какой порт «внутренний», а какой «внутренний»). вне».)  

Если ни один из них не применим к вашему насосу с внутренним зацеплением, вероятно, вы можете перейти к вопросу 2.

2. Есть ли в насосе предохранительный клапан?

Установленные на насосе предохранительные клапаны Viking, внутренние или возвратные в резервуар, являются направляющими. Они обеспечивают защиту от избыточного давления только в одном направлении вращения и потока. Хотя большинство из них обратимы. Сняв клапан с насоса, поменяв ориентацию на 180° и переустановив его, можно изменить направление защиты насоса от избыточного давления.Изменение ориентации клапана является наиболее часто необходимой модификацией для изменения направления потока насоса с внутренним зацеплением.

Обратите внимание на две важные вещи:

Во-первых, в некоторых моделях Viking предохранительный клапан не является отдельным компонентом, а встроен в корпус самого насоса. Одним из распространенных примеров этого являются наименьшие размеры серии 432™, в которых клапан встроен в корпус. Для этих моделей направление защиты от избыточного давления не может быть изменено на обратное.

Во-вторых, если насос должен работать в обоих направлениях, это может означать, что с любой стороны насоса может возникнуть избыточное давление, что может привести к нарушению режима работы. Если насос работает в обоих направлениях, обе стороны насоса нуждаются в защите от избыточного давления. Внутренний предохранительный клапан Viking, работающий только в одном направлении потока, нельзя использовать в качестве единственного средства защиты от избыточного давления.

3. Имеется ли в насосе план циркуляции уплотнения?

Многие насосы имеют схему циркуляции с внутренним или внешним уплотнением.К ним относятся внутренние отверстия или внешние трубки, которые направляют перекачиваемую жидкость через камеру уплотнения, чтобы помочь смазать и, в конечном итоге, продлить срок службы деталей уплотнения и насоса. Общие примеры включают план API 11 (или промывную линию) или план API 13 (или обратную линию). Для этих схем циркуляции уплотнения линия соединяется между уплотнением (или сальниковой коробкой) и портом нагнетания или всасывания соответственно.

Изменение направления вращения насоса и направления потока изменит направление потока через схему уплотнения, превратив схему 11 в схему 13 (или наоборот).Для некоторых приложений любой план API может быть приемлемым, и никаких изменений не потребуется. Для других следует использовать соответствующий план оборота пломб; линия должна быть удалена и заменена соответственно.

В некоторых моделях схема циркуляции уплотнения является внутренней по отношению к насосу и может быть легко изменена. Типичным примером этого является серия 75™, в которой отверстие во всасывающем патрубке обеспечивает свежую жидкость и низкое давление на уплотнении. Для этих насосов отверстие на стороне нагнетания заглушено.При изменении направления вращения необходимо было бы переместить эту заглушку на другую сторону кожуха.

4. Есть ли в насосе внутренние каналы смазки?

Некоторые модели и размеры насосов с внутренним зацеплением имеют дополнительные каналы для внутренней смазки втулок или для улучшения потока за ротором. Общей чертой является натяжной штифт, смазываемый под давлением, который имеет отверстие, позволяющее подавать жидкость со стороны нагнетания насоса и выходить под втулкой.Это помогает гарантировать, что втулка и штифт всегда будут смазаны, а срок службы этих деталей продлевается. При реверсивном вращении насоса этот внутренний путь смазки меняется на противоположный. Хотя по-прежнему обеспечивает смазку, его эффективность несколько снижается. Предпочтительно, чтобы отверстие на выпускной стороне было открыто для подачи давления на промежуточный штифт. Часто это можно сделать, попробовав изменить положение заглушки трубы (хотя некоторые модели и размеры оснащены обратными клапанами, которые не требуют модификации для изменения направления).

Другим, хотя и несколько менее распространенным, вариантом внутренней смазки является канавка корпуса. Они используются для продвижения потока позади ротора для жидкостей, которые могут скапливаться или осаждаться в задней части корпуса. Корпуса с двумя канавками можно перемещать в любом направлении. Корпуса с одной канавкой являются направленными и должны быть заменены перед изменением направления вращения основного насоса. В некоторых случаях насос может работать как с канавкой для промывки (сторона нагнетания), так и с канавкой для обратного всасывания (сторона всасывания), но перед внесением такого изменения всегда следует уточнять это у авторизованного дистрибьютора Viking Pump.

Готов к смене направления

При правильной установке большинство шестеренчатых насосов Viking с внутренним зацеплением могут работать как в одном, так и в обоих направлениях! После проверки списка сверху и внесения предложенных изменений вы будете готовы двигаться в новом направлении.

 

О НАСОСЕ VIKING

Viking Pump® — мировой лидер в области объемных насосов. Благодаря более чем 100-летнему опыту применения, ежедневно удовлетворяя потребности своих клиентов, компания Viking Pump предлагает шестеренные насосы с внутренним зацеплением, шестеренные насосы с внешним зацеплением и решения для лопастных насосов.Кроме того, аксессуары, детали и комплекты дополняют предложения для поддержки полных систем клиентов и поддержания потока жидкости. Насосы Viking распространяются по всему миру через дистрибьюторов, прошедших обучение на заводе-изготовителе. Найдите ближайший к вам центр, посетив веб-сайт vikingpump.com/contact

.

Типы шестеренчатых насосов — внутренний, внешний, героторный, кулачковый

Шестеренчатые насосы

Шестеренчатый насос представляет собой надежный и простой поршневой насос. Он состоит из двух зубчатых колес, вращающихся вокруг своих осей.Эти шестерни являются единственными движущимися частями насоса. Они компактны, относительно недороги и имеют мало движущихся частей. Жесткая конструкция шестерен и корпусов обеспечивает очень высокое давление и возможность перекачивать высоковязкие жидкости. Они подходят для широкого спектра жидкостей и обладают самовсасывающими характеристиками. Иногда шестеренные насосы предназначены для работы в качестве двигателя или насоса. Эти насосы включают в себя наборы винтовых и шевронных шестерен (вместо цилиндрических шестерен), роторы в форме лопастей, подобные нагнетателям Рутса (обычно используемые в качестве нагнетателей), и механические конструкции, позволяющие устанавливать насосы друг на друга.

Типы шестеренчатых насосов

В зависимости от конструкции шестеренные насосы классифицируются как:
• Шестеренные насосы с внешним зацеплением
• Насосы кулачкового типа
• Насосы с внутренним зацеплением
• Героторные насосы

Подробнее: Гидравлические и пневматические Разница между пневматической и гидравлической жидкостной системой

Обычно шестеренные насосы используются для перекачивания:
• Нефтехимические продукты: Чистый или наполненный битум, пек, дизельное топливо, сырая нефть, смазочное масло и т. д.
• Химикаты: Силикат натрия, кислоты, пластмассы, смешанные химикаты, изоцианаты и т. д.
• Краски и чернила
• Смолы и клеи
• Целлюлоза и бумага: кислота, мыло, щелочь, черный щелок, каолин, известь, латекс, шлам и т. д.
• Пищевые продукты: Шоколад, какао-масло, наполнители, сахар, растительные жиры и масла, патока, корм для животных и т. д. в корпусе насоса, как показано на рисунке.Одна из шестерен соединена с первичным двигателем и называется ведущей, а другая — ведомой. Вращающаяся шестерня переносит жидкость из резервуара в выпускную трубу. Сторона всасывания обращена к части, тогда как зубья шестерни выходят из зацепления.

Как работает шестеренчатый насос?

При вращении шестерен объем камеры расширяется, что приводит к падению давления ниже атмосферного. Поэтому создается вакуум, и жидкость выталкивается в пустоту за счет атмосферного давления.Жидкость находится между корпусом и вращающимися зубьями шестерен. Нагнетательная сторона насоса направлена ​​к той части, где зубья шестерни входят в зацепление, и объем уменьшается между зацепляющимися зубьями. Насос имеет надежное внутреннее уплотнение от утечек; следовательно, жидкость нагнетается в выпускное отверстие. Шестеренчатые насосы часто оснащены боковой износостойкой пластиной, чтобы избежать утечки. Зазор между зубьями шестерни и корпусом, а также между боковой пластиной и поверхностью шестерни очень важен и играет важную роль в предотвращении утечек.Как правило, зазор составляет менее 10 микрометров. Количество вытекающей жидкости определяется количеством зубьев шестерни, объемом жидкости между каждой парой зубьев и скоростью вращения.

схема шестеренчатого насоса

Важным недостатком шестеренчатого насоса с внешним зацеплением является неуравновешенная боковая нагрузка на его подшипники. Это вызвано высоким давлением на выходе и низким давлением на входе, что приводит к снижению скорости и снижению номинального давления в дополнение к сокращению срока службы подшипника.

Шестеренчатые насосы чаще всего используются для подачи гидравлической жидкости и широко используются в химических установках для перекачки жидкости с определенной вязкостью.

Кулачковые насосы

Кулачковые насосы работают по тому же принципу, что и шестеренчатые насосы с внешним зацеплением. Однако в лопастных насосах кулачки не соприкасаются, как в насосах с внешним зацеплением (см. рис. ). Контакт лепестков предотвращается внешними зубчатыми колесами, расположенными в коробке передач. Подобно насосу с внешним зацеплением, лопасти вращаются, создавая расширяющийся объем на входе.Теперь жидкость течет в полость и захватывается лепестками. Жидкость перемещается внутри корпуса в карманах между лепестками и корпусом. Наконец, зацепление лепестков заставляет жидкость проходить через выходное отверстие. Подшипники размещены вне перекачиваемой жидкости. Следовательно, давление ограничивается расположением подшипника и отклонением вала.

схема лопастного насоса — типы шестеренчатого насоса

Из-за превосходных санитарных качеств, высокой эффективности, надежности, коррозионной стойкости и хороших характеристик безразборной мойки и паровой очистки (CIP/SIP) лопастные насосы широко используются в таких отраслях, как целлюлозно-бумажная, химическая, пищевая, фармацевтическая, биотехнологическая и т. д.Эти насосы могут перекачивать твердые вещества (например, вишню и оливки), суспензии, пасты и различные жидкости. Мягкое перекачивание сводит к минимуму порчу продукта. Они также предлагают непрерывные и прерывистые реверсивные потоки. Расход относительно не зависит от изменений технологического давления, поэтому производительность постоянна и непрерывна.

Кулачковые насосы часто используются в пищевой промышленности, поскольку они перекачивают твердые вещества, не повреждая продукт. Частицы большого размера могут перекачиваться намного эффективнее, чем в других типах поршневых насосов.Поскольку кулачки не имеют прямого контакта, зазор не такой маленький, как в других поршневых насосах. Эта особая конструкция насоса делает его пригодным для работы с жидкостями с низкой вязкостью и сниженной производительностью.

Нагрузочные характеристики хуже, чем у других конструкций, а всасывающая способность низкая. Жидкости с высокой вязкостью требуют пониженных скоростей для достижения удовлетворительной производительности. Снижение скорости может составлять 25% и более в случае жидкости с высокой вязкостью.

Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением: 

Насосы с внутренним зацеплением исключительно универсальны.Они часто используются для жидкостей с низкой или средней вязкостью, таких как растворители и мазут, и в широком диапазоне температур. Он не пульсирующий, самовсасывающий и может работать всухую в течение короткого времени. Это разновидность основного шестеренчатого насоса.

Состоит из внутреннего зубчатого колеса, обычного цилиндрического зубчатого колеса, серповидного уплотнения и внешнего корпуса. Схема насоса с внутренним зацеплением показана на рисунке . Жидкость поступает во всасывающий канал между зубьями ротора (большая внешняя шестерня) и промежуточного вала (маленькая внутренняя шестерня).Жидкость проходит через помпу между зубьями и полумесяцем. Полумесяц разделяет жидкость и действует как уплотнение между всасывающим и выпускным отверстиями. Когда зубья входят в зацепление на стороне, противоположной серповидному уплотнению, жидкость вытесняется через выпускное отверстие насоса. Этот зазор между шестернями можно отрегулировать, чтобы выдерживать высокие температуры, работать с жидкостями с высокой вязкостью и приспосабливаться к износу. Эти насосы являются двувращательными, поэтому их можно использовать для загрузки и разгрузки судов.Так как эти насосы имеют всего две подвижные части и одну сальниковую коробку, то они надежны, просты в эксплуатации и просты в обслуживании. Однако эти насосы не подходят для работы на высоких скоростях и при высоком давлении. В насосе используется только один подшипник, поэтому радиальная нагрузка на подшипник вала сокращает срок службы подшипника.

шестеренчатый насос с внутренним зацеплением — типы шестеренчатого насоса

Применение
Некоторые распространенные применения шестеренчатого насоса с внутренним зацеплением:
• Все разновидности мазута и смазочного масла
• Смолы и полимеры
• Спирты и растворители
• Асфальт, битум и гудрон
• Пенополиуретан (изоцианат и полиол)
• Пищевые продукты, такие как кукурузный сироп, шоколад и арахисовое масло
• Краски, чернила и пигменты
• Мыло и поверхностно-активные вещества
• Гликоль

Подробнее: Что такое погружной насос и как это работает?

Героторный насос:

Героторный насос объемного типа.Название Геротор происходит от «Сгенерированный ротор». На самом базовом уровне Геротор — это, по сути, тот, который перемещается с помощью силы жидкости. Первоначально этой жидкостью была вода, сегодня более широкое применение она получила в гидравлических устройствах. Схема насоса Геротор показана на рисунке 5.2.5. Героторный насос представляет собой насос с внутренним зацеплением без серпа. Он состоит из двух роторов, т. внутренний и внешний ротор. Внутренний ротор имеет N зубьев, а внешний ротор имеет N+1 зубьев. Внутренний ротор расположен не по центру, и оба ротора вращаются.Геометрия двух роторов делит объем между ними на N различных динамически изменяющихся объемов. Во время вращения объем каждого раздела непрерывно изменяется. Поэтому любой заданный объем сначала увеличивается, а затем уменьшается. Увеличение объема создает вакуум. Этот вакуум создает всасывание, и, таким образом, эта часть цикла всасывает жидкость. По мере уменьшения громкости происходит сжатие. В течение этого периода сжатия жидкости могут перекачиваться или сжиматься (если это газообразные жидкости).

Диаграмма героторных насосов — типы шестеренчатых насосов

Малый допуск между шестернями действует как уплотнение между всасывающим и нагнетательным отверстиями. Зубья ротора и направляющего колеса полностью входят в зацепление, образуя уплотнение, равноудаленное от нагнетательного и всасывающего отверстий. Это уплотнение вытесняет жидкость из выпускного отверстия. Расход на выходе равномерный и постоянный.
Важными преимуществами насосов являются высокая скорость работы, постоянная подача при любых условиях давления, двунаправленная работа, меньший уровень шума в рабочем состоянии и меньшее техническое обслуживание из-за наличия только двух движущихся частей и одного сальникового уплотнения и т. д.Тем не менее, насос имеет некоторые ограничения, такие как рабочий диапазон среднего давления, фиксированный зазор, невозможность перекачки твердых частиц, радиальная нагрузка на подшипник вала и т. д.

Применение
Героторы широко используются в промышленности и производятся различных форм и размеров различными способами. Эти насосы в первую очередь подходят для приложений с низким давлением, таких как системы смазки или системы фильтрации горячего масла, но их также можно найти в гидравлических приложениях с низким и средним давлением.Однако распространены следующие области применения:
• Легкое топливо
• Смазочное масло
• Кулинарные масла
• Гидравлическая жидкость

Sachin Thorat

Сачин является выпускником B-TECH в области машиностроения из известного инженерного колледжа. В настоящее время работает дизайнером в сфере производства листового металла. Кроме того, он интересуется дизайном продуктов, анимацией и дизайном проектов. Он также любит писать статьи, связанные с машиностроением, и пытается мотивировать других студентов машиностроения своими инновационными проектными идеями, дизайном, моделями и видео.

Recent Posts

ссылка на Сосуды под давлением — детали, конструкция, применение, типы, материал, схема ссылка на шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

Что такое шестеренчатый насос? | Как работает шестеренчатый насос?

Что такое шестеренчатый насос?

В шестеренчатом насосе используется зацепление шестерен для перекачки жидкости за счет прямого вытеснения. Они являются одним из наиболее распространенных типов насосов для гидравлических систем. Шестеренчатый насос был изобретен Иоганном Кеплером около 1600 года.

Шестеренчатые насосы также широко используются на химических заводах для перекачивания высоковязких жидкостей. Существует два основных варианта: насосы с внешним зацеплением, в которых используются два внешних прямозубых колеса, и насосы с внутренним зацеплением, в которых используются внешнее и внутреннее цилиндрическое колесо.

Шестеренчатые насосы представляют собой объемные (или фиксированные) насосы, что означает, что они перекачивают постоянное количество жидкости при каждом обороте. Некоторые шестеренчатые насосы предназначены для работы в качестве двигателя или насоса.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Что такое насосы и их типы?

Что такое насос с внешним зацеплением?

Шестеренчатый насос с внешним зацеплением состоит из двух идентичных взаимосвязанных шестерен, поддерживаемых отдельными валами.Как правило, одна шестерня приводится в движение двигателем, а она приводит в движение другую шестерню (натяжную). В некоторых случаях оба вала могут приводиться в движение двигателями. Валы поддерживаются подшипниками с каждой стороны корпуса.

  • Когда шестерни выходят из зацепления на входной стороне насоса, они создают расширенный объем. Жидкость поступает в полости и захватывается зубьями шестерен, поскольку шестерни продолжают вращаться относительно корпуса насоса.
  • Захваченная жидкость перемещается от входа к выпуску вокруг корпуса.
  • Когда зубья шестерен сцепляются на стороне нагнетания насоса, объем уменьшается, и жидкость вытесняется под давлением.

Жидкость не проходит обратно через центр между шестернями, поскольку они заблокированы. Жесткие допуски между шестернями и корпусом позволяют насосу развивать всасывание на входе и предотвращают утечку жидкости обратно со стороны нагнетания (хотя утечка более вероятна для жидкостей с низкой вязкостью).

В конструкции насосов с внешним зацеплением могут использоваться прямозубые, косозубые или шевронные шестерни.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Что такое цилиндрическое зубчатое колесо?

Что такое шестеренный насос с внутренним зацеплением?

Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением работает по тому же принципу, но две взаимосвязанные шестерни имеют разные размеры, одна из которых вращается внутри другой. Большая шестерня (ротор) представляет собой внутреннюю шестерню, т. Е. Зубья у нее выступают внутрь.

Внутри находится меньшее внешнее зубчатое колесо (промежуточное колесо – приводится только ротор), установленное не по центру. Он предназначен для блокировки ротора таким образом, что зубья шестерни входят в зацепление в одной точке.Шестерня и втулка, прикрепленные к корпусу насоса, удерживают направляющее колесо на месте.

Неподвижная серповидная перегородка или прокладка заполняет пустоту, образовавшуюся при смещенной от центра монтажной позиции натяжного ролика, и действует как уплотнение между впускным и выпускным отверстиями.

  • Когда шестерни выходят из зацепления на входной стороне насоса, они создают расширенный объем. Жидкость поступает в полости и захватывается зубьями шестерен, поскольку шестерни продолжают вращаться относительно корпуса насоса и перегородки.
  • Захваченная жидкость перемещается от входа к выпуску вокруг корпуса.
  • Когда зубья шестерен сцепляются на стороне нагнетания насоса, объем уменьшается, и жидкость вытесняется под давлением.

В насосах с внутренним зацеплением используются только прямозубые шестерни.

Как работает шестеренный насос?

Шестеренчатые насосы используют действие вращающихся зубчатых колес или шестерен для перекачивания жидкости. Вращающийся элемент образует жидкостное уплотнение с корпусом насоса и создает всасывание на входе в насос.Жидкость, всасываемая насосом, заключена в полости его вращающихся шестерен и направляется на нагнетание.

Шестеренчатые насосы работают за счет захвата жидкости между зубьями двух или трех вращающихся шестерен. Часто они имеют магнитный привод, что означает, что в них используются менее «смачиваемые» материалы для большей химической совместимости. Шестеренчатые насосы перемещают полость, которая вращается, а не возвратно-поступательно.

Эти насосы перемещают множество мелких полостей за один оборот, поэтому пульсация у них не такая частая, как у мембранных насосов.Основным недостатком шестеренных насосов является то, что увеличение противодавления снижает скорость потока.

Они лучше всего работают при стабильном противодавлении. Поскольку шестеренчатые насосы работают, перемещая жидкость между зубьями двух или трех вращающихся шестерен, они лучше всего подходят для применений, в которых сдвиг жидкости или загрязнение частицами из-за износа шестерни не являются проблемой.

Эти насосы хорошо работают в системах с высоким давлением в системе и обычно используются в качестве гидравлической жидкости, например, в тракторах и мусоровозах, а также с жидкостями с более высокой вязкостью, такими как масло, которые не поддаются сжатию.

Шестеренчатые насосы имеют истинное прямое вытеснение с каждым оборотом, обеспечивающим точный объем. Поскольку каждый карман жидкости, проходящий через камеру, мал, а за единицу времени проходит так много карманов, скорость потока практически не пульсирует.

Почему выбирают шестеренные насосы?

Обладают многими преимуществами, главными из которых являются:

  • Низкое усилие сдвига. Их конструкция и рабочая скорость являются низкими, что означает, что движение происходит с малым усилием сдвига.
  • Самовсасывающий .Они самовсасывающие до 6,5M.
  • Двусторонний. Благодаря своей конструкции они могут работать в обоих направлениях, обеспечивая опорожнение шлангов и полное восстановление любых продуктов. Однако предохранительный клапан будет работать только в одном направлении.
  • Эффективный. Модели имеют КПД до 85%.
  • Предсказуемо. Расход пропорционален скорости, что обеспечивает повторяемость и предсказуемость расхода.
  • Непульсирующий. Плавное вращательное движение при низких оборотах означает отсутствие пульсаций, что более характерно для других конструкций объемного типа.
  • Материалы. Конструкции выполнены полностью из металла, что означает, что агрегаты могут быть сертифицированы по стандарту Atex (взрывобезопасны), работать с растворителями, поскольку внутренние детали не являются резиновыми, как в других объемных насосах. Они также могут выдерживать высокие температуры до 350°C.
  • Ограниченный сухой ход. Установки могут работать всухую в течение ограниченного времени, если шестерни были погружены в смазочную жидкость.
  • Низкий NPSH. Требования NPSH очень низкие из-за медленной работы.Шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением NPSH колеблется от 0,5 до 4 м в пересчете на воду, а внешние конструкции обычно достигают 3 м.

Применение шестеренных насосов

Шестеренчатые насосы обычно используются для перекачки жидкостей с высокой вязкостью, таких как масло, краски, смолы или пищевые продукты. Они предпочтительнее в любом применении, где требуется точное дозирование или выход высокого давления.

Производительность шестеренчатого насоса не сильно зависит от давления, поэтому они также предпочтительны в любой ситуации, когда подача неравномерна.

  • Нефтехимические продукты: Чистый или наполненный битум, пек, дизельное топливо, сырая нефть, смазочное масло и т. д.
  • Химические вещества: Силикат натрия, кислоты, пластмассы, смешанные химикаты, изоцианаты и т. д.
  • Краски и чернила.
  • Смолы и клеи.
  • Целлюлоза и бумага: кислота, мыло, щелочь, черный щелок, каолин, известь, латекс, шлам и т. д.
  • Пищевые продукты: Шоколад, какао-масло, наполнители, сахар, растительные жиры и масла, меласса, животные еда и т. д.

Преимущества шестеренчатого насоса

  • Простота в использовании и обслуживании. Шестеренчатый насос компактен и состоит всего из двух шестерен, корпуса насоса и передней и задней крышек. Поэтому по сравнению с другими насосами шестеренный насос имеет небольшой вес, что удобно при ежедневной транспортировке и не требует больших трудозатрат. Кроме того, из-за его легкого веса шестеренчатый насос более удобен в использовании, и он более удобен, когда объем работы одинаков. В то же время из-за его простой конструкции и меньшего количества компонентов его удобнее ремонтировать при возникновении проблем.
  • Низкая стоимость. По сравнению с обычным насосом шестеренчатый насос имеет меньший вес и прост в транспортировке, что в некоторой степени снижает транспортные расходы. Кроме того, шестеренный насос дешевле из-за его простой конструкции и более низкой стоимости изготовления. Процедура обслуживания проста в будущем, а стоимость обслуживания низкая. Поэтому в целом шестеренные насосы более экономичны и позволяют эффективно экономить средства.
  • Высокая эффективность работы. На самом деле потери жидкости в шестеренчатом насосе небольшие.Хотя часть жидкости используется для смазывания обеих сторон подшипника и шестерни, корпус насоса никогда не может быть установлен без зазора, в результате чего эффективность работы шестеренчатого насоса составляет 100 %. Тем не менее, насос все еще может работать хорошо и может достигать эффективности от 93% до 98%.
  • Нечувствителен к вязкости и плотности жидкости. Изменение вязкости или плотности жидкости не оказывает существенного влияния на работу шестеренчатого насоса. Если со стороны нагнетательного отверстия установлен сетчатый фильтр или ограничитель, шестеренчатый насос будет проталкивать через них жидкость.Если фильтр грязный или засорен, шестеренчатый насос все равно будет поддерживать постоянный поток, пока он не достигнет механического предела самой слабой части агрегата. Это также делает шестеренчатый насос нечувствительным к загрязнению маслом и больше подходит для использования в нефтехимической промышленности.

Недостатки шестеренчатого насоса

  • Сложность ремонта после износа. Поскольку детали шестеренчатого насоса плохо взаимозаменяемы, ремонт после износа затруднен. Хотя процесс ремонта шестеренчатого насоса прост, если детали изношены, весь шестеренчатый насос практически невозможно отремонтировать.
  • Сильный шум. Поскольку шестеренчатый насос характеризуется дисбалансом радиальной силы и большой артерией потока, он создает очень громкий шум. Если он находится в районе, где требуется децибел для окружающей среды, или если он используется посреди ночи, шестеренчатый насос будет влиять на работу или отдых других людей, вызывая неудобства. Наличие неуравновешенных радиальных сил также в определенной степени влияет на срок службы подшипников.
  • Неотрегулированный рабочий объем .Межзубцовая канавка торцевой крышки и шестерни представляет собой ряд неподвижных герметичных рабочих камер, поэтому рабочий объем шестеренчатого насоса не регулируется и может использоваться только как насос-дозатор.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.