У шестеренних насосів перекачування рідини здійснюється в камерах змінного об'єму утворених профілем шестерень.
Характерні ознаки шестеренних насосів
У всіх шестеренних насосах:
- присутні три основні елементи - нерухомий статор і обертові ротор і замикачі
- герметично розділені усмоктувальна і нагнітальна камера за рахунок одночасного замикання статора, ротора і замикачів
- подача здійснюється за допомогою створення у всмоктувальній камері обсягу, герметично відсікається замикачем
- утворюється затиснений об'єм
- розподіл рідини у всмоктувальній і нагнітальної порожнинах - щілинне, а значить відсутня потреба в золотниках і клапанах
- замикачі мають одну ступінь свободи
- подача рідини нерівномірна, присутній пульсація подачі
- подача насоса не залежить від навантаження
Багато з цих особливостей характерні і для інших об'ємних гідравлічних машин, що не дивно адже шестеренні насоси і є об'ємними.
Класифікація шестеренних насосів
Існує безліч видів шестеренних насосів, що відрізняються один від одного різними ознаками:
- за характером зачеплення
- з внутрішнім зачепленням
- з зовнішнім (зовнішнім) зачепленням
- за формою зубів
- з прямими зубами - прямозубиє
- з шевронними зубами
- з гвинтовими зубами
- у напрямку обертання ротора
- правого обертання
- лівого обертання
- реверсивні
- по числу зчіпних роторів
- двохроторннім
- многороторние
- по числу ступенів
- одноступінчасті
- багатоступінчасті
- по можливості регулювання
- регульовані
- нерегульовані
- за способом забезпечення працездатності від тиску
- розвантажені
- нерозвантаженими
- з автоматичним регулюванням торцевих зазорів
Представлена класифікація є умовною і може не охоплювати деякі малопоширені або перспективні розробки.
Аналізуючи особливості насоса не варто обмежуватися класифікацією лише за однією ознакою, так як його робота залежить від безлічі факторів.
Одноступінчасті насоси з весняним зачепленням
Насоси цього типу отримали широке поширення в техніці, особливо часто такі насоси застосовуються в гідроприводах мобільних машин.
Причини полягають в конструктивних особливостях шестеренних насосів даного типу:
- низька ціна
- великий діапазон допустимих частот обертання
- широкий діапазон в'язкості робочої рідини, а значить можливість роботи при великому перепаді температур
- можливість створити високий тиск при невеликій вазі
Конструкція шестерневого насоса
У кожному шестеренні насоси зовнішнього зачеплення присутні:
- провідний вал-шестерня
- ведений вал-шестерня
- корпус
- кришки
- підшипники
- елементи кріплення
Принцип роботи шестерневого насоса
Розглянемо принцип дії шестерневого насоса зовнішнього зачеплення. Принципова схема такого насоса показана на малюнку.
У корпусі 1 встановлені ведена і ведуча шестерні, при їх обертанні повітря заповнює обсяг між зубами переноситься в лінію нагнітання 3 з порожнини всмоктування 8. Таким чином в порожнині всмоктування створюється розрядження. Через виниклу перепаду тиску, масло піднімається з бака Б по всмоктуючому трубопроводу 7 і заповнює западини між зубами, що знаходяться у всмоктувальній порожнини.
При обертанні шестерень масло переноситься в порожнину нагнітання і при вході зубів у зачеплення витісняється в нагнітальний трубопровід.
Важливо розуміти, що подача рідини здійснюється в напрямку вказаному стрілками, а не в місці зачеплення.
Пристрій і робота шестерневого насоса показані в наступному ролику.
Провідна і ведені шестерні насоса
На малюнку показана одна з типових конструкцій шестерні насоса, ведена і ведуча шестерні встановлені в підшипниках ковзання.
Внутрішня поверхня корпусу служить замикачем робочої камери. / P>
Багатоступінчасті шестеренні насоси
Багатоступінчасті насоси застосовують для підвищення тиску або подачі агрегату. Для підвищення тиску шестеренчасті пари встановлюються послідовно. для підвищення продуктивності (подачі) - паралельно.
За допомогою другого ступеня, встановленої послідовно, можна практично подвоїти тиск на виході насоса, але при це знизиться ККД машини, так як подача кожної попередньої щабель повинна перевищувати потрібну подачу наступної, для забезпечення надійного запасу харчування. Для скидання надлишок рідини на виході кожної із ступенів встановлюється переливної клапан.
Для збільшення продуктивності застосовують многошестерние насоси з трьома і більше шестернями, розміщеними навколо центральної осі.
Секційні здвоєні шестеренні насоси
У секційному насосі на одному ведучому валу розташовано кілька шестерень, кожна з яких обертає ведену шестерню. Виходить, що в одному корпусі встановлено кілька насосів, лінії всмоктування і нагнітання цих машин зазвичай роз'їдені, але можуть бути і об'єднані в спеціальному конструктивному виконанні.
На малюнку показаний здвоєний шестерінчастий насос.
До складу насоса входять дві пари шестерень, кожна з яких утворює окремий гойдає вузол. Для приводу вала здвоєного насоса в руху використовується один двигун.
Многошестеренние насоси
На малюнку представлена схема тришестерінчасті насоса. У цьому насосі шестерня 1 ведуча, а шестерні 2 і 3 - ведені, порожнини 4 - усмоктувальні, а порожнини 5 - напірні. Такі насоси вигідно застосовувати в гідроприводах, в яких необхідно мати дві незалежні напірні гідролінії.
Марки шестеренних насосів
Розглянемо супереч найбільш поширених марок шестеренних насосів:
Насоси з зовнішнім (зовнішнім) зачепленням.
Марки та виробники насосів c внутрішнім зачепленням
- PGF3 Rexroth
- PGH4 Rexroth
- IGP5 Duplomatic
- IGP5 Duplomatic
Формули для розрахунку подачі шестерневого насоса
Розрахункова схема для визначення подачі шестерневого насоса, і основні залежності показані на малюнку:
Поширена і інша форма запису формули. Теоретичну подачу шестерневого насоса можна визначити, використовуючи залежність:
