Шестеренчатый насос: Шестеренный (шестеренчатый) насос: виды, устройство, применение

alexxlab | 30.03.2019 | 0 | Разное

Содержание

Шестеренчатый насос. Устройство, схема, принцип работы, назначение

Шестеренчатый или шестеренный насос это насос объемного типа. Широкое распространение данные насосы получили при работе с вязкими продуктами, такими как различные типы нефтепродуктов, масла, топлива и.т.д. Выделяют два основных типа шестеренчатых насосов: насосы с внешним зацеплением и насосы с внутренним зацеплением.

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.

Когда шестерни выходят из зацепления они создают разряжение с всасывающей стороны насоса. Перекачиваемая жидкость течет в образовавшуюся полость и захватывается зубьями шестерни.
Среда перемещается в карманах между зубьями, вдоль внутренней части корпуса насоса. Между самими шестернями жидкость не проходит.

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:	Шестерни	Упорные 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

Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением

Шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением универсальны. Они часто используются как для жидкостей с низкой вязкостью, такие как растворители, бензин и.т.д. Так же они прекрасно работают с высоковязкими жидкостями, например битум, клей, жидкое стекло, присадки, шоколад. Насосы могут работать в широком диапазоне по вязкости: от 1 до 1 000 000 сПз.

Помимо этого насос может перекачивать жидкость с очень высокой температурой до + 400 ˚С. Это достигается за счет настраиваемого зазора между зубьями ротора и корпуса насоса в зависимости от температуры и вязкости.

Конструкция шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

Рабочими органами шестеренного насоса с внутренним зацеплением является ротор и ведомое колесо, которые работают по принципу «шестерня в шестерне». В устройстве данного типа шестеренчатого насоса также можно выделить следующие элементы:

Схема шестеренного насоса с внутренним зацеплением

Ведомая шестерня
Ротор
Система уплотнения вала
Всасывающий патрубок
Нагнетательный патрубок
Встроенный предохранительный клапан

Принцип действия шестеренного насоса с внешним зацеплением

При получении вращательного движения от привода насоса, ротор передает это движение ведомой шестерне.

Жидкость поступает через всасывающий патрубок в образовавшуюся полость между ротором (внешняя шестерня) и ведомой шестерней (внутренняя шестерня).
Жидкость проходит через насос между зубьями ротора и ведомой шестерни. Специальная вставка по форме полумесяца разделяет жидкость и действует как уплотнение между всасывающим и нагнетательным патрубком.
Перед вытеснением жидкости из напорного патрубка проточная часть насоса практически полностью заполнена жидкостью. Ротор и ведомое внутреннее колесо образуют полностью запертые уплотненные карманы, в которых и транспортируется жидкость. Затем шестерни повторно зацепляются и тем самым выдавливают жидкость в нагнетательный патрубок насоса.

Материальное исполнение

Проточная часть насоса:	Роторы и ведомые шестерни	Упорные втулки
· Серый чугун	· Серый чугун	· Карбид вольфрама
· Ковкий чугун	· Ковкий чугун	· Бронза
· Углеродистая сталь	· Углеродистая сталь	· Карбид кремния
· Нержавеющая сталь	· Нержавеющая сталь	· Керамика
· Дуплекс	· Дуплекс
	· PTFE

Типы уплотнения вала насоса

Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
Манжетное уплотнение
Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
Торцевое газовое уплотнение (газодинамическое бесконтактное уплотнение)
Магнитная муфта

Преимущества и недостатки шестеренчатых насосов с внешним зацеплением

Преимущества:

Только два подвижных элемента

Только одно уплотнение вала
Перекачка высоковязких жидкостей
Работа без пульсаций
Низкий NPSHr
Настраиваемый зазор между зубьями и корпусом
Широкий выбор материалов
Реверсивный насос
Простое обслуживание

Недостатки:

Чувствителен к твердым включения
Ограничение по давлению
Подшипник постоянно находится в перекачиваемой среде
Внешняя радиальная нагрузка на вал

Области применения

Шестеренчатые насосы внутреннего зацепления применяются чаще всего в следующих отраслях промышленности

Нефтяная и газовая промышленность
Химическая промышленность
Пищевая
Судостроение и судоходство

Основные назначения шестеренного насоса:

Перекачка топлива и смазочных масел
Производство полимеров и эластомеров
Производство спиртов и растворителей
Перекачка битума, гудрона, смолы

Пищевые продукты
Краски, клей
Мыльные растворы

Основные производители:

Шестеренные насосы устройство и принцип действия

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.

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.

Насос с внутренним зацеплением

Рассмотрим шестерённый насос с внутренним зацеплением и шестерённый насос с внешним зацеплением.

Насос с внутренним зацеплением

Насос с внутренним зацеплением состоит из внутренней и внешней шестерни. Вращаясь, обе шестерни образуют вакуум в полости всасывания. Далее жидкость попадает в межзубное пространство, после чего попадает в полость нагнетания.

Для того чтобы не допустить поломки насоса при подъеме давления в трубопроводе нагнетания, на насосе устанавливается обратный клапан.

При подъеме давления в трубопроводе нагнетания, жидкость по отведенному в сторону либо вверх трубопроводу, перемещается к клапану, выдавливает его, и попадает в полость всасывания, тем самым образуя замкнутый круг.

Насос с внешним зацеплением

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

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

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

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

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

Так же устанавливается система поддержания давления в трубопроводе нагнетания.

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

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

Преимущества

Преимуществами, описанных ранее насосов, являются:

простота конструкции;
высокая надёжность в сравнении с другими насосами;
низкая стоимость;
способность работать при высокой частоте вращения; поэтому их можно соединять непосредственно с валами тепловых или электрических двигателей;
высокая надежность при работе со сплавами полимеров.

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.

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.

принцип работы и устройство, характеристика, виды

За перемещение материалов в жидком состоянии отвечают различные типы насосов. Модификации различаются по параметрам давления на выходе, габаритам, производительностью в целом. При наружном использовании размеры не имеют значения, однако при использовании при ограниченном пространстве, в особенности под капотом автомобиля, имеют большую роль. Наиболее распространенный вид гидравлического механизма для различных жидкостей является шестеренчатый насос.

Шестеренчатый насос

Общее описание и назначение шестеренчатых насосов

Перемещение жидкостей по магистралям различного типа происходит использованием гидравлических насосов. Существует три основные категории устройства:

роторный;
шестеренчатый;
мембранный тип.

Области применения шестеренчатого насоса являются среды, имеющие необходимое стабильное давление. Устанавливается система основным способом на автомобили, для перекачки масла и гидравлических составов. Шестеренчатый насос способен длительно обеспечивать всю систему необходимым давлением, практически не перегревается. Бесперебойная подача масла необходима для сохранения ресурса трущихся деталей, долговечной работы двигателя.

Шестеренчатый насос омывателя заднего стекла

В автомобилях, комплектующихся картером сухого типа, оборудованным дополнительным масляным баком, механизм отвечает за перегон жидкости из одной емкости к другой. Шестеренные насосы для масла используется для прогона масла за счет системы, состоящей из двух элементов. Первая шестеренка стабильно закреплена на валу, вторая именуются ведомой, находится при постоянном контакте с первым элементом. Нагнетание жидкости происходит за счет конструкции зубьев, они выполняют роль лопастей, захватывают масло.

Шестеренчатые механизмы подразделяются на два основных вида. Конструкция, имеющая внутреннее зацепление применяется при системах, где необходима компактность, надежность и высокая производительность. Разновидность насосов зацеплением наружного типа обладают более простой конструкцией, повышенной мощностью, однако имеют большие габариты.

Промышленный насос

Кроме автомобильной промышленности, шестеренчатые установки имеют крупную область применения. Существуют различные категории, различающиеся по уровню давления, от низкой до высокой системы оценки. Системы низкого давления рассчитаны на мощность до 5 бар, используются для перекачки изделий густого состава, средние – рассчитаны до 30 бар, применяются в гидравлических системах станков. Насосы высокого давления обладают производительностью до 70 бар, применяются некоторыми типами промышленного оборудования.

Принцип работы

Основной принцип нагнетания масла происходит образованием вакуума, за счёт движения шестеренок. Конструкциями применяется две шестеренки, одна из которых имеет приводной вал, соединяется ведомой шестерней. Вращение элементов происходит в разные стороны, поэтому местом сцепления производится всасывание и нагнетание жидкости. При процессе происходит забор состава в полость, после этого переход к области нагнетания и трубопровод. Шестеренный насос исключает обратную течь жидкостей, по причине плотного расположения зубьев между собой и корпусом.

Принцип работы внутреннего шестеренчатого насоса состоит по тому же принципу, но имеет некоторые отличия. Привод вращает ведущую шестеренку, внешнее соединение, соприкасаемое корпусом. Процесс всасывания выполняется созданным вакуумом, для предотвращения текучки масла в обратную сторону установлен серповидный уплотнитель, который играет роль клапана. Работа шестеренчатого насоса регулируется параметрами оборотов вала, максимальное давление может быть выставлено клапаном.

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:

Рабочий объем измеряется кубическими сантиметрами, показатель основывается на объеме жидкости, выдаваемой за полный оборот вала.
Вытеснение измеряется в литрах за минуту, этот параметр также именуется производительностью механизмов.
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.
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.
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.

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.

Типы уплотнения вала насоса

Имеются различные уплотнения вала шестеренчатого механизма, каждое из них применяется в соответствии с конструкцией, типом прогоняемой жидкости.

Встречаются следующие типы уплотнений:

сальниковое или манжетное уплотнение, изготавливается из маслостойких разновидностей резины;
уплотнение торцевого типа, газовая разновидность.

Газодинамические и магнитные муфты применяются в бесконтактной среде, что повышает прочность, надежность соединения.

Классификация гидравлических и виды шестеренных насосов.

Немного романтики и теории)))

Насос является настоящим сердцем любой гидравлической системы, поскольку именно он преобразует механическую энергию от вращающегося привода в поступательную, которая что-то перемещает. Например – поднимает кузов прицепа.

Конструкций и типов гидравлических насосов существует множество, но принцип работы для них един – вытеснение жидкости именно поэтому их еще называют объемными.

Классифицируются они по принципу вытесняющего жидкость элемента, а этим элементом является:

1. Поршень (насосы ручные, аксиально-поршневые, радиально-поршневые)
2. Шестерня (насосы шестеренные и шнековые)
3. Пластина (насосы пластинчатые однократного или двойного действия)

В системах гидрофикации самосвалов и прицепов наиболее часто применяются насосы шестеренные, которые еще называют роторными гидромашинами. В них рабочими элементами, которые осуществляют вытеснение жидкости, являются две вращающиеся шестерни.

Основными типами шестеренных насосов являются:

шестеренные насосы внешнего зацепления
шестеренные насосы внутреннего зацепления.
героторные насосы (частный случай шестеренного насоса внутреннего зацепления)
винтовые насосы (условно)

Шестеренные насосы имеют исключительно широкое применение в гидросистемах с давлением до 20 МПа. Это различная сельскохозяйственная, строительная и дорожная техника, мобильная гидравлика, системы смазки, гидроприводы в механизмах более сложных гидросистем.

Причины столь широкого применения шестеренных насосов совершенно объективны: простота конструкции, компактность и малый вес. Однако, расплатой за простоту конструкции становится снижение КПД (не превышает 0,85) и уменьшение ресурса при давлениях, превышающих 15МПа.

Шестеренные насосы внешнего зацепления

Основным элементом шестеренных насосов внешнего зацепления являются две синхронные шестерни. При их вращении шестерен жидкость во впадинах зубьев переносится из зоны всасывания в зону нагнетания. «Фокус» в том, что поверхности зубьев А1 и А2 вытесняют при вращении шестерен больше жидкости чем может поместиться в пространстве, освобождаемом зубьями B1 и B2. Разность объемов и создает то самое давление нагнетания, которое формируется в зоне нагнетания. К сожалению, такая простота не совсем безобидна – в месте зацепления шестерен (при работе насоса) образуются области так называемого «запертого» объема, что приводит к пульсации давления на выходе насоса.

Частично проблему пульсаций решает применение с косым и шевронными зубьями, но с ними есть свои сложности: у косозубой конструкции возникает дополнительная осевая сила , требующая включение в такую конструкцию упорных подшипников (это удорожание, усложнение, снижение ресурса). Этот минус нивелируют в насосах с шевронным зубом, где осевая сила компенсируется формой зуба, а уровень пульсаций на выходе столь же мал, как и у предыдущей схемы.

Резюмируя:

Шестеренные насосы внешнего зацепления хороши тем, что просты, недороги, работают с частотой вращения до 5000 об/мин. Их недостатками являются пульсация давления на выходе, не очень хороший КПД и сравнительно низкое выходной давление.

Шестеренные насосы внутреннего зацепления

Стоит сразу сказать, что отличительной особенностью таких устройств является ощутимо меньший уровень пульсаций и, в результате, невысокий уровень шума. Это свойство позволяет комфортно использовать шестеренные насосы внутреннего зацепления в стационарных машинах и механизмах и для техники, работающей в замкнутых пространствах.

Принцип работы шестеренного насоса с внутренним зацеплением базово схож с принципом работы предыдущего, представляя перенос жидкости во впадинах шестерен из зоны всасывания в зону нагнетания, но в этом насосе зубья шестерен не входят в зацепление.

В зоне всасывания вращением шестерен объем камеры, образованной зубьями и серпообразным разделителем, увеличивается. Происходит наполнение рабочей камеры жидкостью, из которой жидкость уже вытесняется в зону нагнетания, поскольку при вращении шестерен объем камеры в этой зоне наоборот – уменьшается.

Шестеренные насосы внутреннего зацепления

В итоге: мы получаем насосы с простой конструкцией, низким уровнем шума, недорогие, с частотами вращения до 4000 об/мин. Однако, эта конструкция тоже не избавилась от минусов насосов внешнего зацепления – КПД и рабочие давления по-прежнему не высоки.

Героторные насосы

Это разновидность шестеренных насосов с внутренним зацеплением, но в отличии от стандартной схемы в них нет . Отличие от классической конструкции шестеренного насоса с внутренним зацеплением состоит в отсутствии серпообразного разделителя полостей всасывания и нагнетания, который специальным профилем.

Форма профиля такова, что в зоне, где должен был бы находиться серпообразный разделитель, обеспечивается постоянный контакт шестерен. В остальном принцип работы этого насоса не отличается от обычного (с внутренним зацеплением).

Такие насосы обычно применяют для невысоких давлений (до 150 Бар), подачи до 120 л/мин. И с частотами вращения составляют не более 1500 об/мин.

Достоинства – простота и низкошумность, а недостатки – опять-таки КПД и относительно высокая стоимость.

Роторно-винтовые насосы

Разновидностью шестеренного насоса так же можно считать винтовые насосы. Их рабочие элементы можно представить в виде косозубых шестерен с количеством зубьев равному числу заходов винтовой нарезки. Основным преимуществом этих насосов является отличная равномерность подачи, а, следовательно, и низкий уровень шума. Еще одно важнейшее рабочее свойство – его способность перекачивать жидкости с твердыми включениями, при этом давление достигает 200 Бар с частотами вращения до 1500 об/мин.

Конструкция таких насосов сложна, поэтому мало распространена и применяется в достаточно специфичных гидросистемах. Существуют как двух, так и трехвинтовые конструкции насосов.

Как уже отмечалось, основными достоинствами винтовых насосов становятся малошумность и равномерность подачи (отсутствие значительных пульсаций). Недостатком стала дороговизна при невысоком КПД.

Шестеренчатый насос. Принцип работы и частые проблемы

Шестеренчатый гидронасос (в простонародье «шестеренник») – настоящее сердце гидравлической системы. Чем он лучше аксиально-поршневого «собрата» и почему иногда выходит из строя? Ответы в нашем материале!

Шестеренчатые насосы весьма просты в конструктивном плане. Они состоят из крышки с приводным валом, опорных втулок валов, сальника, уплотнительных пластин («восьмерок») и двух прямозубых шестерней.

Шестерни являются главными деталями. Они находятся в постоянной сцепке друг с другом. Во время работы насоса, в зоне выхода шестерней из зацепа образуется разреженное пространство. Благодаря этому рабочая жидкость поступает из гидробака в полость всасывания. После она описывает круг и оказывается в полости нагнетания, из которой попадает в гидросистему.

Простота конструкции делает шестеренные насосы более дешевыми и надежными по сравнению с аксиально-поршневыми. Они не так требовательны к качеству масла и всегда создают ровный, непульсирующий поток рабочей жидкости под нужным давлением.

Однако некоторые ругают «шестеренники» за то, что они часто ломаются или «не вытягивают» гидроцилиндр при большой загрузке полуприцепа. Но, как показывает практика, насос повинен в этой ситуации меньше всего.

«Порочный круг» в гидросистеме

Поломка почти всегда происходит из-за принудительного повышения давления в гидравлической системе. Так поступают, если гидроцилиндр стопорится, не в силах поднять сильно нагруженный полуприцеп.

На большинстве тягачей выходной шланг, ведущий от «шестеренника» к гидрораспределителю, имеет относительно низкую пропускную способность – примерно 100 литров в минуту. Этого вполне хватает для нормальной работы гидравлики при адекватной загрузке. Но в случае перегруза гидроцилиндр часто не может вытянуть все секции.

Тогда водитель не находит ничего лучше, как повысить обороты двигателя и «разогнать» насос. В этом случае шланг не успевает пропускать возросший объем рабочей жидкости. Распределитель заполняется, срабатывает предохранитель. В результате масло уходит не в гидроцилиндр, а в баки, и создается «порочный круг».

Усилия опять не хватает, поэтому водитель еще сильней раскручивает мотор. Из-за этого в точке выхода масла из насоса создается колоссальное давление. Оно воздействует на шестеренки, буквально вдавливая их в стенки рабочей камеры. Создается трение и насос приходит в негодность.

Не допускайте подобной ситуации! «Шестеренники» – достаточно тихоходные агрегаты, поэтому превышать давление в гидросистеме можно лишь имея достаточно широкий патрубок, ведущий к распределителю. Да и не виноват насос в том, что полуприцеп не может откинуться до конца. Если есть перегрузка, справиться с весом не может именно гидроцилиндр.

Недостаток сил

Гидроцилиндр самосвального полуприцепа имеет телескопическое строение. Чем ближе секция к сердцевине, тем меньшую площадь она имеет. При использовании стандартной гидравлики на 190 бар, каждому квадратному сантиметру рабочей поверхности цилиндра передается равное давление. Таким образом, внешняя секция цилиндра имеет грузоподъемность около 172 тонн, а четвертая по счету – лишь 72 тонны.

Это нормально в обычных условиях, например, в случае перевозки щебня. При подъёме п/прицепа часть груза высыпается, и вес уменьшается. В результате задача для последующих секций значительно облегчается. Но когда нужно выгрузить, например, мокрый песок, этого не происходит. Механизм стопорится, чаще всего на третей секции. И если мы в этот момент увеличим давление в гидросистеме, то либо сломаем насос, либо порвем стопорные кольца внутри цилиндра.

Чтобы этого избежать, не повышайте давление до той отметки, когда срабатывает колпачок-предохранитель в гидрораспределителе. Ну а наилучшим решением будет просто не перегружаться сверх нормы. Ведь даже самая надежная техника обязательно сломается при неправильной эксплуатации.

Шестеренчатый насос (шестеренный): принцип работы

На чтение 6 мин. Просмотров 5.2k.

Насос – это гидравлическая техника различного назначения, которая может работать в режиме насоса или гидромотора в зависимости от того, какой вращательный момент передан валу. Вал может вращаться вправо, влево и в обратную сторону (реверсивно).

По своему прямому назначению насосы могут быть крыльчатыми и поршневыми, сильфонными и пластинчато-роторными, кулачковыми с серпообразым ротором и импеллерными, синусыми и винтовыми, перестальтическими (шланговыми) и вихревыми, мембранными и оседиагональными (шнековыми), центробежными и многосекционными, струйными аппаратами, гидротараннымии шестеренчатыми. Сегодня поговорим именно о шестеренчатых насосах.

Общее описание и назначение шестеренчатых насосов

Шестеренчатые насосы были запатентованы в СССР в конце сентября 1977-го года четырьмя инженерами мелитопольского института механизации сельского хозяйства Анатолием Кастеляни, Иваном Федоренко, Владимиром Черкуном и Михаилом Довгалем. Номер первого в СССР патента на усовершенствованный насос шестеренчатый – 646090. При этом, аппарат НШ, в том виде, в котором мы его знаем, был изобретен Олегом Барановым в 1968 году.

Шестереночный, шестерной – это то же самое, что и шестеренные насосы, которые нашли широкое применение в системах гидравлики последнего поколения. Шестеренные насосы делятся на технику для:

Устройство шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

Шестеренные насосы (НД) рассчитаны на уровень давления до 5-ти атмосфер, (СД) рассчитаны для уровня давления до 30-ти атмосфер и высокого (ВД) – на уровень давления до 70-ти атмосфер. При этом шестеренчатый насос НД может применяться в смазочных и охладительных системах станков, СД – в системах гидравлики фрезерных и шлифовальных станков.

Применение шестеренчатых насосов высокого давления можно встретить в гидравлической системе протяжного, сверлильного, фрезерного или токарного оборудования. Бывают также модели, специально спроектированные, чтобы пропускать воду или керамический краситель, масло или смазочные материалы.

Кроме того, эти аппараты делятся на:

шестеренный насос с внутренним зацеплением;
с зацеплением наружного типа.

Аппараты с наружным зацеплением – это техника, рассчитанная для работы с вязкими жидкостями, которые используют для смазки. Эти аппараты достаточно просты в изготовлении, но не такие компактные, как аппараты с зацеплением внутреннего типа.

Принцип работы шестеренчатого насоса

Ведомая шестеренка аппарата с наружным способом зацепления вращается при постоянном контакте с ведущей шестеренкой. При этом шестеренки вращаются в противоположные стороны, и в полости всасывания, в момент выхода зубьев из зацепления образуется вакуум.

Схема действия шестеренчатого насоса

За счет образования вакуума жидкость попадает в полость всасывания, где постепенно перемещается в полость нагнетания, откуда выталкивается зубьями в нагнетательный трубопровод. При этом, контакт между зубьями шестеренок такой плотный, что делает обратный ток жидкости из камеры нагнетания в камеру всасывания невозможным.

В аппаратах с внутренним принципом зацепления принцип работы шестеренного насоса примерно тот же, за исключением того, что ведущая шестеренка, которую вращает электродвигатель, вращает и внешнее колесо. Всасывание жидкости обеспечивается создаваемым вакуумом, а предохранительным клапаном между отсеком всасывания и нагнетания в данном случае служит серповидный уплотнитель.

Например, производитель насосов шестеренных Вosch, создал целую линейку аппаратов AZP с внешним принципом зацепления, которая состоит из моделей:

AZPB;
AZPF;
AZPN;
AZPG;
AZPS;
AZPT;
AZPU;

Это модельный ряд нерегулируемых аппаратов с номинальным давлением от 250 до 280 бар. В остальном отличаются типовым рядом (последней буквой в маркировке модели от В до J). При этом, первые две буквы – AZ – это обозначение самого изделия, а Р – функция. Различия в типоразмерности внутри модельного ряда идут по постоянному и кратковременному рабочему давлению, а также минимальной и максимальной скорости вращения.

Последние четыре модели в списке обладают дополнительной функцией бесшумности при работе. Дополнительные характеристики всегда можно посмотреть в техническом паспорте и конфигураторе изделия.

Серия шестеренных насосов Г11 и Г11-11А используется в дозирующих устройствах и в аппаратах, где применяют технические масла и смазки, в которых повышенный уровень кинематической вязкости (до 400 мм²/с). При этом вязкость насосов может ограничиваться лишь смазывающей способностью жидкости и мощностью двигателя самого насосного аппарата.

Срез шестеренчатого насоса

Износостойкий корпус из чугуна и крышка из алюминиевого сплава, шестеренки из хромистой стали и манжетный тип уплотнения вала обеспечивают бесперебойную и надежную работу техники даже в условиях нагревания смазочных материалов до 60°C.

В стандартной модели насосов Г11-11А используют вал с правосторонним вращением. Но, по желанию заказчика модель можно модифицировать под левостороннее вращение или вообще, заменить прямое движение жидкостей на реверсивное. Обо всех изменениях будут сообщать дополнительные буквы в маркировке (Л или Р).

Но, если техника моделей Г11 и Г11-А использовалась для перекачки материалов, которые не вызывали коррозию и не представляют опасность при эксплуатации, то продукция компании VIP Technology рассчитана на абразивные, агрессивные и горючие материалы. Такие, например, как лак или краски, нефтепродукты или битум, нефтяного или дизельного топлива.

Такую насосную технику изготавливают из углеродистой стали и чугуна, а все уплотнения в конструкции представляют из себя соединение, в составе которого двойной графит и керамика. Иногда прокладки для вала и ведущего колеса могут выполняться из бронзы.

Принцип работы шестеренчатого насоса (видео)

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 шестеренный агрегат 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.

Шестеренчатый насос НШ: устройство, схема работы

Для того чтобы в определённой конструкции перекачивалась жидкость и устройство могло заработать, устанавливаются разного вида насосы. Они отличаются по количеству давления, по объему и габаритам. Один из самых распространенных является шестеренчатый насос НШ. Он является самым популярным видом гидравлического устройства перекачки жидкости.

У подобного вида установок основным механизмом для начала работы есть процесс всасывания жидкости из-за силы вращения рабочих деталей. В устройство насоса шестеренчатого входят зубчатые колеса, сердечники с поршнями или лопастями. Такие виды наиболее распространенные. Весь механизм вращения может быть регулируем вручную или же автоматически настроен производителем. Второй вариант такого устройства самостоятельно настраивать будет невозможно.

Виды шестеренчатых насосов

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

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

Модель шестеренчатого насоса

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

Принцип работы

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

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

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

Где применяются шестеренчатые насосы

Устройство имеет довольно широкий спектр применения. Так, гидравлический насос отлично справляется с назначением по перекачке низковязких и высоковязких жидкостей. Они обладают довольно высоким уровнем КПД, довольно надежные в работе. В основном насосы больше предназначены для высоковязких жидкостей, которые имеют температуру 320 градусов и больше.

Очень часто такие конструкции используют как для загрузки, так и для разгрузки цистерн. Но если оборудования имеет меньшую производность, то тогда они предназначаются для того, чтобы перекачивать жидкость с одной емкости в другую.

Из-за того, что устройство устойчиво к коррозии, то его часто используют в химической промышленности. Также они могут быть полезны в легкой промышленности, с помощью агрегата можно изготовлять обувь, картон и другие популярные товары. Механизм работы имеет и топливный насос. Его применяют для нормального функционирования бензина в моторе двигателя.

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:

Шестерня ведущая.
Шестерня ведомая.
Соединенный с приводом вал.
Система по уплотнению вала.
Задняя втулка.
Передняя втулка.

Остальные виды имеют некоторые незначительные изменения в схеме.

Основные поломки насосов НШ

Чтобы весь механизм работал, часто приходится делать ремонт некоторых деталей или полностью всей установки. Есть такие основные виды поломок:

используется масло низкой температуры;
привод насоса в нерабочем состоянии;
есть утечка масла или оно несоответственного качества;
направление вращения привода и насоса разное;
загрязнения гидросистемы.

Также встречаются и другие виды поломок.

Заключение

Для того чтобы выбрать идеальный вариант этого насоса, существует специальный каталог, где есть возможность просмотреть все установки, которые есть в наличии. Множество производителей предлагают товары высокого качества по доступной цене.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

2.972 Как работает шестеренчатый насос

НАЗВАНИЕ: Как работает шестеренчатый насос
АВТОР: Мартин Л. Калпеппер
КУРС: 2
ГОД: G

ОСНОВНОЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТРЕБОВАНИЕ: Преобразуйте механическую энергию в гидравлическую.

ПАРАМЕТР ДИЗАЙНА: Насос (шестеренчатый насос – это тип насоса, который может удовлетворить требование)

ГЕОМЕТРИЯ / СТРУКТУРА И ЧАСТИ:

ОБЪЯСНЕНИЕ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ:

Один вал приводится в движение мотором или другим средства

Шестерня, установленная на этом валу (ведущая шестерня), входит в зацепление с другой шестерней. (ведомая шестерня)

Жидкость на впускной стороне попадает во вращающиеся Зубья шестерни и корпус

Жидкость переносится по внешней стороне шестерен к выходной стороне насоса

Так как жидкость не может просачиваться обратно по пути, по которому она пришла, или между зубья шестерни в зацеплении (они создают уплотнение), она должна выйти из выпускного отверстия.

В некоторых шестеренчатых насосах боковые пластины обычно изготавливаются из латуни. который можно заменить или повторно заточить, когда зазор между лицевой стороной шестерни и концом корпус становится слишком большим

ДОМИНАНТНАЯ ФИЗИКА:

Переменная	Описание	Метрическая система	Английские единицы
P _дюйм	Подвод мощности на вал	Вт	Мощность
P _из	Выходная мощность в гидравлическую систему	Вт	Мощность
P _убыток	Потеря мощности (т.е.е. на трение по цвету и вязкое рассеивание)	Вт	Мощность
Вт	Частота вращения вала	рад / с	об / мин
Dp	Повышение давления между входом и выходом	Паскалей	фунтов на кв. Дюйм
Q	Расход через насос	литров ³ / с	дюйм ³ / с
ч _м	Механический КПД	—	—

Насос получает мощность от вращающегося вала:

P _дюйм = T x w

Часть этой мощности рассеивается в насосе за счет трения колонны и вязкой жидкости. рассеивание.Теоретически это трудно выразить количественно и часто определяется. экспериментально. Эта мощность будет обозначена как P _{, потеря}.

P _потери = f (трение, вязкие эффекты ……)

Некоторое количество жидкости просачивается через зазор между сторонами шестерен и концевыми пластинами. (см. рисунок ниже). Этот зазор должен быть небольшим, чтобы поддерживать давление. увеличение по насосу. Увеличение зазора снижает способность насосов удерживать перепад давления между входом и выходом.Разрыв обычно составляет около 0,0005 дюймов.

Мощность, которая может быть получена от жидкости, выходящей из насоса, составляет:

P _выход = (Dp x Q) = P _дюйм – P _убыток = T x w – P _убыток

Это также можно выразить через коэффициент полезного действия:

P _из = h _м x P _дюйм

ОГРАНИЧИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА

Производительность / использование насоса ограничено:

КПД

ч _м = для насоса P _из / P _в .Это функция вязкости жидкости, зазора между внутренними компонентами, трение между сопряженными компонентами и другие переменные.

Обычно шестеренчатые насосы имеют КПД около 85%.

Подшипники

Многие насосы с внешним зацеплением используют подшипники скольжения для поддержки вращающихся валов. В для того, чтобы эти подшипники работали, требуется минимальная скорость (зависит от давления насос.) Помимо ограничения рабочей скорости, во многих случаях подшипники определяют максимальное давление, при котором может работать насос.Если перепад давления в насосе слишком велик, опорные подшипники не смогут выдерживают нагрузки на валы (которые возникают в основном из-за разницы давлений).

ПРИ НЕОБХОДИМОСТИ УЧАСТКИ / ГРАФИКИ / ТАБЛИЦЫ:

Не включать сюда

ГДЕ НАЙТИ ШЕСТЕРЕННЫЕ НАСОСЫ:

У этих насосов мало движущихся частей, что делает их недорогими. Эти насосы обычно используются там, где требуется от низкого до среднего давления (около 2500 – 4000 фунтов на квадратный дюйм) а механический КПД не очень важен (типичный КПД составляет около 85%.)

Шестеренные насосы можно встретить на следующих машинах:

Обычно масляный насос вашего автомобиля
Приспособление для ухода за газоном с гидравлическим приводом
Некоторые дровоколы с гидравлическим приводом
Гидравлические агрегаты на грузовые автомобили и спецтехнику
Дозирование (шестеренчатые насосы хорошо контролируют объемный расход)

СПРАВОЧНИКИ / ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Веб-страница

Viking Pump на Насосы с внешним зацеплением

Не забудьте добавить книгу по проектированию гидравлических компонентов

Прочие….

Китай шестеренчатый насос, производители шестеренчатых насосов, поставщики, цена

38 480 найденные продукты из 3,848

Цена FOB для Справки: 200 долларов США.0-320,0 / шт.
Мин. Заказ: 1 шт.

Цена FOB для Справки: US $ 37,0-39,5 / шт.
мин. Минимальный заказ: 10 Штука

Цена FOB для Справки: 120 долларов США.0-130,0 / шт.
Мин. Минимальный заказ: 50 Штука

Цена FOB для Справки: US $ 62.0-70.0 / шт.
мин. Минимальный заказ: 20 Штука

Цена FOB для Справки: 50 долларов США.0-235,0 / шт.
Мин. Заказ: 1 шт.

Цена FOB для Справки: US $ 1.0-500.0 / Set
Min. Заказ: 1 набор

Цена FOB для Справки: US $ 86-100 / Set
Мин.Заказ: 1 набор