Шестеренчатый гидравлический насос

Содержание:

Принцип работы
сферы использования, устройство и принцип работы
Диагностика неисправностей
- Неисправности насоса и их признаки
- Как определить, что неисправен именно масляный насос
Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением
Принцип работы и виды
Классификация шестеренных насосов
Общие указания по монтажу
Шестеренные насосы – устройство, назначение
Шестеренчатый насос с внешним зацеплением

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.

сферы использования, устройство и принцип работы

Насос шестеренчатый используется в автомобильных гидравлических системах, а также в разных промышленных отраслях. Дело в том, что такие устройства могут перекачивать жидкость разной степени вязкости и являются достаточно прочными, поэтому их можно использовать достаточно долго.

Насос шестеренчатый имеет достаточно простое устройство. Он состоит из нескольких рабочих камер, которые образуются рабочими поверхностями колес с зубчиками. Весь механизм вмещен в прочном корпусе из чугуна, стали или алюминия, и закрыт боковыми крышками. Особенностью устройства является небольшое количество составных частей. Достоинством агрегата является также и то, что элементы можно легко заменить в случае поломки. Благодаря этим особенностям насос имеет спрос и используется достаточно широко.

Шестеренчатые насосы имеют много преимуществ:

— обеспечивают высокую производительность и равномерный поток жидкости;

— просты и надежны в эксплуатации;

— могут перекачивать самые разные по вязкости жидкости;

— их можно использовать достаточно долго, а ухаживать за ними не трудно.

Однако нужно быть осторожными при выборе аппарата, так как если в его изготовлении использовались некачественные запчасти, то они могут быстро износиться

Тем более, необходимо обратить внимание на то, чтобы зубцы были равномерными, в противном случае поток жидкости будет неравномерным

Насос шестеренчатый внутреннего сцепления следует использовать при небольших давлениях, так как они имеют небольшие размеры, а значит, и производительность их невысока. Поэтому если нужно использовать аппарат, который выдержит высокие давления, то лучше применять многоступенчатые устройства. Для того чтобы обеспечить несколько потоков жидкости, которые не будут зависеть друг от друга, используются многошестеренные аппараты.

Диагностика неисправностей

Прямое подключение насоса к коленвалу позволяет избежать поломок, связанных с его приводом. Это, однако, не исключает возможности появления других неисправностей.

Неисправности насоса и их признаки

К основным неисправностям маслонасоса ВАЗ 2110–12 относятся:

засорение сетки маслоприёмника;
повреждение корпуса устройства;
износ посадочных мест шестерней в корпусе и в крышке;
износ ведущей или ведомой шестерней;
повреждение редукционного клапана;
деформация или повреждение пружины клапана.

Постоянно горящая сигнальная лампа в виде масленки свидетельствует о падении давления в системе смазки до критического уровня

Признаками выхода из строя маслонасоса могут являться:

горящая на приборной панели сигнальная лампа критического давления масла;
перегрев двигателя;
высокочастотный стук (цокот) в месте расположения насоса.

Конструкцией двигателя ВАЗ 2110–12 не предусмотрена установка датчика давления масла. Как и большинство современных автомобилей, представители десятого семейства оборудованы лишь датчиком аварийного (критически низкого) давления. При падении давления в системе на щитке приборов загорается сигнальная лампа в виде маслёнки красного цвета. Однако эта лампа может загораться и при других неисправностях (выход из строя датчика, обрыв его электрической цепи, утечка масла и т. п.).

Перегрев двигателя также нельзя отнести только к симптомам неисправности масляного насоса. Обычно он возникает из-за проблем в системе охлаждения.

Что касается стука, исходящего со стороны масляного насоса, то здесь тоже не всё однозначно. Иногда при износе шестерней или элементов корпуса устройство может издавать высокочастотный стук. Как правило, он связан с образованием люфта между шестернями и корпусом (крышкой) и наиболее чётко слышен на холостом ходу. Однако подобные звуки могут издавать и изношенные подшипники (натяжного или направляющего роликов, помпы, коленвала).

Как определить, что неисправен именно масляный насос

Процесс замены маслонасоса на ВАЗ 2110–12 довольно прост и не предполагает использования каких-либо специальных инструментов. Однако для этого необходимо купить новый насос и потратить определённое время. Поэтому перед заменой устройства следует убедиться, что неисправно именно оно. Сделать это можно по следующему алгоритму.

Замер уровня масла

Сначала нужно измерить уровень масла в двигателе и проверить его консистенцию. Делается это специальным щупом. Желательно вспомнить, когда менялись масло и фильтр. Если с момента последней замены машина прошла более 10 тыс. км, их лучше сразу заменить. Затем следует нанести каплю масла на большой палец руки и растереть его указательным. Если масло окажется слишком тёмным, жидким и быстро впитается, его нужно заменить.

Если на щупе уровень смазки ниже о, следует долить масла и запустить двигатель. Далее нужно посмотреть, не загорается ли сигнальная лампа на приборной панели. Также следует проверить, не происходит ли перегрев силового агрегата. Параллельно производится осмотр двигателя на предмет утечки масла. Если ранее со стороны насоса слышался стук, следует прислушаться, не исчез ли он после доливки масла.

Одной из причин падения давления масла в системе может быть его низкий уровень

Проверка электрической цепи датчика

Если перечисленные симптомы не исчезли, следует выполнить следующие действия:

Заглушите двигатель и дайте ему остыть.
Отсоедините провод от датчика аварийного давления масла. На шестнадцатиклапанных двигателях он расположен с левой стороны на торце корпуса подшипников распредвалов, на восьмиклапанных — справа на тыльной стороне ГБЦ.
Включите зажигание, не запуская мотора.
В моторном отсеке замкните провод, идущий к датчику, на «массу» автомобиля. Если сигнальная лампа при этом погасла, с цепью датчика всё в порядке.

Для проверки цепи датчика достаточно замкнуть идущий к нему провод на «массу» при включённом зажигании

Диагностика датчика

Для диагностики датчика необходимо выкрутить его ключом на 21 и осмотреть его рабочую часть, которая заходит в ГБЦ. На ней должны оставаться следы моторного масла, свидетельствующие о нормальной циркуляции смазки в системе. Если рабочая часть сухая, масляный насос, скорее всего, неисправен.

Сам датчик обычно проверяется заменой на заведомо исправный. После этого проверяется, горит ли сигнальная лампа и как ведёт себя двигатель.

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:

Viking http://www.vikingpump.com
Desmi Rotan desmi.com/
Johnson Pump http://www.spxflow.com/en/johnson-pump/
PSG Dover http://www.psgdover.com/
Verder https://www.verderliquids.com/int/en/purchasing-gear-pumps-verdergear/
Hydac hydac.com

Недостатки

Давайте рассмотрим детальнее недостатки данной конструкции.

— С целью минимизации вытекания масла из области всасывания в область нагнетания зубья шестерен имеют очень плотное сцепление. Незначительный зазор остается, разве что, между оболочкой и самими зубьями. Тем не менее, по краю зубьев немного масла, все же, остается. Это называется «обратной подачей». Проще говоря, уменьшается КПД.

— Другим недостатком является наличие торцевой канавки, соединяющейся с областью нагнетания. Из-за этого уменьшается избыточный показатель давления.

— Невыполнимость контроля подачи.

— Высокий показатель шума при работе.

Достоинства, преимущества:

— Небольшая стоимость и недорогой ремонт;

— Простота в обслуживании;

— Возможность перекачивать масло при больших температурах;

— Дозировка рабочих жидкостей.

Принцип работы и виды

Принцип, по которому работают роторные насосы, заключается в следующем. Перекачиваемая жидкость сначала поступает во внутреннюю камеру устройства, из которой она выталкивается вращательными и поступательными движениями, совершаемыми рабочим органом – ротором. Части ротора наряду с внутренними стенками рабочей камеры формируют замкнутое пространство, в которое и попадает жидкость. При уменьшении объема такого пространства, что происходит при движении ротора, жидкость по законам физики выталкивается.

Принцип действия роторного насоса

В зависимости от конструктивного исполнения рабочего органа роторные (или ротационные) насосы могут относиться к разным категориям. Кроме того, на различные виды роторные насосы делятся и по типу движения, совершаемого их рабочим органом. По этому признаку выделяют устройства роторно-вращательные и роторно-поступательные. Рабочий орган роторных насосов первого типа, как понятно из их названия, совершает только вращательные движения, а в установках второго типа это движение комбинированное – как вращательное, так и поступательное.

Роторно-вращательные насосы в зависимости от конструктивного исполнения рабочего органа и принципа действия подразделяются на шестеренчатые (зубчатые) и винтовые. В первых рабочая камера формируется внутренними стенками корпуса и зубчатыми колесами, которые делают как с внутренним, так с внешним зацеплением. Изменение рабочей камеры при этом происходит за счет вращения шестерен. Элементами, из которых формируется рабочая камера роторных насосов винтового типа, являются внутренние стенки корпуса и один или несколько винтов. Вращающийся вокруг своей оси винт формирует внутри насоса временные рабочие камеры, которые вместе с транспортируемой жидкостью двигаются вдоль оси винта к нагнетательному патрубку.

Схема роторного пластинчатого насоса

Роторные насосы поступательного типа делятся на шиберные, или пластинчатые, и плунжерные. В устройствах шиберного типа рабочим органом является вращающийся ротор, в продольные прорези на корпусе которого вставляются специальные пластины, называемые шиберами. Ось ротора в таких насосах не тождественна оси цилиндрического корпуса, в котором он совершает вращательное движение. Рабочая камера пластинчатых насосов формируется двумя расположенными рядом шиберами, самим ротором и внутренними стенками корпуса. Чтобы обеспечить герметичность рабочей камеры, создаваемой таким образом, пластины должны плотно прижиматься к стенкам корпуса. Решается такая задача либо за счет центробежной силы, прижимающей рабочую часть пластин к стенкам корпуса, либо за счет специальных приспособлений пружинного типа. Роторные насосы шиберного типа могут отличаться друг от друга конструкцией ротора и оснащаться различным количеством пластин, в зависимости от чего они подразделяются на устройства одно-, двукратного и т.д. действия.

Роторные плунжерные насосы по принципу работы и конструктивному исполнению делят на аксиально- и радиально-поршневые. Их рабочими органами являются плунжеры (поршни), которые совершают одномоментное вращательное и поступательное движение внутри корпуса устройства. Отличие таких роторных машин от обычных поршневых заключается в том, что они могут работать и как насосы, и как гидравлические моторы, то есть обладают обратимостью.

Схема роторного плунжерного насоса

Классификация шестеренных насосов

Существует множество видов шестеренных насосов, отличающихся друг от друга различными признаками:

по характеру зацепления

с внутренним зацеплением
с наружным (внешним) зацеплением

по форме зубьев

с прямыми зубьями — прямозубые
с шевронными зубьями
с винтовыми зубьями

по направлению вращения ротора

правого вращения
левого вращения
реверсивные

по числу сцепляющихся роторов

двухроторные
многороторные

по числу ступеней

одноступенчатые
многоступенчаты

по возможности регулирования

регулируемые
нерегулируемые

по способу обеспечения работоспособности от давления

разгруженные
неразгруженные
с автоматической регулировкой торцевых зазоров

Представленная классификация является условной и может не охватывать некоторые малораспространенные или перспективные разработки.

Анализируя особенности насоса не стоит ограничиваться классификацией лишь по одному признаку, так как его работа зависит от множества факторов.

Шестеренные насосы с внутренним зацеплением обладают значительно меньшим уровнем шума и пульсации, однако их изготовление обходится значительно дороже, насосы этого типа чаще всего применяются в стационарных машинах — прессах, станках. Подробнее о конструкции и особенностях этих гидравлических машин вы можете прочитать в статье шестеренные насосы с внутренним зацеплением.

Общие указания по монтажу

Для обеспечения правильной работы и долговечности насоса во время установки нового насоса необходимо всегда соблюдать предписания по монтажу производителя двигателя.

Все же всегда необходимо следовать так же следующим общим указаниям:

Выпустите залитое масло. Его необходимо проверить на возможное загрязнение. Прежде всего, металлические загрязняющие частицы часто являются причиной закупоривания и механического износа отдельных компонентов двигателя.
При установке насоса обязательно следите за чистотой. Труба всасывания масла, как правило, оснащена только одним фильтром грубой очистки. Металлические и загрязняющие частицы могут после ремонта беспрепятственно попасть вовнутрь нового насоса и в короткое время стать причиной повторного износа. Поэтому необходимо почистить по возможности все элементы конструкции, каналы и трубу всасывания масла, которые связаны с маслом.
При установке нового масляного насоса всегда необходимо менять так же масляный фильтр. Если система давления масла сильно загрязнена, ее так же необходимо подвергнуть дополнительной чистке.
Перед установкой нового масляного насоса его необходимо сравнить с геометрией старого насоса.
Привод насоса (зубчатые зацепления, цепные колеса, приводные цепи и ремни) необходимо проверить на возможные повреждения.

Перед установкой насоса необходимо смазать предписанным маслом все движущиеся части насоса (зубчатые колеса, валы)

При установке необходимо обратить внимание на правильное положение насоса. При возникновении монтажных проблем (неправильное прилегание, косое положение) не привинчивайте его с силой по отношению к креплениям на корпусе

Это может послужить причиной повреждения насоса, функциональных неполадок и негерметичностей.

При монтаже масляного насоса и трубы всасывания масла необходимо всегда использовать новые уплотнения и уплотнительные кольца. Избегайте общего использования жидких средств уплотнения. Их разрешается использовать и встраивать только там, где это предписано изготовителем двигателя. Крепежные винты насоса должны при установке затягиваться с учетом моментов затяжек, предписанных изготовителем двигателя, и соответствующей последовательности затягивания винтов.

Если предусмотрены предохранительные шайбы против произвольного отвинчивания, то их необходимо использовать согласно предписанию изготовителя двигателя.

Перед запуском двигателя мы рекомендуем заполнить систему масла при помощи специального напорного резервуара для подачи под давлением (метод вдавливания). При этом сторона нагнетания системы масла оказывается полностью заполненной маслом, и в ней нет воздуха. Как правило, систему заполняют до тех пор, пока масло не попадет в места смазки двигателя, расположенные в самых высоких и в самых отдаленных от масляного насоса местах. При этом масло должно выступить на клапанных коромыслах или из опорных мест распределительного вала. Таким образом, исключаются повреждения, которые могут возникнуть при запуске двигателя с недостаточным давлением масла.

После «создания давления» в масляной системе двигатель заполняется до предписанного уровня масла. При пуске двигателя после смены масляного насоса двигателю необходимо несколько секунд, чтобы создать давление масла. Если давление масла не создается, тогда необходимо прервать процесс пуска, немедленно заглушите двигатель и устраните причину. В этом случае откажитесь от идеи работы двигателя на высоких оборотах с целью ускорения образования давления масла в системе. Пользуйтесь только теми маслами, которые предписывает и рекомендует производитель двигателя.

Шестеренные насосы – устройство, назначение

У шестеренных насосов роторами являются шестерни, что и определило название насосов. Шестерни применяются с прямыми, косыми и шевронными зубьями с внешним и с внутренним зацеплением. Одна шестерня ведущая, другая или другие — ведомые. Изготавливаются шестеренные насосы простого и двойного действия, в одно-, двух-и трехступенчатом исполнении.

Основное применение шестеренных насосов — перемещение вязких жидкостей с производительностями до 45—50 м
3/ч и с напором 40—80 м вод. ст. Насосы ступенчатого исполнения создают больший напор. Шестеренные насосы для систем гидро-приводов вспомогательных механизмов изготавливаются на давление до 100 кГ/см2 и выше.

На рис. 16 приведены схемы устройства шестеренных насосов.
Перекачиваемая жидкость переносится в насосе между впадинами зубьев. Очень малый зазор между рабочими поверхностями препятствует перетеканию жидкости из нагнетательной полости во всасывающую. Шестерни входят своими зубьями в зацепление в средней части насоса, обеспечивая постоянное отделение всасывающей полости от нагнетательной. Постоянно поступающие порции жидкости выталкиваются из нагнетательной полости в трубопровод.

Во время зацепления шестерен насоса часть жидкости замыкается между впадиной пары зубьев одной шестерни и головкой зуба другой шестерни. Это может привести к нежелательным явлениям. Поэтому у шестеренных насосов применяются меры для предотвращения запирания жидкости. К этим мерам относятся коррегирование зубьев, выполнение канавок на крышке в местах зацепления зубьев и др.

Для того, чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.

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

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:

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: