1.4. Насос шестеренний нш50-а3

1 – корпус; 2 – кришка; 3 – ведуча шестерня; 4 – ведена шестерня; 5 – підшипникова обойма; 6 – підтискна обойма; 7 – підшипники метало фторопластові; 8 – втулка центруюча; 9 – замикачі торцеві; 10 – манжетні ущільнення (гумове, металічне і із поліетилентерефтолата); 11 – манжета радіального підтиску; 12 – захисне кільце; 13 – манжети ущільнення приводного вала; 14 – кільце захисне; 15 – кільце стопорне; 16 – кільце кришки ущільнююче

Насоси малого тиску (НМШ) застосовуються в трансмісіях тракторів Т-І50, К-700 та інших для створення і підтримання циркуляції робочої рідини в гідравлічних системах трансмісій тракторів для вмикання і вимикання передач та вала відбору потужності. Насоси цього типу постійно включені в роботу. Марку насоса розшифровують так: Н – насос; М – малого тиску; Ш - шестеренний.

Насоси НШ32УК-3, НШ50УК-3 мають класичну конструктивну схему, застосовуєму ведучими зарубіжними фірмами і відрізняються рядом переваг від насосів НШ32-3 і НШ50-3. На корпусі насоса відлиті ребра жорсткості для підвищення міцності і стабілізації температурного режиму. Штифти, установлені по осі вхід-вихід між кришкою і корпусом, перерозпододіляють виникаючі деформаційні навантаження, знижуючи при цьому деформацію корпуса. Втулки, виготовлені із антифрикційного алюмінієвого сплаву, знаходяться в безпосередньому контакті з вінцями шестерень, що покращує умови мащення. На зовнішніх діаметрах втулок установлені манжети (манжети захищені від розрушення пластинами із поліаміду), які обмежують зону високого тиску, що знижує навантаження на корпус. В кришці насоса виконана спеціальна канавка, в яку встановлена З-подібна манжета, яка здійснює підтиск підшипникових вузлів. Спеціальні захисні пластини з високими міцнісними характеристиками надійно захищають гумові ущільнюючі деталі від розрушення на протязі всього періоду роботи насоса.

Круглі шестеренчасті насоси НШ32А–3, НШ50А–3, НШ71А–3, НШ100А–3, НШ250-4 виробництва заводу “Гідросила” (м. Кіровоград) з обмеженою зоною високого тиску забезпечують міцність і високу зносостійкість елементів конструкції і забезпечують необхідний режим роботи. Шестерні насоса мають потрійний обробіток зубців і забезпечують високий ККД, що зменшує експлуатаційні затрати. Металофторопластові підшипники забезпечують високий коефіцієнт ковзання, виключають виникнення задирів, разом з застосованою інтенсивною циркуляцією робочої рідини забезпечують оптимальний температурний режим, а також перешкоджають попаданню забруднень в підшипникову пару, виключаючи аварійний знос пари ковзання і в цілому насоса. Манжетні ущільнення платиків мають подвійний захист від розривів в виді запобіжних металічних кілець і запобіжних прокладок із поліетилентерефтолата.

1.5. Насос шестеренний нш50ук-3

1 – корпус ; 2 – втулки; 3 – захисні манжети; 4 – ведуча і ведена шестерні; 5 – ущільнюючі манжети втулок; 6 – підтискна манжета; 7 – захисні пластини; 8 – кришка; 9 – ущільнююча манжета хвостовика ведучої шестерні; 10 – кільце фіксації манжети; 11 – кільце; 12 – болт стяжний; 13 – штифт;14 – ребра жорсткості; 15 – канавка

Насоси НШ32УК-3, НШ50УК-3 мають класичну конструктивну схему, застосовуєму ведучими зарубіжними фірмами і відрізняються рядом переваг від насосів НШ32-3 і НШ50-3. На корпусі насоса відлиті ребра жорсткості для підвищення міцності і стабілізації температурного режиму. Штифти, установлені по осі вхід-вихід між кришкою і корпусом, перерозпододіляють виникаючі деформаційні навантаження, знижуючи при цьому деформацію корпуса. Втулки, виготовлені із антифрикційного алюмінієвого сплаву, знаходяться в безпосередньому контакті з вінцями шестерень, що покращує умови мащення. На зовнішніх діаметрах втулок установлені манжети (манжети захищені від розрушення пластинами із поліаміда), які обмежують зону високого тиску, що знижує навантаження на корпус. В кришці насоса виконана спеціальна канавка, в яку встановлена З-подібна манжета, яка здійснює підтиск підшипникових вузлів. Спеціальні захисні пластини з високими міцнісними характеристиками надійно захищають гумові ущільнюючі деталі від розрушення на протязі всього періоду роботи насоса.

Шестеренний гідронасос можна використовувати в режимі гідромотора, але об'ємний ККД при цьому буде на 10 % нижчим, ніж у НШ такої ж марки. Будь – який «круглий» насос можна використовувати як гідромотор без переробок. При цьому необхідно подачу робити в нагнітальний патрубок насоса під тиском Р_надл.≈ Р_н^ном, частота обертання вала в режимі гідромотора п_м ≈0,8 п_н^ном.

Рис. 1.5.а. Насоси серії GP10N-4 и GP32N-4

Ці насоси індентичні з насосами «У», «УК», «А» і насосами других виробників відповідних типорозмірів, вони виконані у відповідності до стандартів DIN і SAE. Об'ємнмй ККД цих насосів достигає 94…98%. Корпус із алюмінієвого сплаву гарантує надійну роботу в гідросистемах з тиском до 25 МПа. Ресурс роботи насосів серії «N» - від 1.5 до 2,5 міліонів циклів.- забезпечує міцність всієї конструкції, енергонасиченість вузла і забезпечує розсіювання тепла, що накопилося в період роботи. Номінальний тиск - 20 (МПа), максимальний піковий тиск – 28 МПа, максимальна частота обертання 3600 с^-1, мінімальна частота обертання - 500 с^-1.

Застосування в якості опор шестерен торцевих замикачів 4-х втулок із антифрикційного алюмінієвого сплаву забезпечує великий строк служби. Для збільшення ресурсу роботи насоса, особливо при наявності недостатнього мащення застосовані запресовані втулки із фторопласту.

На торцевій (ущільнюючій) поверхні втулок виконані виборки і канали для розвантаження защемленого об'єму торцевих витоків і стабилізації тиску в робочій камері насоса. Ущільнення вала забезпечують дві фіксовані манжети.

Шестеренні гідромотори уніфіковані із шестеренними насосами, але мають деякі особливості: високий перепад тиску, необхідний для зрушування з місця, нестійка робота на малих обертах і значна пульсація крутильного моменту. Повний і об'ємний К.К.Д. шестеренчастих гідромоторів лише в вузькому діапазоні чисел обертів і навантажень достигає значень відповідно 0,8...0,9. Тому їх застосовують

головним чином на малопотужних і швидкохідних приводах. Запускати їх необхідно без навантаження. Для покращення пускових характеристик таких гідромоторів (покращення розподілу тиску рідини в радіальному і осьовому напрямках) застосовують різні конструктивні удосконалення.

Всі шестеренні насоси мають подвійне призначення – насоса і гідромотора.

Рис. 1.6. Схема роботи шестеренного гідромотора

Випускають шестеренні гідромотори типу МНШ-32У і МНШ-46У, створені на базі насосів НШ-32У, НШ-46У, гідромотори ГМШ-32, ГМШ 50, ГМШ-100, створені на базі круглих насосів. Конструкція гідромоторів типу МНШ відрізняється від уніфікованих з ними насосів тим, що в їхньому денці виконаний конічний різьбовий отвір для приєднання дренажної гідролінії, що передбачається для уникнення випадків вибивання манжети ущільнення ведучого вала. Гідромотор типу МНШ реверсивний і оборотний. Він може працювати як насос правого або лівого обертання та як реверсивний гідромотор. Щоб переналагодити гідромотор у насос, треба зняти кришку та з нагнітального блоку вийняти вкладиш і спеціальне ущільнення. Будова гідромотора ГМШ така сама, як і круглих насосів. Якщо насос необхідно використати в режимі гідромотора, то робочу рідину підводять з боку напірного отвору. В такому разі вал насоса буде обертатися в протилежному напрямку.

Для покращення пускових характеристик шестеренних гідромоторів застосовують пристрої для покращення динамічної дії потоку рідини (див. рис. 1.7.).

У момент пуску гідромотора, оснащеного пристроєм, площа впливу тиску робочої рідини на шестерні 2 і 3 зменшується на величину охоплення їхніх зубців поверхнями А і Б ущільнювального елемента. Завдяки пристрою, по-перше, досягається часткове розвантаження опор ковзання від радіальних зусиль, що викликають тертя в них у момент пуску до подачі змащення в опори ковзання, по-друге, зменшується зусилля притиску шестерень 2 і 3 до поверхонь розточення корпусу і, по-третє, збільшується пусковий момент за рахунок ослаблення протидіючого йому крутильного моменту від зусиль впливу робочої рідини на зубці шестерень у зоні їхнього зачеплення. Крім того, у момент пуску гідромотора потік робочої рідини, який проходить через пристрій, направляється поверхнею В безпосередньо по дотичних до ділильних кіл шестерень 2 і 3, що дозволяє ефективно використовувати динамічний вплив потоку робочої рідини на зубці шестерень. Усе це дозволяє збільшити пусковий момент у 1,3…1,5 рази. Другою модернізацією шестеренних гідромоторів, що поліпшує пускові характеристики і усуває задири на торцях втулок, є виконання зубів шестерень у вигляді зрізаного конуса, що сприяє утворенню масляної плівки. Серійні шестеренні гідромотори бажано застосовувати у гідроприводах, що мають порівняно високу частоту обертання (не менше 500 хв^-1) і невелике навантаження при пуску.

Рис. 1.7. Шестеренний гідромотор з пристроєм для поліпшення його пуску:

1 – корпус; 2 і 3 – шестерні; 4 – втулка; 5 – ущільнювальний конус

Основні параметри шестеренних насосів (гідромоторів):

1. Робочий об'єм насоса V_p – це кількість робочої рідини, яка проходить через гідромашину за 1 оберт її вала і визначається за формулою:

V_p = 2πm D₀bz; см³

D₀ - діаметр початкового кола шестерні;

z – кількість зубців шестерні;

m – модуль зачеплення

Оскільки: D_{0 =} mz, то робочий об'єм насоса можна визначити за формулою:

V_p = 2πm²bz

2. Номінальний тиск насоса на виході Рн – це найбільший тиск при якому насос має працювати протягом встановленого терміну із збереженням параметрів в межах встановлених норм. Перепад тисків ∆Р в в напірній Рн і всмоктувальній Рв порожнинах (∆Р = Рн – Рв) створює радіальні сили , що діють на шестерні.

3. Номінальна частота обертання вала насоса n_ном. – це найбільша частота обертання, при якій насос працює протягом встановленого терміну із збереженням параметрів.

4. Об'ємна подача насоса (гідромотора) Q – це відношення об'єму рідини, що проходить через гідромашину, до одиниці часу.

( ), (м³/с)

де η_v - об'ємний ККД гідромотора

5. Крутний момент на валу насоса (гідромотора) M визначається за формулами:

= ( ) , Нм

де η_гм – механічний ККД гідромотора

6. Потужність на валу насоса (гідромотора) N визначається за формулами:

N = ; (N = ), кВт

де η – загальний ККД гідронасоса.

Зміст звіту

1. Описати порядок переобладнання гідронасоса НШУ для роботи в ролі гідромотора.

2. Привести основні несправності шестеренних гідронасосів і коротко описати способи їх усунення.

3. Провести розрахунки показників насоса і гідромотора (V_p,Q, M, N) згідно варіанта і зробити висновки по роботі.

Варіанти індивідуальних завдань до лабораторної роботи №1

Варі ант	nн, хв.-1	nм хв.-1	Do, мм	b, мм	z, шт	Pн вх, МПа	Pн н, МПа	Pм вх, МПа	Pмвих, МПа	v	гм
1.	1500	1400	30	32	5	0,015	16,5	16	3	0,92	0,8	0,83
2.	1500	1400	30	32	6	0,015	16,5	16	3	0,92	0,8	0,83
3.	1500	1400	30	32	7	0,015	16,5	16	3	0,92	0,8	0,83
4.	1500	1400	30	32	8	0,015	16,5	16	3	0,92	0,8	0,83
5.	1500	1400	30	32	9	0,015	16,5	16	3	0,92	0,8	0,83
6.	1500	1400	30	32	10	0,015	16,5	16	3	0,92	0,8	0,83
7.	1500	1400	30	32	11	0,015	16,5	16	3	0,92	0,8	0,83
8.	1500	1400	30	32	12	0,015	16,5	16	3	0,92	0,8	0,83
9.	2000	1900	40	25	5	0,015	16,5	16	1	0.85	0,82	0,84
10.	2000	1900	40	25	6	0,015	16,5	16	1	0.85	0,82	0,84
11.	2000	1900	40	25	7	0,015	16,5	16	1	0.85	0,82	0,84
12.	2000	1900	40	25	8	0,015	16,5	16	1	0.85	0,82	0,84
13.	2000	1900	40	25	9	0,015	16,5	16	1	0.85	0,82	0,84
14.	2000	1900	40	25	10	0,015	16,5	16	1	0.85	0,82	0,84
15.	2000	1900	40	25	11	0,015	16,5	16	1	0.85	0,82	0,84