§ 10. Шестеренные насосы и гидромоторы

Шестеренные насосы бывают с внешним и внутренним зацеплением. В насосе с внешним зацеплением (рис. 33) при вращении шестерен 1 и 2 в на­правлении, указанном стрелками, жидкость, заключенная во впадинах шестерен, переносится из полости всасывания в полость нагнетания и затем выдавливается в напорную линию зубьями шестерен, вступающи­ми в зацепление. Число зубьев у шестерен принимают обычно равным 6... 12. В полости всасывания зубья выходят из зацепления и освобождае­мый объем заполняется жидкостью. Затем процесс повторяется.

Рис. 33. Схема шестеренного насоса с внешним зацеплением:

/, 2 — шестерни, 3 — корпус

Объемный КПД в основном зави­сит от утечек жидкости через зазоры, образованные головками зубьев и кор­пусом насоса, а также между торцовы­ми поверхностями шестерен и боковы-

Рис. 34. Шестеренный насос в разре­зе (а, б) и детали насоса (в):

1, 2 — кольца, 3 — отверстие, 4 — уплотнение, 5 — крышка, 6 — втулки, 7 — корпус насоса, 8, 9 — шестерни, 10 — болты, // — пластина, 12, 13 — кольца

ми стенками насоса. Кроме того, дополнительно возникают утечки по линии контакта зубьев. Максимально объемный КПД достигает 0,8...0,95. Чтобы уменьшить утечки, стремятся максимально уменьшить зазоры меж­ду шестернями и корпусом насоса. При изготовлении зубьев с высокой точно­стью утечки по линии их контакта могут быть сведены к нулю.

Насосы с внутренним зацеплением применяют значительно реже. Они компактнее, но сложнее по кон­струкции и дороже насосов с внешним зацеплением.

На экскаваторах применяют шесте­ренные насосы с внешним зацеплением с давлением 10... 14 МПа.

По числу пар шестерен различают односекционные (с одной парой шесте­рен) и многосекционные (с двумя

парами шестерен и более) насосы. На экскаваторах преимущественно приме­няют односекционные насосы.

В односекционном насосе (рис. 34) ведущая 8 и ведомая 9 шестерни изготовлены заодно с валами и заклю­чены в алюминиевый корпус 7, который закрывают крышкой 5, прикрепляемой болтами 10. Опорными подшипниками скольжения для валов являются плавающие втулки 6, одновременно они выполняют роль упорных подшип­ников для торцов шестерен 8 и 9. Поло­жение одной втулки относительно другой фиксируют лысками и проволо­кой.

Плавающие втулки автоматически прижимаются к шестерням независимо от степени износа их трущихся поверхностей подачей рабочей жидко­сти под давлением под торцы втулок.

Этим достигается высокий объемный КПД насоса (0,94) и увеличивается срок его службы. Во избежание перекосов втулок из-за неравномерной нагрузки со стороны всасывающей камеры установлена разгрузочная пластина //, обтянутая резиновым кольцом. Жидкость, просочившаяся по валам шестерен, поступает через отверстие 3 крышки и отверстие шестерни 9 в полости, которые соединены с камерой всасывания. Резиновые кольца 1 и 2, а также манжетное уплотнение 4 предотвраща­ют утечку жидкости из корпуса насоса. Уплотнение закреплено в крышке опорным 12 (см. рис. 34, б) и разрез­ным пружинным 13 кольцами.

На хвостовике вала . шестерни 8 сделаны шлицы для соединения насоса с двигателем с помощью муфты. К боковым плоскостям корпуса насоса болтами прикреплены патруб­ки, соединяющие полости нагнетания и всасывания с трубопроводами.

Насосы выпускают как правого, так и левого вращения и на их корпусах указывают: «Правый» или «Левый». Чтобы изменить направле­ние вращения, меняют местами веду­щую и ведомую шестерни, поворачива­ют крышку на 180°, а втулки так, чтобы изменилось положение линии их контакта по стыковым плоскостям относительно нагнетательной и всасы­вающей плоскостей.

Шестеренный гидромотор (рис. 35). Корпус 1 гидромотора сверху закрыт крышкой 3, через полости А и Б которой подводится рабочая жидкость, а через дренажную по­лость В — отводятся утечки. Гидромо­тор включает в себя три ведущие шестерни 8 (в разрезе видна одна шестерня), свободно вращающиеся на осях 7 и приводящие в движение ведомую шестерню 6, изготовленную заодно с валом. С помощью шайбы 2 распределяется жидкость, поступаю­щая через полости А и Б. Нижняя крышка 5 служит одновременно фланцем для крепления гидромотора. Все детали гидромотора стянуты по периметру болтами 9.

Рис. 35. Односекционный ше­стеренный гидромотор:

/ — корпус, 2 — шайба, 3, 5 — кры­шки, 4 — кольца, 6, 8, 10 — ше­стерни, 7 — оси, 9 — болты: А, Б, В—полости

Поверхность разъема уплотняется пятью резиновыми кольцами 4. На консольной части ведомой шестерни закреплена шестерня 10, которая непосредственно зацепляется с зубча­тым колесом приводимого механизма. Такой гидромотор развивает большой крутящий момент, поэтому его называ­ют высокомоментным и используют для непосредственного привода меха­низмов без редукторов, например для привода механизма поворота платфор­мы.

Шестеренные насосы и гидромото­ры отличаются рядом преимуществ: просты по конструкции, малогаба­ритны, могут работать при высокой частоте вращения. Полный КПД большинства шестеренных насосов в рабочей зоне не превышает 0,6...0,75, что меньше полного КПД насосов других типов. Кроме того, шесте­ренные насосы имеют небольшой срок службы при работе с высоким давлением, поэтому их рекомендуется применять в тех гидропередачах экскаваторов, где КПД не имеет существенного значения.