 |
Шестеренные насосы внешнего зацепления
|
|
|
|
Основными элементами шестеренных насосов внешнего зацепления являются шестерни. При вращении шестерен жидкость, заключенная во впадинах зубьев переносится из линии всасывания в линию нагнетания (рис.14). Поверхности зубьев А1 и А2 вытесняют при вращении шестерен больше жидкости чем может поместиться в пространстве освобождаемом зацепляющимися зубьями B1 и B2. Разность объемов, высвобождаемых двумя парами зубьев вытесняется в линию нагнетания. В месте зацепления шестерен при работе насоса образуются области «запертого» объема, что вызывает пульсации давления в линии нагнетания.
Рабочий объем шестеренного насоса можно определить из зависимости:
Где m – модуль зубьев
z – число зубьев
b – ширина зуба
h – высота зуба
Шестерни насосов внешнего зацепления в большинстве конструкций имеют прямой зуб, однако встречаются конструкции таких насосов с косым и шевронным зубом. Преимущество применения косого зуба состоит в меньшем уровне пульсаций за счет того что в месте зацепления «запертые» объемы не образуются. Недостатком конструкций с косым зубом является возникающая осевая сила, для восприятия которой нужно включать в конструкцию упорные подшипники. Этот недостаток отсутствует в насосах с шевронным зубом, где осевая сила компенсируется формой зуба. У насосов с шевронным зубом также малый уровень пульсаций.
Рис. 14
Конструктивный разрез шестеренного насоса с внешним зацеплением показан на рис. 15.
Рис. 15
Достоинства и недостатки шестеренных насосов внешнего зацепления:
Достоинства
- простота конструкции.
- Частоты вращения до 5000 об/мин
- Низкая стоимость
Недостатки
- Высокая пульсация давления
- Низкий КПД
- Сравнительно низкие давления
|
|
|
Шестеренные насосы внутреннего зацепления
Отличительной особенностью шестеренных насосов внутреннего зацепления является меньший уровень пульсаций и как следствие малый уровень шума. В связи с этим они находят широкое в стационарных машинах и механизмах, а так-же на мобильной технике работающей в закрытых помещениях.
Принцип работы шестеренного насоса с внутренним зацеплением состоит, как и у насосов внешнего зацепления, в переносе жидкости во впадинах шестерен от линии всасывания в линию нагнетания. В зоне всасывания при вращении шестерен объем камеры, образованной зубьями шестерен и серпообразным разделителем, увеличивается(см. рис. 16). При этом происходит наполнение рабочей камеры жидкостью из линии всасывания. В зоне нагнетания происходит процесс вытеснения рабочей жидкости в линию нагнетания, т.к. объем камеры в этой зоне при вращении шестерен уменьшается.
Рис. 16
Рабочий объем шестеренного насоса с внутренним можно определить из зависимости:
Где m – модуль зубьев
z – число зубьев внутренней шестерни
b – ширина зуба
h – высота зуба
Конструктивный разрез шестеренного насоса с внутренним зацеплением показан на рис. 17.
Рис.17
Достоинства и недостатки шестеренных насосов внутреннего зацепления:
Достоинства
- простота конструкции.
- Частоты вращения до 4000 об/мин
- Низкий уровень шума
- Низкая стоимость
Недостатки
- Низкий КПД
- Сравнительно низкие давления
Героторные насосы.
Героторные насосы это разновидность шестеренных насосов с внутренним зацеплением. Отличие от классической конструкции шестеренного насоса с внутренним зацеплением состоит в отсутствии серпообразного разделителя. Разделение полостей всасывания и нагнетания реализовано за счет применения специального профиля. Его форма такова что в зоне где должен находиться серпообразный разделитель обеспечен постоянный контакт шестерен. (рис.18). Принцип работы насоса данной конструкции точно такой же как и шестеренного насоса с внутренним зацеплением.Героторные насосы обычно используют при невысоких давлениях (до 15МПа) и подачах до 120 л/мин. При этом частоты вращения составляют не более 1500 об/мин.
|
|
|
Изображение героторногопоказано насосана рис. 19.
Рис.18
Рабочий объем героторного насоса можно определить из выражения:
Где Аmin,Аmin – минимальная и максимальная площадь межзубьевой камеры
z – число зубьев внутренней шестерни
b – ширина зуба
Рис.19
Достоинства и недостатки героторных насосов:
Достоинства
- Простота конструкции
- Низкий уровень шума
Недостатки
- Невысокий КПД
- Высокая по сравнению с шестеренными насосами стоимость
Роторно-винтовые насосы.
Еще одной разновидностью шестеренного насоса можно считать винтовые насосы. Их рабочие элементы можно представить как косозубые шестерни с количеством зубьев равному числу заходов винтовой нарезки. Главным преимуществом этих насосов является равномерность подачи и как следствие низкий уровень шума. Достоинством насоса также является его способность перекачивать жидкости с твердыми включениями. Давление развиваемое насосом может составлять до 20МПа. Частоты вращения до 1500 об/мин.
Ввиду сложности изготовления данного типа насосов, они не получили широкого распространения и применяются лишь в специфических гидросистемах. Существуют двух (рис. 20) и трехвинтовые (рис. 21) конструкции насосов.
Рис.20
Рис.21
Достоинства и недостаткироторно-винтовых насосов:
Достоинства
- Низкий уровень шума
- Низкий уровень пульсаций
Недостатки
- Невысокий КПД
- Высокая стоимость
Пластинчатые насосы.
Пластинчатые гидронасосы это гидромашины в которых роль вытеснителя рабочей жидкости выполняют радиально расположенные пластины, которые совершают возвратно-поступательные движения при вращении ротора. В российской литературе пластины часто называют – шиберами, а насосы – шиберными.
Различают пластинчатые гидронасосы однократного действия и двойного действия. У насосов однократного действия за один оборот вала гидромашины процесс всасывания и нагнетания осуществляется один раз, в машинах двойного действия - два раза.
|
|
|
Пластинчатые насосы имеют низкий уровень шума и хорошую равномерность подачи. Также эти насосы имеют сравнительно большие рабочие объемы при небольших габаритах. Пластинчатые гидронасосы могут работать на давлениях до 21МПа при частотах вращения до 1500 об/мин.
|
|
|
