Шестеренчатый насос — принцип работы и устройство, характеристика, виды

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.

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.

Характерные признаки шестеренных насосов

Во всех шестеренных насосах:

• присутствуют три основных элемента — неподвижный статор и вращающиеся ротор и замыкатели
• герметично разделены всасывающая и нагнетательная камера за счет одновременного замыкания статора, ротора и замыкателей
• подача осуществляется посредством создания во всасывающей камере объема, герметично отсекаемого замыкателем
• образуется защемленный объем
• распределение жидкости во всасывающей и нагнетательной полостях — щелевое, а значит отсутствует потребность в золотниках и клапанах
• замыкатели имеют одну степень свободы
• подача жидкости неравномерна, присутствует пульсация подачи
• подача насоса не зависит от нагрузки

Многие из этих особенностей характерны и для других объемных гидравлических машин, что не удивительно ведь шестеренные насосы и являются объемными.

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.

Одноступенчатые насосы с вешним зацеплением

Насосы этого типа получили широкое распространение в технике, особенно часто такие насосы применяются в гидроприводах мобильных машин.

Причины заключаются в конструктивных особенностях шестеренных насосов данного типа:

• низкая цена
• большой диапазон допустимых скоростей вращения
• широкий диапазон вязкости рабочей жидкости, а значит возможность работы при большом перепаде температур
• возможность создать высокое давление при небольшом весе

Конструкция шестеренного насоса

В каждом шестеренном насосе наружного зацепления присутствуют:

• ведущий вал-шестерня
• ведомый вал-шестерня
• корпус
• крышки
• подшипники
• крепежные элементы

Принцип работы шестеренного насоса

Рассмотрим принцип действия шестеренного насоса наружного зацепления. Принципиальная схема такого насоса показана на рисунке.

В корпусе 1 установлены ведомая и ведущая шестерни, при их вращении воздух заполняющий объем между зубьями переносится в линию нагнетания 3 из полости всасывания 8. Таким образом в полости всасывания создается разряжение. Из-за возникшего перепада давления, масло поднимается из бака Б по всасывающему трубопроводу 7 и заполняет впадины между зубьями, находящиеся во всасывающей полости.

При вращении шестерен масло переносится в полость нагнетания и при входе зубьев в зацепление вытесняется в нагнетательный трубопровод.

Важно понимать, что подача жидкости осуществляется в направлении указанном стрелками, а не в месте зацепления.

Устройство и работа шестеренного насоса показаны в следующем ролике.

Ведущая и ведомые шестерни насоса

На рисунке показана одна из типовых конструкций шестернного насоса, ведомая и ведущая шестерни установлены в подшипниках скольжения.

Внутренняя поверхность корпуса служит замыкателем рабочей камеры./p>

Многоступенчатые шестеренные насосы

Многоступенчатые насосы применяют для повышения давления или подачи агрегата. Для повышения давления шестерные пары устанавливаются последовательно, для повышения производительности (подачи) — параллельно.

С помощью второй ступени, установленной последовательно, можно практически удвоить давление на выходе насоса, но при это снизится КПД машины, так как подача каждой предыдущей ступень должна превышать потребную подачу последующей, для обеспечения надежного запаса питания. Для сброса излишек жидкости на выходе каждой из ступеней устанавливается переливной клапан.

Для увеличения производительности применяют многошестерные насосы с тремя и более шестернями, размещенными вокруг центральной оси.

Секционные сдвоенные шестеренные насосы

В секционном насосе на одном ведущем валу расположено несколько шестерен, каждая из которых вращает ведомую шестерню. Получается, что в одном корпусе установлено несколько насосов, линии всасывания и нагнетания этих машин обычно разъедены, но могут быть и объединены в специальном конструктивном исполнении.

На рисунке показан сдвоенный шестеренный насос.

В состав насоса входят две пары шестерен, каждая из которых образует отдельный качающий узел. Для привода вала сдвоенного насоса в движения используется один двигатель.

Многошестеренные насосы

На рисунке представлена схема трехшестеренного насоса. В этом насосе шестерня 1 ведущая, а шестерни 2 и 3 — ведомые, полости 4 — всасывающие, а полости 5 — напорные. Такие насосы выгодно применять в гидроприводах, в которых необходимо иметь две независимые напорные гидролинии.

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.

1. Жидкость поступает через всасывающий патрубок в образовавшуюся полость между ротором (внешняя шестерня) и ведомой шестерней (внутренняя шестерня).
2. 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.
3. 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.

Марки шестеренных насосов

Рассмотрим перечь наиболее распространенных марок шестеренных насосов:

Насосы с внешним (наружным) зацеплением.

• НШ
• Г11
• НМШ
• GP
• HY/ZFS — Bosch
• 1PF2G2 — Rexroth
• IPH — Duplomatic
• X1P — Vivolo
• GHP — Marzocchi

Марки и производители насосов c внутренним зацеплением

• PGF3 Rexroth
• PGH4 Rexroth
• IGP5 Duplomatic
• IGP5 Duplomatic

Формулы для расчета подачи шестеренного насоса

Расчетная схема для определения подачи шестеренного насоса, и основные зависимости показаны на рисунке:

Q = 2π·dн·m·b·n

Распространена и другая форма записи формулы. Теоретическую подачу шестеренного насоса можно определить, используя зависимость:

Проблема запертого объема

Запертый объем

Немаловажной проблемой в эксплуатации шестеренного насоса, считается проблема запертого объема. Так как жидкости плохо подвергаются сжатию, и возникновение запертых объемов может серьёзно препятствовать работе гидромашины. Это происходит в следствии высокого момента сопротивления. Дабы решить эту проблему, на шестернях делают специальные канавки отвода жидкости, по которым избыточный объем уходит в зону всасывания или нагнетания.

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.

Основные области применения шестеренных насосов

Шестеренные насосы обычно используются для перекачки высоковязких жидкостей, таких как масло, краски, смолы или пищевые продукты. Они предпочтительны в любом применении, где требуется точное дозирование или выход высокого давления. На производительность шестеренного насоса давление не оказывает сильного влияния, поэтому они также имеют тенденцию быть предпочтительными в любой ситуации, когда подача нерегулярна.

Блок: 5/12 | Кол-во символов: 471 Источник: http://24techno-guide.ru/shesterennii-nasos-ustroistvo-i-princip-raboti.php 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. Блок: 6/6 | Кол-во символов: 248 Источник: https://traktoramira.ru/dopolnitelnoe-oborudovanie/nasos-shesterenchatyj-maslyanyj-gidravlicheskij-toplivnyj.html Принцип работы Принцип работы Шестеренный насос имеет следующий принцип работы который мы рассмотрим поэтапно: Забор жидкости происходит за счет выхода из зацепления шестерен в камере всасывания (1). Расходящиеся зубья расширяют объём камеры всасывания (1), в результате чего в камере образуется вакуум, который стремительно заполняется жидкостью через всасывающий канал. В следствии разности давлений в линии забора и подающей камеры (1). Шестерни переносят рабочую жидкость в пространстве промеж зубьев, из камеры (1) в (2); При вхождении зубьев шестеренного насоса в зацепление, происходит уменьшение объема камеры. В результате этого происходит выдавливание жидкости из камеры нагнетания. Блок: 4/9 | Кол-во символов: 692 Источник: https://gidropnevm.ru/gidravlicheskij-instrument/nasosy/shesterennyj-shesterenchatyj-nasos Преимущества иридиевой свечи зажигания Иридий — чрезвычайно твердый металл. Помимо твердости, основным его свойством является чрезвычайно высокая температура плавления (почти 2500 градусов Цельсия). С конца 20-го века иридий использовался в виде сплава в… Блок: 7/12 | Кол-во символов: 262 Источник: http://24techno-guide.ru/shesterennii-nasos-ustroistvo-i-princip-raboti.php Технические параметры Ниже представлена табличка с параметрами наиболее распространенных моделей. Схема насоса НШ-10: Блок: 7/14 | Кол-во символов: 119 Источник: https://portland.prom.ua/a331402-nasosy-shesterennye-nsh.html Диодный мост генератора автомобиля Диоды — это электронные устройства, которые пропускают электрический ток только в одном направлении. Благодаря этому свойству диоды используются для преобразования переменного тока в постоянный. В автомобильной электрической системе диоды можно найти… Блок: 8/12 | Кол-во символов: 293 Источник: http://24techno-guide.ru/shesterennii-nasos-ustroistvo-i-princip-raboti.php Преимущества и недостатки шестерных насосов Плюсы эксплуатации: Самые простые по устройству, в результате чего самые дешевые объемные насосы; Очень компактны; Высокая надежность; Минимальные требования к очистке рабочей жидкости; Не нужна смазка, ее роль выполняет рабочая жидкость; Минусы в работе: Низкий КПД, в большинстве случаев его значение не больше 0,6-0,75, этот показатель является самым маленьким, относительно иных типов; Пульсация рабочей жидкости в нагнетательной линии, в результате чего происходят скачки давления, что производит относительно высокий шум (до 90 дб). Это вызванно конструктивными особенностями зубчатого зацепления. Высока нагрузка на опоры шестерен. Происходит из-за высокой разницы давлений в нагнетательной и всасывающих областях. Приводит к повышенной скорости износа опор, что уменьшает срок эксплуатации устройства. Не рекомендуются к эксплуатации в гидросистемах с высоким давлением. В таких системах насосы подвергаются повышенному износу и быстро выходят из строя. Блок: 8/9 | Кол-во символов: 1003 Источник: https://gidropnevm.ru/gidravlicheskij-instrument/nasosy/shesterennyj-shesterenchatyj-nasos Маркировка шестеренных насосов В начале маркера используют следующий ряд буквенных обозначений: НШ – Насос шестерёнчатого вида; М – В качестве рабочей жидкости используется масло; Ф – крепление происходит по фланцевому типу; Затем идет ряд цифр, проставленных через тире описываем каждую по порядку: Количество литров, поданных, за 100 оборотов (Литры); Величина максимума давления (кг/см2); Объем подачи в час (м3/час) Величина давления на выходе из нагнетательной камеры (кг/см2) Далее может идти обозначение вещества из которого изготовлена внутреняя часть, через которую проходит рабочая жидкость: Ю – Алюминиевые сплавы; Б – Бронза; К – Сталь нержавеющая; Без буквенного обозначения означает что из чугуна; Так же в маркировке указывают сторону вращения основного вала. Разделяют два вида: Левый (Л) Правый (П) Пример маркировки «НМШ 8-25 6,3/2,5Б» НМШ -Означает что это шестеренный насос, он использует масло в качестве гидравлической жидкости. подача 8 литров на 100 оборотов; давление 25 кг/см2; 6,3 подача в час литров; 2.5 на выходе из нагнетающей камеры кг/см2; Б- внутренняя проточная часть из бронзы; Таблица технических характеристик основных видов насосов: Таблица характеристик Блок: 9/9 | Кол-во символов: 1189 Источник: https://gidropnevm.ru/gidravlicheskij-instrument/nasosy/shesterennyj-shesterenchatyj-nasos Схема насоса НШ-32: Схема насоса НШ-50: Схема насоса НШ-100: Блок: 9/14 | Кол-во символов: 65 Источник: https://portland.prom.ua/a331402-nasosy-shesterennye-nsh.html Залили УАЗ бетоном Как вы уже догадались, парни из YouTube-канала «Гараж 54» развлеклись на славу. Они залили «уазик» бетоном и даже не спрашивайте, зачем. Внедорожник превратился в настоящую бетонную самодвижущуюся крепость, которую не каждое оружие прошибет. Внешним… Блок: 10/12 | Кол-во символов: 276 Источник: http://24techno-guide.ru/shesterennii-nasos-ustroistvo-i-princip-raboti.php Маркировка НШ имеют разные модификации и маркировку.  Разберем, к примеру, НШ 10У-3ЛТ: НШ — означает насос шестеренный; 10 — объем, измеряется в кубических сантиметрах; У — серия Универсал; 3 — класс по давлению (16МПа); Л – левостороннее или правостороннее направление, если НШ правосторонний – то направление не обозначается; Т – климат. исполнение (Т — тропический, умеренный не обозначается) Блок: 10/14 | Кол-во символов: 409 Источник: https://portland.prom.ua/a331402-nasosy-shesterennye-nsh.html Выпрямление рамы автомобиля после аварии Мы часто слышим, как люди после аварии задаются вопросом, как работает процесс выпрямления рамы, и, что более важно, нужен он им вообще или нет. Чтобы помочь ответить на некоторые из этих вопросов, мы хотели дать представление о том, как работает про… Блок: 11/12 | Кол-во символов: 299 Источник: http://24techno-guide.ru/shesterennii-nasos-ustroistvo-i-princip-raboti.php Мощность шестеренного наоса НШ Ниже расположены два графика, на которых изображена зависимость необходимой мощности привода от скорости вращения. Эти данные относятся именно к номинальному режиму работы насоса. Блок: 11/14 | Кол-во символов: 212 Источник: https://portland.prom.ua/a331402-nasosy-shesterennye-nsh.html Удаление потертостей с кузова автомобиля зубной пастой Независимо от того, водите ли вы новую или подержанную машину, обнаружение новой вмятины, царапины или потертости, вещь не из приятных. Несмотря на то, что существует множество способов справиться с вмятинами, царапины и потертости устранить сложнее,…

Виды насосов

Кроме обычных моделей шестеренных насосов (например: НШ 10, НШ 32 и т.д.), насосы НШ бывают сдвоенные. По другому, такие насосы еще называют, как тандем. Наиболее распространенными сдвоенными насосами являются:

— НШ 10-10;

— НШ 16-10;

— НШ 32-10.

Хотя в настоящее время для некоторых видов техники могут подходить и другие вариации.

Ремонт

Если у Вас сломался насос – Вы можете выслать нам его на ремонт. Наши специалисты проведут диагностику, и мы сообщим Вам точную стоимость ремонта. Свяжитесь с нами по телефону и мы сообщим Вам, куда можно выслать насос. Также, мы покупаем б/у насосы на ремонтный фонд.

Вы можете купить у нас насосы различных модификаций по доступным ценам. На все изделия предоставляется гарантия. Отправляем по всей Украине наложенным платежом.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...