Шестеренный насос с внешним зацеплением

На рис. 6.35. представлена схема шестеренного насоса с внешним зацеплением. Внутри корпуса на подшипниках вращается вал-шестерня 1. Ведущая шестерня 1 находится в зацеплении с ведомой шестерней 2 (как правило, такого же размера, как и шестерня 1).

Стенки корпуса 3 охватывают зубчатое зацепление со всех сторон с малым зазором (0,05 мм). По обе стороны зацепления находятся полости, соединенные с линиями всасывания и нагнетания. Работает насос следующим образом. Ведущая шестерня 1 приводит во вращение зубчатое зацепление. За счет увеличения объема полости всасывания при выходе какого-либо зуба из впадины сопрягаемой шестерни, в полости возникает разрежение.

Рис. 6.35. Шестеренный насос с внешним зацеплением:

1 – вал-шестерня; 2 – ведомая шестерня; 3 – корпус

Поступающая самотеком жидкость из линии всасывания заполняет впадины обеих шестерен. При переносе жидкости к нагнетательной линии, охватывающая зубчатое зацепление поверхность корпуса запирает жидкость во впадинах шестерен. В полости нагнетания жидкость выдавливается из впадин при вхождении зубьев одной шестерни во впадины другой.

В силу особенностей геометрии зубчатого зацепления, небольшое количество жидкости оказывается запертым во впадине зубом шестерни. Это приводит к появлению пиковых давлений, которые вызывают шум и разрушение опор валов шестерен.

Для устранения этого явления в боковых стенках корпуса насоса выполнены разгрузочные канавки, через которые зпертая жидкость отводится в полость нагнетания насоса.

Полость всасывания из-за меньших допустимых скоростей течения жидкости во всасывающем трубопроводе по размерам больше, чем полость нагнетания. В случае нарушения этого соотношении в пользу полости нагнетания во всасывающей полости в силу роста скорости течения (расход тот же) разрежение станет еще больше, что может привести к кавитации.

Равномерность подачи насосов с внешним зацеплением можно увеличить путем применения косозубых и шевронных шестерен. Потери энергии на трение в шестеренных машинах велики. Они обусловлены трением зубъев шестерен о боковые стенки крышек корпуса, трением в подшипниках и уплотнениях.

Наличие разности давления на выходе и входе насоса, наличие зазора между зубьями и охватывающей поверхностью корпуса, между зубъями и торцами крышек статора создают условия для обратного потока жидкости, что ухудшает характеристики насоса. Износ подшипников, также, нарушает герметичность гидромашины.

В реальных конструкциях для уменьшения утечек по торцовым зазорам часто применяют гидравлический поджим подшипников (рис. 6.36.), контактирующих с зубъями колес (шестерен).

Жидкость под давлением подводится к отверстию В, заполняет пространство между правой крышкой и подшипниками 2. Через пустотелый вал шестерни 3 жидкость поступает в полость возле задней крышки. Силы давления, действующие на внешние торцы подшипников 2, направлены навстречу друг другу. Они заставляют подшипники прижаться к торцам зубчатых колес 1 и 3, выбрав тем самым имевшиеся торцевые люфты у зубчатых колес.

Рис. 6.36. Шестеренный насос с внешним зацеплением
с компенсацией торцевых зазоров

1 – вал-шестерня; 2 – подшипник; 3 – ведомая шестерня.