принцип работы и устройство, характеристика, виды

За перемещение материалов в жидком состоянии отвечают различные типы насосов. Модификации различаются по параметрам давления на выходе, габаритам, производительностью в целом. При наружном использовании размеры не имеют значения, однако при использовании при ограниченном пространстве, в особенности под капотом автомобиля, имеют большую роль. Наиболее распространенный вид гидравлического механизма для различных жидкостей является шестеренчатый насос.

Шестеренчатый насос

Общее описание и назначение шестеренчатых насосов

Перемещение жидкостей по магистралям различного типа происходит использованием гидравлических насосов. Существует три основные категории устройства:

• роторный;
• шестеренчатый;
• мембранный тип.

Области применения шестеренчатого насоса являются среды, имеющие необходимое стабильное давление. Устанавливается система основным способом на автомобили, для перекачки масла и гидравлических составов. Шестеренчатый насос способен длительно обеспечивать всю систему необходимым давлением, практически не перегревается. Бесперебойная подача масла необходима для сохранения ресурса трущихся деталей, долговечной работы двигателя.

Шестеренчатый насос омывателя заднего стекла

В автомобилях, комплектующихся картером сухого типа, оборудованным дополнительным масляным баком, механизм отвечает за перегон жидкости из одной емкости к другой. Шестеренные насосы для масла используется для прогона масла за счет системы, состоящей из двух элементов. Первая шестеренка стабильно закреплена на валу, вторая именуются ведомой, находится при постоянном контакте с первым элементом. Нагнетание жидкости происходит за счет конструкции зубьев, они выполняют роль лопастей, захватывают масло.

Шестеренчатые механизмы подразделяются на два основных вида. Конструкция, имеющая внутреннее зацепление применяется при системах, где необходима компактность, надежность и высокая производительность. Разновидность насосов зацеплением наружного типа обладают более простой конструкцией, повышенной мощностью, однако имеют большие габариты.

Промышленный насос

Кроме автомобильной промышленности, шестеренчатые установки имеют крупную область применения. Существуют различные категории, различающиеся по уровню давления, от низкой до высокой системы оценки. Системы низкого давления рассчитаны на мощность до 5 бар, используются для перекачки изделий густого состава, средние – рассчитаны до 30 бар, применяются в гидравлических системах станков. Насосы высокого давления обладают производительностью до 70 бар, применяются некоторыми типами промышленного оборудования.

Принцип работы

Основной принцип нагнетания масла происходит образованием вакуума, за счёт движения шестеренок. Конструкциями применяется две шестеренки, одна из которых имеет приводной вал, соединяется ведомой шестерней. Вращение элементов происходит в разные стороны, поэтому местом сцепления производится всасывание и нагнетание жидкости. При процессе происходит забор состава в полость, после этого переход к области нагнетания и трубопровод. Шестеренный насос исключает обратную течь жидкостей, по причине плотного расположения зубьев между собой и корпусом.

Принцип работы внутреннего шестеренчатого насоса состоит по тому же принципу, но имеет некоторые отличия. Привод вращает ведущую шестеренку, внешнее соединение, соприкасаемое корпусом. Процесс всасывания выполняется созданным вакуумом, для предотвращения текучки масла в обратную сторону установлен серповидный уплотнитель, который играет роль клапана. Работа шестеренчатого насоса регулируется параметрами оборотов вала, максимальное давление может быть выставлено клапаном.

Технические характеристики

Принцип работы состоит из работы множества элементов, которые имеют различные характеристики. Для более полного понятия работы шестеренного насоса, важно изучить конструкцию, основные составляющие:

1. Рабочий объем измеряется кубическими сантиметрами, показатель основывается на объеме жидкости, выдаваемой за полный оборот вала.
2. Вытеснение измеряется в литрах за минуту, этот параметр также именуется производительностью механизмов.
3. Параметр установки корпуса принимающей станции относительно подающей жидкости именуется вакуумметрической высотой. Следует внимательно изучить параметр, т.к. при рекомендуемой высоте не более двух метров, шестеренчатый механизм не будет выдавать требуемого давления при превышении данного параметра. Обуславливается воздействием атмосферного давления во всасывающей камере и окружающей среде, а также мощностью электропривода.
4. Объемный КПД отвечает за параметр коэффициента подачи. Допустимые утечки из зазоров, соединений насоса, которые могут присутствовать из-за изношенных уплотнителей внутри корпуса. Шестеренчатый насос рекомендуется устанавливать, как можно ближе к емкости, чтобы избежать потери энергии на всасывание. Давление на входе может быть понижено по причинам слишком длинного соединения.
5. КПД гидромеханического типа указывает на потери вследствие трения масел о корпус насоса, последующие соединения.

Конструкция шестеренчатого насоса

Существуют основные параметры, такие как крутящий момент, номинальная мощность. Насос подбирается при соответствии поставленным задачам, мощность должна быть установлена с небольшим запасом, во избежание перегревов, поломки трущихся частей.

Классификация

Шестеренчатые насосы различных категорий распространены в химической, пищевой, строительной промышленностях.

Основным назначением является перекачка смазочных материалов или охлаждающей жидкости.

Зубчатый насос может подразделяться на виды конструкций, имеются шестерни внешним и внутренним зацеплением. Каждая из систем имеет отличительные стороны, достоинства и недостатки.

Шестеренные насосы с внешним зацеплением

Конструкция агрегата внешнего типа сцепления шестерен подразумевает постоянное соприкосновение деталей. Шестерни на корпусе вала могут быть расположены разным соотношением, имеются три основных типа:

• шевронная шестерня;
• цилиндрическая форма с косыми зубьями;
• прямая цилиндрическая форма зубьев.

Шевронные типы шестерен выдает более гладкий, плавный поток состава на выходе, как и косозубые разновидности. Поэтому большинство выбирает именно такой тип зубьев при покупке, прямая цилиндрическая форма считается устаревшей. Скорость вращения вала у шестеренчатых механизмов малой производительности варьируется от 1700 до 3500 об/мин. Для более производительных, крупногабаритных модификаций допускается скорость около 700 об/мин.

Шестеренный насос с внешним зацеплением

Конструкция, не имеющая внутри зазоров между корпусом и шестернями, позволяет производить модели повышенной мощности. Этот параметр дает возможность широко использовать насосы при различных гидравлических конструкциях. Материалы при изготовлении подбираются в соответствии с коррозийными параметрами деталей. Наиболее часто встречаются конструкции из чугуна с нержавеющими внутренними элементами.

Достоинства и недостатки насосов с внешним зацеплением

Любая система имеет положительные, отрицательные стороны. Для шестеренчатых внешнего зацепления можно выделить следующие преимущества:

• высокое выходное давление;
• работа с жидкостями высокой вязкости;
• перегрузки исключены, за это отвечают подшипники, установленные с двух сторон на каждом валу;
• различные материалы исполнения позволяют использовать установку со всеми составами;
• относительно бесшумная работа, возможное сопряжение с дозирующими контроллерами.

Недостатками можно выделить, что не допускается работа без определенной нагрузки, необходимо исключить попадание твердых субстанций во избежание заклинивания и излома привода. Также данные конструкции не применяются к составам низкой вязкости.

Насосы с внутренним зацеплением шестерен

Отличительной чертой шестеренчатых конструкций внутреннего зацепления является работа с материалами различной вязкости. Применяется при нагнетании как легко текущих материалов, так и тягучих жидкостей. Диапазон вязкости варьируется от 1 до 100000 сПз, что делает устройство универсальным. Температурные показатели могут достигать до 400 градусов, что позволяет использовать насосы при горячем или химическом производстве.

Составляющая часть изделия отличается наличием уплотнителя вала, встроенным предохранительным клапаном. Принцип действия состоит в передаче движения по шестерне, передаваемого на вал привода. Между шестернями возможно регулировать зазор, что помогает подбору необходимого режима работы, избегания перегрузок.

Насос с внутренним зацеплением

Основной принцип работы:

• Через подающую трубку происходит поступление жидкости к полости между шестерней и ротором.
• Прогон происходит между зубьями шестерней, вставка в виде полукруга обеспечивает защиту от перелива.
• Проточная часть гидравлического механизма всегда заполнена жидкостью в процессе работы. Вытесняется жидкость путем полностью стыкованных зубьев ротора, которые уплотнены вставками.

Положительные стороны внутренней сцепки

Конструкция внутреннего зацепа зубьев имеет ряд преимуществ, по сравнению с внешним типом устройства с высокой производительностью. Основные из них:

• одно уплотнение вала, два подвижных элемента имеют преимущество при сервисном обслуживании;
• перекачка туго вязких материалов;
• отсутствие пульсаций при работе;
• предоставление выбора зазора между зубьями, что позволяет работать материалами разной плотности.

Принцип работы насоса с внутренним зацеплением для вязких жидкостей

Недостатками можно отметить низкую производительность шестеренного насоса, повышенную чувствительность к твердым составам. Нахождение подшипника в погружаемой среде может отрицательно сказываться на антикоррозийных свойствах материала.

Типы уплотнения вала насоса

Имеются различные уплотнения вала шестеренчатого механизма, каждое из них применяется в соответствии с конструкцией, типом прогоняемой жидкости.

Встречаются следующие типы уплотнений:

• сальниковое или манжетное уплотнение, изготавливается из маслостойких разновидностей резины;
• уплотнение торцевого типа, газовая разновидность.

Газодинамические и магнитные муфты применяются в бесконтактной среде, что повышает прочность, надежность соединения.

Шестеренчатый насос (шестеренный) — виды, принцип работы

Насос – это гидравлическая техника различного назначения, которая может работать в режиме насоса или гидромотора в зависимости от того, какой вращательный момент передан валу. Вал может вращаться вправо, влево и в обратную сторону (реверсивно). По своему прямому назначению насосы могут быть крыльчатыми и поршневыми, сильфонными и пластинчато-роторными, кулачковыми с серпообразым ротором и импеллерными, синусыми и винтовыми, перестальтическими (шланговыми) и вихревыми, мембранными и оседиагональными (шнековыми), центробежными и  многосекционными, струйными аппаратами, гидротараннымии шестеренчатыми. Сегодня расскажем, что такое шестеренчатый насос.

Шестеренчатые насосы были запатентованы в СССР в конце сентября 1977-го года четырьмя инженерами мелитопольского института механизации сельского хозяйства Анатолием Кастеляни, Иваном Федоренко, Владимиром Черкуном и Михаилом Довгалем. Номер первого в СССР патента на усовершенствованный насос  шестеренчатый – 646090. При этом, аппарат НШ, в том виде, в котором мы его знаем, был изобретен Олегом Барановым в 1968 году.

Шестереночный, шестерной – это то же самое, что и шестеренные насосы, которые нашли широкое применение в системах гидравлики последнего поколения. Шестеренные насосы делятся на технику для:

Шестеренные насосы (НД) рассчитаны на уровень давления до 5-ти атмосфер, (СД) рассчитаны для уровня давления до 30-ти атмосфер и высокого (ВД) – на уровень давления до 70-ти атмосфер. При этом шестеренчатый насос НД может применяться в смазочных и охладительных системах станков, СД – в системах гидравлики фрезерных и шлифовальных станков.

Применение шестеренчатых насосов высокого давления можно встретить в гидравлической системе протяжного, сверлильного, фрезерного или токарного оборудования. Бывают также модели, специально спроектированные, чтобы пропускать воду или керамический краситель, масло или смазочные материалы.

Кроме того, эти аппараты делятся на:

• шестеренный насос с внутренним зацеплением;
• с зацеплением наружного типа.

Аппараты с наружным зацеплением – это техника, рассчитанная для работы с вязкими жидкостями, которые используют для смазки.  Эти аппараты достаточно просты в изготовлении, но не такие компактные, как аппараты с зацеплением внутреннего типа.

Принцип работы шестеренчатого насоса

Ведомая шестеренка аппарата с наружным способом зацепления вращается при постоянном контакте с ведущей шестеренкой. При этом шестеренки вращаются в противоположные стороны, и в полости всасывания, в момент выхода зубьев из зацепления образуется вакуум.

За счет образования вакуума жидкость попадает в полость всасывания, где постепенно перемещается в полость нагнетания, откуда выталкивается зубьями в нагнетательный трубопровод. При этом, контакт между зубьями шестеренок такой плотный, что делает обратный ток жидкости из камеры нагнетания в камеру всасывания невозможным.

В аппаратах с внутренним принципом зацепления принцип работы шестеренного насоса примерно тот же, за исключением того, что ведущая шестеренка, которую вращает электродвигатель, вращает и внешнее колесо. Всасывание жидкости обеспечивается создаваемым вакуумом, а предохранительным клапаном между отсеком всасывания и нагнетания в данном случае служит серповидный уплотнитель.

Например, производитель насосов шестеренных Вosch, создал целую линейку аппаратов AZP с внешним принципом зацепления, которая состоит из моделей:

• AZPB;
• AZPF;
• AZPN;
• AZPG;
• AZPS;
• AZPT;
• AZPU;

Это модельный ряд  нерегулируемых аппаратов с номинальным давлением от 250 до 280 бар. В остальном отличаются типовым рядом (последней буквой в маркировке модели от В до J). При этом, первые две буквы – AZ – это обозначение самого изделия, а Р – функция. Различия в типоразмерности внутри модельного ряда идут по постоянному и кратковременному рабочему давлению, а также минимальной и максимальной скорости вращения.

Последние четыре модели в списке обладают дополнительной функцией бесшумности при работе. Дополнительные характеристики всегда можно посмотреть в техническом паспорте и конфигураторе изделия.

Серия шестеренных насосов Г11 и Г11-11А используется в дозирующих устройствах и в аппаратах, где применяют технические масла и смазки, в которых повышенный уровень кинематической вязкости (до 400 мм²/с). При этом вязкость насосов может ограничиваться лишь смазывающей способностью жидкости и мощностью двигателя самого насосного аппарата.

Износостойкий корпус из чугуна и крышка из алюминиевого сплава, шестеренки из хромистой стали и манжетный тип уплотнения вала обеспечивают бесперебойную и надежную работу техники даже в условиях нагревания смазочных материалов до 60°C.

В стандартной модели насосов Г11-11А используют вал с правосторонним вращением. Но, по желанию заказчика модель можно модифицировать под левостороннее вращение или вообще, заменить прямое движение  жидкостей на реверсивное. Обо всех изменениях будут сообщать дополнительные буквы в маркировке (Л или Р).

Но, если техника моделей Г11 и Г11-А использовалась для перекачки материалов, которые не вызывали коррозию и не представляют опасность  при эксплуатации, то продукция компании VIP Technology рассчитана на абразивные, агрессивные и горючие материалы. Такие, например, как лак или краски, нефтепродукты или битум, нефтяного или дизельного топлива.

Такую насосную технику изготавливают из углеродистой стали и чугуна, а все уплотнения в конструкции представляют из себя соединение, в составе которого двойной графит и керамика. Иногда прокладки для вала и ведущего колеса могут выполняться из бронзы.

Принцип работы шестеренчатого насоса (видео)

Причины поломки шестеренной насосной техники

Основное условие нормальной работы любой гидравлической техники – это достаточный уровень давления жидкости внутри системы. Для того, чтобы более подробно рассмотреть возможные варианты неисправностей аппаратов, нужно четко понимать схематическую конструкцию напорной  шестеренчатой техники. Состоит шестеренчатый насос из:

• корпуса;
• крышки;
• ведущей шестерни;
• ведомой шестерни;
• втулки;
• сальника;
• уплотнителя;
• пластины;
• пружины;
• патрубка
• распределителя.

Вариант при котором отсутствует подача жидкости или ее поступает недостаточно возможен, если неисправен привод или перепутано направление движение жидкости. Например, по техпаспорту оно должно быть правым, а у вас стоит левое или реверсивное. Этот вариант так же возможен, если есть утечка жидкости или степень загрязнения жидкости превышает допустимые по техническому паспорту нормы.

Если внутри насосной техники стала образовываться пена, то это значит, что произошла разгерметизация корпуса, и в систему проникает воздух. Если в распределителе засорился золотник, или неправильно отрегулирован предохранительный клапан, то аппарат не будет давать нужного давления. Кроме того, обе эти причины могут привести к перегреву самого агрегата.

Если корпус вибрирует или издает не характерные для нормального режима работы звуки, стоит проверить привод на степень износа или трубопроводы на предмет возможной закупорки из-за повышенной вязкости жидкости внутри насоса. Если привод очень изношен, то напорная техника будет самопроизвольно отключаться.

Шестеренные насосы устройство и принцип действия

Описание

Шестерённый насос относят к виду объемных роторных гидромашин. Шестерённый насос – это роторный насос с рабочим органом в виде двух шестерён.

При вращении шестерён, жидкость поступает из полости всасывания во впадины между зубьями и перемещается в напорную полость.

Как правило, шестерённые насосы используют для подачи нефтепродуктов и других жидкостей без абразивных примесей. Не смотря на то, что принцип работы у всех шестерённых насосов одинаковые, они могут иметь абсолютно разное строение, отличаться деталями и работать в разных условиях.

Принцип работы 

Шестерённый насос крепится на раме-плите, к которой, в свою очередь, крепится насос и электродвигатель, соединенные между собой муфтой.

Основным рабочим элементом шестерённого насоса являются две прямозубые шестерни – ведущая и ведомая, изготавливаемые заодно с валами.

Опорами валов являются подшипники скольжения.

 

Насос с внутренним зацеплением

Рассмотрим шестерённый насос с внутренним зацеплением и шестерённый насос с внешним зацеплением.

Насос с внутренним зацеплением

Насос с внутренним зацеплением состоит из внутренней и внешней шестерни. Вращаясь, обе шестерни образуют вакуум в полости всасывания. Далее жидкость попадает в межзубное пространство, после чего попадает в полость нагнетания.

Для того чтобы не допустить поломки насоса при подъеме давления в трубопроводе нагнетания, на насосе устанавливается обратный клапан.

При подъеме давления в трубопроводе нагнетания, жидкость по отведенному в сторону либо вверх трубопроводу, перемещается к клапану, выдавливает его, и попадает в полость всасывания, тем самым образуя замкнутый круг.

 

Насос с внешним зацеплением

Электродвигатель вращает вал с ведущей шестернёй. Ведущая шестерня в свою очередь вращает ведомую.

За счёт минимального зазора шестерёнок между собой, а также зубьев шестерён и стенок рабочей полости, при вращении в зоне всасывания, образуется вакуум.

Однако в месте зацепления шестерёнок образуются, так называемые, запертые объемы. Одной из технических проблем в шестерённых насосах является проблема запертых объёмов, которой является нежелательным явлением.

Вследствие малой сжимаемости жидкости, возникновение запертых объёмов в процессе работы насоса, если не предусмотреть меры борьбы с ними, может привести к возникновению большого момента сопротивления.

Производители насосов серьезно относятся к данной проблеме и борются с ней различными методами. Например, между зубьев шестерни просверливается канал для отвода жидкости, через который жидкость попадает обратно в полость всасывания.

Так же устанавливается система поддержания давления в трубопроводе нагнетания.

При падении давления в трубопроводе нагнетания, число оборотов шестерни увеличивается. При увеличении – наоборот уменьшается.

Существуют также насосы, которые способны пропускать вместе с жидкостью довольно крупные примеси.

Преимущества

Преимуществами, описанных ранее насосов, являются:

• простота конструкции;
• высокая надёжность в сравнении с другими насосами;
• низкая стоимость;
• способность работать при высокой частоте вращения; поэтому их можно соединять непосредственно с валами тепловых или электрических двигателей;
• высокая надежность при работе со сплавами полимеров.

Недостатки

Однако у таких насосов существуют недостатки:

• нерегулируемость рабочего объема;
• неспособность работать при высоких давлениях; либо:
• высокие требования к материалам изготовлений деталей износа.
• высокая требовательность к качеству изготовлений шестерён и пластин, образующих корпус;
• двукратные изменения направления движения жидкости в насосе снижает КПД.

Шестерёнчатые насосы широко применяются в сфере перекачивания высоковязких жидкостей с температурой до 250°, например, такие жидкости как пищевые масла, жиры, шоколадная масса, лаки, краски, нефтепродукты, бытовая химия и т. д.

 

Шестеренчатый насос. Принцип работы и частые проблемы

Шестеренчатый гидронасос (в простонародье «шестеренник») – настоящее сердце гидравлической системы. Чем он лучше аксиально-поршневого «собрата» и почему иногда выходит из строя? Ответы в нашем материале!

Шестеренчатые насосы весьма просты в конструктивном плане. Они состоят из крышки с приводным валом, опорных втулок валов, сальника, уплотнительных пластин («восьмерок») и двух прямозубых шестерней.

Шестерни являются главными деталями. Они находятся в постоянной сцепке друг с другом. Во время работы насоса, в зоне выхода шестерней из зацепа образуется разреженное пространство. Благодаря этому рабочая жидкость поступает из гидробака в полость всасывания. После она описывает круг и оказывается в полости нагнетания, из которой попадает в гидросистему.

Простота конструкции делает шестеренные насосы более дешевыми и надежными по сравнению с аксиально-поршневыми. Они не так требовательны к качеству масла и всегда создают ровный, непульсирующий поток рабочей жидкости под нужным давлением.

Однако некоторые ругают «шестеренники» за то, что они часто ломаются или «не вытягивают» гидроцилиндр при большой загрузке полуприцепа. Но, как показывает практика, насос повинен в этой ситуации меньше всего.

«Порочный круг» в гидросистеме

Поломка почти всегда происходит из-за принудительного повышения давления в гидравлической системе. Так поступают, если гидроцилиндр стопорится, не в силах поднять сильно нагруженный полуприцеп.

На большинстве тягачей выходной шланг, ведущий от «шестеренника» к гидрораспределителю, имеет относительно низкую пропускную способность – примерно 100 литров в минуту. Этого вполне хватает для нормальной работы гидравлики при адекватной загрузке. Но в случае перегруза гидроцилиндр часто не может вытянуть все секции.

Тогда водитель не находит ничего лучше, как повысить обороты двигателя и «разогнать» насос. В этом случае шланг не успевает пропускать возросший объем рабочей жидкости. Распределитель заполняется, срабатывает предохранитель. В результате масло уходит не в гидроцилиндр, а в баки, и создается «порочный круг».

Усилия опять не хватает, поэтому водитель еще сильней раскручивает мотор. Из-за этого в точке выхода масла из насоса создается колоссальное давление. Оно воздействует на шестеренки, буквально вдавливая их в стенки рабочей камеры. Создается трение и насос приходит в негодность.

Не допускайте подобной ситуации! «Шестеренники» – достаточно тихоходные агрегаты, поэтому превышать давление в гидросистеме можно лишь имея достаточно широкий патрубок, ведущий к распределителю. Да и не виноват насос в том, что полуприцеп не может откинуться до конца. Если есть перегрузка, справиться с весом не может именно гидроцилиндр.

Недостаток сил

Гидроцилиндр самосвального полуприцепа имеет телескопическое строение. Чем ближе секция к сердцевине, тем меньшую площадь она имеет. При использовании стандартной гидравлики на 190 бар, каждому квадратному сантиметру рабочей поверхности цилиндра передается равное давление. Таким образом, внешняя секция цилиндра имеет грузоподъемность около 172 тонн, а четвертая по счету – лишь 72 тонны.

Это нормально в обычных условиях, например, в случае перевозки щебня. При подъёме п/прицепа часть груза высыпается, и вес уменьшается. В результате задача для последующих секций значительно облегчается. Но когда нужно выгрузить, например, мокрый песок, этого не происходит. Механизм стопорится, чаще всего на третей секции. И если мы в этот момент увеличим давление в гидросистеме, то либо сломаем насос, либо порвем стопорные кольца внутри цилиндра.

Чтобы этого избежать, не повышайте давление до той отметки, когда срабатывает колпачок-предохранитель в гидрораспределителе. Ну а наилучшим решением будет просто не перегружаться сверх нормы. Ведь даже самая надежная техника обязательно сломается при неправильной эксплуатации.

Шестеренный насос,принцип работы, схема,устройство

Устройство, принцип работы шестеренного насоса с внешним зубчатым зацеплением

Схематическое изображение шестеренного насоса с внешним зубчатым  зацеплением показано на рис.1

В расточках корпуса 1 размещены ведущая шестерня 2, приводимая во вращение валом 3, и ведомая шестерня 4, находящаяся в зацеплении с ведущей шестерней и  вращающаяся по отношению к ней в противоположном направлении. Межзубные впадины и зубья шестерен образует рабочие камеры, объём которых увеличивается при выходе зубьев из зацепления и уменьшается при входе  в зацепление. Жидкость из всасывающей магистрали заполняет межзубные впадины и переносится обеими шестернями в зону входа зубьев в зацепление, где она выдавливается ими в нагнетательную магистраль. Рабочие камеры с обоих торцов шестерен закрыты крышками или специальными пластинами, причем толщина шестерен выполняется несколько меньшей расстояния между крышками или пластинами, так что между шестернями и ними образуется очень малый осевой зазор. В радиальном направлении, между расточками в корпусе и наружной поверхностью шестерен также оставляется малый зазор, что позволяет добиться приемлемой герметичности рабочих камер.

Так как зубья шестерен входят в полное зацепление раньше, чем из впадин будет полностью выдавлена жидкость (т.е. часть ее оказывается как бы запертой в малом объёме), то возникает так называемая компрессия жидкости, сопровождаемая резким подъёмом давления. Чтобы избежать компрессии, на поверхности крышек или пластин выполняются разгрузочные канавки.

Очевидно, чем больше величина осевых и радиальных зазоров в конструкции насоса, тем больше количество жидкости сможет перетекать из зоны нагнетания в зону всасывания внутри насоса, но тем меньше будет трение между подвижными поверхностями, которое нужно преодолевать при вращении шестерен. Величина внутренних утечек жидкости представляет собой объёмные потери, а величина трения — определяет механические потери. Чем выше давление, которое должен развить насос, тем меньше должны быть зазоры между основными деталями, так как объёмные потери возрастают, с ростом зазоров, однако чем меньше зазоры, тем больше становятся усилия трения, поэтому конструкция насоса определяется условиями работы на которые он рассчитан.

Область применения шестеренных насосов

Для работы при давлении от 2,5 до 8,0 мПа используются насосы без компенсации зазоров, а для работы при давлениях от 10 до 25 мПа – насос с компенсацией осевых зазоров. Существуют насосы, у которых выполнена не только компенсация осевых, но и радиальных зазоров, однако, они встречаются реже.

Шестеренные насосы с внешним зацеплением могут иметь как малые рабочие объёмы – от 1 до 4 см³, так и сравнительно большие – до 250…400 см³, число оборотов приводного вала – от 750…900 до 2500…3000 об/мин.Шестеренные насосы широко используются в металлорежущих станках.Недостатком шестеренных насосов является невозможность регулировки подачи, повышенный уровень шума в работе, обусловленный сравнительно большой пульсацией подачи, а также ограниченность ресурса насосов с подшипниками качения с ростом рабочих давлений. Насосы с подшипниками скольжения не обеспечивают надежной работы при высоких давлениях на жидкостях с малой вязкостью.

А на master-plus.com.ua можно заказать любые оринальные запчасти для стиральной машины в Украине. Очень низкие цены!

Шестеренные насосы НШ — описание и принцип работы

Насосы шестеренные — как гидравлический агрегат

Шестеренные насосы — гидроагрегат в гидравлической системе самоходной техники или оборудования, нагнетающий давление (или создающий перекачивающее действие) путем ввода шестерен в зацепление и их вывода из зацепления.

Насос НШ является основным узлом гидросистемы (в которой он располагается) — получая механическую энергию от вращения двигателя или электромотора через соединительную муфту, насос в дальнейшем преобразует ее в гидравлическую энергию потока рабочей жидкости. Нагнетая рабочую жидкость под давлением, через гидравлические трубопроводу в другие гидроузлы и агрегаты, такие как: распределитель, гидромоторы, гидроцилиндры.

Перекачивающее действие одинаковое для каждого насоса. Все насосы (независимо от типа) создают увеличение объема на стороне всасывания и уменьшение объема на стороне нагнетания.

На рисунке выше, изображено условное обозначение насоса (с постоянным направлением потока) в гидравлической схеме.

Устройство шестеренного насоса

Шестеренный насос состоит из корпуса с входными и выходным отверстиями, перекачивающего механизма, состоящего из двух шестерен. Одна шестерня насажена на вал соединенный с первичным источником вращения. Другая шестерня является ведомой.

Принцип работы шестеренного насоса

Источник движения передает энергию вращения на вал насоса, и вал насоса начинает вращать ведущую шестерню, которая входит в зацепление с ведомой шестерней и вращает ее. Данное действие (вход в зацепление шестерен и выход из него) создает уменьшение и увеличение объема.

На входе, где зубья шестерен выходят из зацепления (увеличение объема), рабочая жидкость входит в корпус. Затем рабочая жидкость захватывается между зубьями шестерни и корпусом и перемещается на другую сторону шестерни, где зубья входят в зацепление (уменьшение объема) и выталкивают рабочую жидкость из корпуса насоса НШ в гидросистему.

Это принцип работы относится к типу шестеренных насосов с внешним зацеплением. То есть зубья обеих шестерен входящих в зацепление, находятся на их внешних окружностях. Иногда такие насосы называют насосами «шестерня на шестерне».

Также существуют насосы с внутренним зацеплением, где шестерня вращается по статору.

В шестеренных насосах с внешним зацеплением применяются три типа шестерен: прямые, геликоидальные и шевронные.

На рисунке выше, для примера изображены различные типы шестерен, а именно:

а — прямозубая шестерня

б — геликоидальная шестерня (косозубая)

в — шевронная шестерня

Так как прямозубые шестерни наиболее просты в изготовлении, то тип насоса с такими шестернями, является наиболее распространенным и дешевым.

Шестеренные насосы внесли существенный вклад на начальном этапе применения гидравлики в сельском хозяйстве, строительстве, горно-добывающей промышленности.

Так одним из первых примеров применения насоса НШ служит самосвал.

В грузовом автомобиле самосвале, подъем кузова осуществляется за счет гидроцилиндра. В данной гидросистеме, гидравлическую энергию обеспечивает шестеренный насос. Двигатель самосвала вращает вал насоса НШ, насос НШ закачивает рабочую жидкость из гидробака, затем через выходное отверстие подает ее под давлением через трубопровод  к гидрораспределителю, а гидрораспределитель направляет рабочую жидкость на гидроцилиндр, а излишки сливает через обратную линию в гидробак.

Направление вращения насоса НШ

Насос НШ делится на два типа по признаку вращения вала: правого вращения и левого вращения. Для того, чтобы определить какой тип вращения у насоса шестеренного, необходимо:

• смотреть на насос со стороны вала
• при этом насос расположить так, чтобы ведомая шестерня была ниже приводного вала

Если насос вращается по часовой стрелке (правое вращение), то входное отверстие будет находиться на левой стороне насоса, а выходное отверстие будет справа. Если же насос вращается против часовой стрелки (левое вращение), то входное отверстие будет справа, а выходное с левой стороны корпуса. Как на рисунке ниже:

Принцип работы шестереночных насосов

Принцип работы
В стартовый момент вращения со стороны входа образуется разрежение, среда из-за разности давлений (между атмосферным и давлением на входе) начинает заполнять специальные впадины, которые находятся между зубьями колёс. В результате происходит перемещение в зону нагнетания, откуда среда подаётся уже на выходной патрубок.
Обычно шестеренные насосы оснащены парой шестерен, которые скрыты в корпусе агрегата. Ведущее колесо приводится в движение посредством электродвигателя, хотя изредка встречаются модификации с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Второе колесо считается ведомым, оно приводится в движение в результате зацепления с первым. Когда насос включается в работу, зубья производят захват среды и прижимают её к внутренним стенкам корпуса. Затем эта среда проходит в сторону нагнетания. Плотное сцепление зубьев не даёт ей пройти обратно.
Минимальное количество зубьев в одном колесе может быть всего лишь 2, и при этом уже возможна полноценная работа. Но для этого ведомое колесо должно иметь форму восьмерки. При этом сами шестерни между собой не сцеплены, каждое из них приводится в работу собственным приводом.
В насосе с внутренним зацеплением поток вещества сильно закручивается в результате вращения двух колёс. При этом эти шестерни разделены между собой специальным серповидным элементом. Они располагаются одна в другой. По мере движения шестерен образуются зоны разрежения, поэтому перекачиваемая среда быстро всасывается. Далее по мере движения выхода межзубное расстояние сильно уменьшается, и вещество под давлением выбрасывается в выходной патрубок. Благодаря такой особенности конструкции шестеренные насосы с внутренним зацеплением практически не создают пульсацию потока.
Принципиальная схема устройства
Корпуса этих насосов обычно изготавливают из особо прочных материалов. Чем больше вязкость перекачиваемой среды, тем большую нагрузку он испытывает. Обычно ротор, ведомое и ведущее колесо изготавливают из нержавеющей стали. Корпус также может быть изготовлен из углеродистой вязкой стали. Для работы с некоторыми типами жидкостей может использоваться специальное покрытие, которое препятствуют задирам.
В конструкции шестеренного насоса помимо основных, перечисленных выше частей, также присутствуют крепежные детали, втулки, разнообразные уплотнения, предохранительные клапаны, вал, игольчатые подшипники, гайки, болты, цапфы и т.д. При работе с особо вязкими жидкостями вроде битумов и расплавов полимеров, устанавливают двойные байпасы, либо простые клапаны, которые обязательно оснащены дополнительным подогревом, чтобы не допустить забивания. Позиция ротора может быть точно отстроена при помощи специальных регулировочных круглых гаек. Основная нагрузка при вращении также ложится на крупные узловые подшипники.
Насосы с внутренним зацеплением
В насосах этого типа ведомое колесо обычно всегда имеет меньший размер, чем ведущее, внутри которого оно располагается. Ведомое колесо также опирается об специальный стальной полумесяц. Этот агрегат имеет способность к самовсасыванию, из-за того, что объём вытеснения превышает поглощаемый объём. У насосных агрегатов с таким типом зацепления уровень пульсации потока очень слабый, а, следовательно, и более низкий уровень шума. Эти насосы можно использовать в помещениях, где работают люди, их часто устанавливают на различную технику.

Принцип работы заключается в том, что перемещенное в межзубных камерах шестерен вещество попадает в нагнетательную линию. По мере вращения шестерен объём области всасывания увеличивается, что становится возможным благодаря форме серповидного элемента. Камера заполняется веществом, поступающим из области всасывания. После попадания перекачиваемой среды в область нагнетания далее она поступает в выходной патрубок. Основное преимущество агрегатов с внутренним зацеплением, над агрегатами с наружным зацеплением заключается в компактности размеров.
Следует выделить на общем фоне героторные насосы, которые также работают по типу внутреннего зацепления. Они ничем не отличаются по принципу работы, но в их основе работает классическая героторная подвижная пара. Они обеспечивают следующие показатели производительности:
— Давление не более 15 МПа.
— Максимальная скорость подачи не выше 0.12 кубометра в минуту.
— Скорость вращения вала ведущей шестерни не более 1500 об/мин.
Насосы с внешним зацеплением.
Основной тип конструкции – это схема, реализованная на паре шестерен. В процессе вращения перекачиваемая среда попадает между зубьями шестерен, в результате чего она попадает из области разрежения в область нагнетания.

Эти насосы создают незначительную пульсацию за счёт запертых между зубьями объёмов. Обычно зубья изготавливаются в трех исполнениях:
— Прямые зубья.
— Косые зубья.
— Шевронные зубья.

Использование косых зубьев полностью исключает образование запертых объёмов, поэтому даже у насосов с внешним зацеплением возможна работа без пульсации. Это исполнение также имеет свои недостатки, ведь существенно возрастает осевая сила. Для того, чтобы противостоять огромной нагрузке на оси, обычно устанавливают прочные упорные шарикоподшипники.
Оптимальной формой специалисты признают шевронную форму зуба, при которой достигается лучшее соотношение степени пульсации и нагрузки на оси шестерен. Но такие зубчатые колеса очень сложны в изготовлении.

⇒ Шестеренные насосы

⇒ Взаимозаменяемость шестренных насосов
⇒ Технические характеристики шестеренных насосов вернутся назад

Полезная информация о шестеренчатых насосах с внешним зацеплением

Что такое шестеренчатый насос с внешним зацеплением?

Шестеренчатый насос — это тип поршневого насоса прямого вытеснения. Шестеренчатые насосы используют действие вращающихся зубчатых колес или шестерен для перекачки жидкостей. Вращающиеся шестерни создают жидкостное уплотнение с корпусом насоса и создают разрежение на входе насоса. Жидкость, всасываемая в насос, заключена в полости вращающихся шестерен и передается на нагнетание.Шестеренчатый насос обеспечивает плавный безимпульсный поток, пропорциональный скорости вращения его шестерен.

Существует два основных исполнения шестеренчатого насоса: внутренний и внешний (рисунок 1). Насос с внутренним зацеплением имеет две блокирующие шестерни разного размера, одна из которых вращается внутри другой. Насос с внешним зацеплением состоит из двух идентичных взаимоблокирующихся шестерен, поддерживаемых отдельными валами. Обычно одна шестерня приводится в движение двигателем, а это приводит в движение другую шестерню (холостой ход). В некоторых случаях оба вала могут приводиться в движение двигателями.Валы поддерживаются подшипниками с каждой стороны корпуса.

В этой статье более подробно описаны насосы с внешним зацеплением.

Как работает шестеренчатый насос с внешним зацеплением?

Рабочий цикл шестеренчатого насоса с внутренним зацеплением состоит из трех стадий: наполнение, перекачка и подача (Рисунок 2).

1. Поскольку шестерни выходят из зацепления на впускной стороне насоса, они создают увеличенный объем. Жидкость течет в полости и захватывается зубьями шестерни, поскольку шестерни продолжают вращаться относительно корпуса насоса.

2. Уловленная жидкость перемещается от входа к выходу вокруг обсадной колонны.

3. Когда зубья шестерен блокируются на напорной стороне насоса, объем уменьшается, и жидкость вытесняется под давлением.

Никакая жидкость не передается обратно через центр между шестернями, потому что они заблокированы. Точные допуски между шестернями и корпусом позволяют насосу развивать всасывание на входе и предотвращать утечку жидкости обратно со стороны нагнетания (хотя утечка более вероятна для жидкостей с низкой вязкостью).

В насосах с внешним зацеплением

могут использоваться прямозубые, косозубые или елочные шестерни (рис. 3). Конструкция с косозубой шестерней может снизить шум и вибрацию насоса, поскольку зубья входят в зацепление и выходят из зацепления постепенно на протяжении всего вращения. Однако важно уравновесить осевые силы, возникающие от зубьев косозубой шестерни, и этого можно достичь, установив вместе два набора «зеркальных» косозубых шестерен или используя V-образный узор в виде елочки. При такой конструкции осевые силы, создаваемые каждой половиной шестерни, компенсируются.Цилиндрические зубчатые колеса имеют то преимущество, что они могут работать с очень высокой скоростью и их легче производить.

Каковы основные характеристики и преимущества шестеренчатого насоса с внешним зацеплением?

Шестеренчатые насосы компактны и просты с ограниченным количеством движущихся частей. Они не могут соответствовать давлению, создаваемому поршневыми насосами, или расходам центробежных насосов, но предлагают более высокие давления и пропускную способность, чем лопастные или кулачковые насосы. Насосы с внешним зацеплением особенно подходят для перекачивания воды, полимеров, топлива и химических добавок.Небольшие насосы с внешним зацеплением обычно работают со скоростью до 3500 об / мин, а более крупные модели с косозубой или елочкой могут работать со скоростью до 700 об / мин. Насосы с внешним зацеплением имеют жесткие допуски и опоры вала с обеих сторон шестерен. Это позволяет им работать под давлением до 7250 фунтов на квадратный дюйм (500 бар), что делает их хорошо подходящими для использования в гидравлических системах.

Поскольку выходная мощность прямо пропорциональна скорости и представляет собой плавный безимпульсный поток, насосы с внешним зацеплением обычно используются для операций дозирования и смешивания, поскольку дозирование является непрерывным, а производительность легко контролировать.Небольшой внутренний объем обеспечивает надежное измерение жидкости, проходящей через насос, и, следовательно, точное регулирование расхода. Они также широко используются в двигателях и коробках передач для циркуляции смазочного масла. Шестеренчатые насосы с внешним зацеплением также могут использоваться в гидравлических системах, обычно в транспортных средствах, подъемных механизмах и передвижном заводском оборудовании. Привод шестеренчатого насоса в обратном направлении с использованием масла, перекачиваемого из другого места в системе (обычно с помощью сдвоенного насоса в двигателе), создает двигатель. Это особенно полезно для подачи энергии в тех областях, где электрическое оборудование громоздко, дорого или неудобно.Тракторы, например, полагаются на насосы с внешним зацеплением с приводом от двигателя для обеспечения своей работы.

Насосы с внешним зацеплением могут быть спроектированы для работы с агрессивными жидкостями. Хотя они обычно изготавливаются из чугуна или нержавеющей стали, новые сплавы и композиты позволяют насосам работать с агрессивными жидкостями, такими как серная кислота, гипохлорит натрия, хлорид железа и гидроксид натрия.

Какие ограничения у шестеренчатого насоса?

Внешние шестеренчатые насосы являются самовсасывающими и могут работать всухую, хотя их характеристики всасывания улучшаются, если шестерни смочены.Шестерни должны смазываться перекачиваемой жидкостью и не должны работать всухую в течение длительного времени. Некоторые конструкции шестеренчатых насосов могут работать в любом направлении, поэтому один и тот же насос может использоваться, например, для загрузки и разгрузки судна.

Строгие допуски между шестернями и корпусом означают, что эти типы насосов подвержены износу, особенно при использовании с абразивными жидкостями или сырьем, содержащим унесенные твердые частицы. Насосы с внешним зацеплением имеют четыре подшипника в перекачиваемой среде и жесткие допуски, поэтому они менее подходят для работы с абразивными жидкостями.Для этих применений шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением более надежны, поскольку в жидкости работает только один подшипник (иногда два). Шестеренчатый насос всегда должен иметь сетчатый фильтр, установленный на стороне всасывания, чтобы защитить его от крупных, потенциально опасных твердых частиц.

Как правило, если предполагается, что насос будет работать с абразивными твердыми частицами, рекомендуется выбрать насос с большей производительностью, чтобы он мог работать на более низких скоростях для уменьшения износа. Однако следует иметь в виду, что объемный КПД шестеренчатого насоса снижается при более низких скоростях и расходах.Шестеренчатый насос не следует эксплуатировать слишком далеко от рекомендованной скорости.

Для высокотемпературных применений важно убедиться, что диапазон рабочих температур совместим со спецификацией насоса. Тепловое расширение корпуса и шестерен уменьшает зазоры внутри насоса, что также может привести к повышенному износу и, в крайних случаях, отказу насоса.

Несмотря на все меры предосторожности, шестеренчатые насосы, как правило, со временем изнашиваются шестерни, кожух и подшипники.По мере увеличения зазоров происходит постепенное снижение эффективности и увеличение проскальзывания потока: утечка перекачиваемой жидкости из нагнетательного патрубка обратно на всасывающую сторону. Проскальзывание потока пропорционально кубу зазоров между зубьями зубчатого венца и обсадной колонной, поэтому на практике износ оказывает небольшое влияние до тех пор, пока не будет достигнута критическая точка, от которой характеристики быстро ухудшаются.

Шестеренчатые насосы продолжают перекачивать, преодолевая противодавление, и, если они подвергаются блокировке на выходе, будут продолжать повышать давление в системе до тех пор, пока не выйдет из строя насос, трубопровод или другое оборудование.Хотя по этой причине большинство шестеренчатых насосов оснащены предохранительными клапанами, всегда рекомендуется устанавливать предохранительные клапаны в другом месте системы для защиты оборудования, расположенного ниже по потоку.

Высокие скорости и малые зазоры шестеренчатых насосов с внешним зацеплением делают их непригодными для перекачивания чувствительных к сдвигу жидкостей, таких как продукты питания, краски и мыло. Насосы с внутренним зацеплением, работающие на более низкой скорости, обычно предпочтительны для этих применений.

Каковы основные области применения шестеренчатых насосов?

Насосы с внешним зацеплением обычно используются для перекачивания воды, легких масел, химических добавок, смол или растворителей.Они предпочтительны в любых приложениях, где требуется точное дозирование, таких как топливо, полимеры или химические добавки. Производительность шестеренчатого насоса не сильно зависит от давления, поэтому они также предпочтительны в любой ситуации, когда подача нерегулярна.

Некоторые типичные области применения шестеренчатых насосов с внешним зацеплением:

• Вода

• Различное жидкое топливо и смазочные масла (системы смазки двигателей и коробок передач)

• Дозирование химических добавок и полимеров

• Химическое смешивание и смешивание

• Промышленное, сельскохозяйственное и мобильное гидравлическое оборудование (тракторы, дровоколы, подъемники и т. Д.))

• Кислоты и щелочь (с конструкцией из нержавеющей стали или композитного материала)

• Смолы и полимеры

• Спирты и растворители

Сводка

Насос с внешним зацеплением перемещает жидкость, многократно заключая фиксированный объем в блокирующие шестерни, передавая ее механически, чтобы обеспечить плавный безимпульсный поток, пропорциональный скорости вращения шестерен.

Насосы с внешним зацеплением обычно используются для перекачивания воды, легких масел, химических добавок, смол или растворителей. Они предпочтительны в приложениях, где требуется точное дозирование или выход высокого давления. Шестеренные насосы с внешним зацеплением способны выдерживать высокое давление. Жесткие допуски, несколько подшипников и высокая скорость работы делают их менее подходящими для жидкостей с высокой вязкостью или любой абразивной среды или подачи с унесенными твердыми частицами.

Эксплуатация и обслуживание шестеренчатого насоса

Шестеренчатые насосы являются наиболее распространенным типом поршневых насосов прямого вытеснения, идеально подходящих для перекачки жидкостей с высокой вязкостью, таких как автомобильные масла, пластмассы, краски, клеи и мыло.Они работают, создавая всасывание на входе с помощью вращающегося узла из двух шестерен — ведущей шестерни и холостого хода. Расход насоса определяется размером полости (объема) между зубьями шестерни, величиной проскальзывания (обратный поток) и скоростью вращения (об / мин) шестерен.

Как и в случае с любым другим насосом, правильная эксплуатация и регулярное техническое обслуживание жизненно важны для снижения затрат на ремонт насоса и повышения его эффективности. Ниже приведены полезные советы по эксплуатации шестеренчатого насоса и обеспечению его длительного срока службы за счет регулярного технического обслуживания.

Работа шестеренчатого насоса

— Работайте со скоростью, близкой к максимальной номинальной. Поскольку шестеренчатые насосы имеют низкий объемный КПД при низких скоростях и малых расходах, их следует эксплуатировать как можно ближе к их максимальным номинальным скоростям для повышения производительности и эффективности.

— Используйте специальные материалы при перекачивании жидкостей с абразивными материалами. Конструкция зубчатой ​​передачи шестеренчатого насоса позволяет частицам задерживаться в небольших пространствах, ускоряя износ и снижая эффективность.Если вам необходимо перекачивать жидкость, содержащую абразивные вещества, подумайте о том, чтобы связаться с производителем насоса, чтобы обсудить варианты затвердевших материалов.

— Убедитесь, что общий срок службы не превышает 7,5 фунтов на квадратный дюйм. Шестеренчатый насос не может создать идеальный вакуум, поэтому общий подъем (включая потери на трение в трубе) должен составлять половину атмосферного давления (примерно 7,5 фунтов на квадратный дюйм).

— Избегайте жидкостей с низкой вязкостью. Шестеренные насосы (особенно насосы с внутренним зацеплением) предназначены для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью, чтобы минимизировать скольжение.Перекачивание жидкостей с низкой вязкостью приводит к снижению расхода и эффективности, поскольку они «проскальзывают» через узкие пространства со стороны нагнетания насоса с более высоким давлением к стороне всасывания с более низким давлением.

— Не работать всухую. Зубья шестерни без смазки будут труться друг о друга, создавая трение и нагрев, поскольку зубцы расширяются и начинают тереться о корпус. Это может привести к выходу насоса из строя, что потребует дорогостоящего ремонта и простоя.

Обслуживание шестеренчатого насоса

— Вести записи о техническом обслуживании.Одна из наиболее важных вещей, которые вы можете сделать для обеспечения бесперебойной работы насоса, — это вести подробный учет базовой производительности насоса, регулярного технического обслуживания и любых ремонтов. Это поможет вам определить, как насос будет работать в будущем, и как лучше всего отремонтировать или заменить определенные детали.

— Регулярно проверяйте подшипники. Подшипники — это самая важная часть шестеренчатого насоса, которую необходимо обслуживать, поскольку они могут вызвать дисбаланс в случае неправильного размещения или неисправности. Регулярно проверяйте подшипники и при необходимости заменяйте, удаляя неисправный подшипник съемником.Чрезмерный шум может указывать на износ подшипников.

— Проверить зазор шестеренчатого насоса. Новый шестеренчатый насос имеет зазор от 0,007 до 0,005 дюйма как от зубьев, так и от камеры шестерен. Периодически проверяйте износ зубов, пытаясь провести лист бумаги между зазорами. Если он легко проходит между зазорами, это означает, что подшипники изношены и их следует заменить.

При соблюдении графиков регулярного технического обслуживания и надлежащих рабочих процедур шестеренчатые насосы могут быть эффективным и производительным решением для перекачивания высоковязких насосов.

Нравится то, что вы читаете?

2.972 Как работает шестеренчатый насос

НАЗВАНИЕ: Как работает шестеренчатый насос
АВТОР: Мартин Л. Калпеппер
КУРС: 2
ГОД: G

ОСНОВНОЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТРЕБОВАНИЕ: Преобразуйте механическую энергию в гидравлическую.

ДИЗАЙН-ПАРАМЕТР: Насос (шестеренчатый насос — это один из типов насосов, который может удовлетворить эту функциональную требование)

---

ГЕОМЕТРИЯ / СТРУКТУРА И ЧАСТИ:

---

ОБЪЯСНЕНИЕ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ:

Один вал приводится в движение мотором или другим средства

Шестерня, установленная на этом валу (ведущая шестерня), входит в зацепление с другой шестерней. (ведомая шестерня)

Жидкость на впускной стороне попадает во вращающиеся Зубья шестерни и корпус

Жидкость переносится по внешней стороне шестерен к выпускной стороне. насоса

Поскольку жидкость не может просачиваться обратно по пути, по которому она пришла, или между зубья шестерни в зацеплении (они создают уплотнение), она должна выйти из выпускного отверстия.

В некоторых шестеренчатых насосах есть боковые пластины, как правило, из латуни. который может быть заменен или повторно заточен, когда зазор между лицевой стороной шестерни и концом корпус становится слишком большим

---

ДОМИНАНТНАЯ ФИЗИКА:

Переменная	Описание	Метрические единицы	Английские единицы
P дюйм	Мощность на валу	Вт	Мощность
P из	Мощность, подводимая к гидравлической системе	Вт	Мощность
P убыток	Потеря мощности (т.е. к трению по цвету и вязкостному рассеиванию)	Вт	Мощность
w	Частота вращения вала	рад / с	об / мин
Dp	Повышение давления между входом и выходом	Паскалей	фунтов на кв. Дюйм
Q	Расход через насос	литров 3 / с	дюйм 3 / с
h м	Механический КПД	—	—

Насос получает мощность от вращающегося вала:

P _дюйм = T x w

Часть этой мощности рассеивается в насосе за счет трения колонны и вязкой жидкости. диссипация.Теоретически это нелегко выразить количественно и часто определяется. экспериментально. Эта мощность будет обозначена как P _потери .

P _потери = f (трение, вязкие эффекты ……)

Некоторое количество жидкости просачивается через зазор между сторонами шестерен и концевыми пластинами. (см. рисунок ниже). Этот зазор должен быть небольшим, чтобы поддерживать давление. увеличение по насосу. Увеличение зазора снижает способность насосов удерживать перепад давления между входом и выходом.Разрыв обычно составляет около 0,0005 дюймы.

Мощность, которая может быть получена от жидкости, выходящей из насоса, составляет:

P _выход = (Dp x Q) = P _дюйм — P _потеря = T x w — P _потеря

Это также можно выразить с помощью коэффициента полезного действия:

P _выход = h _м x P _дюйм

---

ОГРАНИЧИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА

Производительность / использование насоса ограничено:

КПД

h _m = из насоса P _{на выходе} / P _на .Это функция вязкости жидкости, зазора между внутренними компонентами, трение между сопряженными компонентами и другие переменные.

Обычно шестеренчатые насосы имеют КПД около 85%.

Подшипники

Многие насосы с внешним зацеплением используют подшипники скольжения для поддержки вращающихся валов. В для того, чтобы эти подшипники работали, требуется минимальная скорость (зависит от давления насос.) Помимо ограничения рабочей скорости, во многих случаях подшипники определяют максимальное давление, при котором может работать насос.Если перепад давления в насосе слишком велик, опорные подшипники не смогут выдерживают нагрузки на валы (которые возникают в основном из-за разницы давлений).

---

ПРИ НЕОБХОДИМОСТИ УЧАСТКИ / ГРАФИКИ / ТАБЛИЦЫ:

Не включать сюда

---

ГДЕ НАЙТИ ШЕСТЕРЕННЫЕ НАСОСЫ:

У этих насосов мало движущихся частей, что делает их недорогими. Эти насосы обычно используются там, где требуется от низкого до среднего давления (около 2500 — 4000 фунтов на квадратный дюйм) а механический КПД не очень важен (типичный КПД составляет около 85%.)

Шестеренные насосы можно встретить на следующих машинах:

1. Обычно масляный насос вашего автомобиля
2. Приспособление для ухода за газоном с гидравлическим приводом
3. Некоторые дровоколы с гидравлическим приводом
4. Гидравлические агрегаты на грузовые автомобили и спецтехнику
5. Дозирование (шестеренчатые насосы хорошо контролируют объемный расход)

---

ССЫЛКИ / ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Веб-страница

Viking Pump на Насосы с внешним зацеплением

Не забудьте добавить книгу по проектированию гидравлических компонентов

Прочие….

Внешние шестеренчатые насосы

Обзор внешнего шестеренчатого насоса Шестеренные насосы с внешним зацеплением являются популярным принципом перекачивания и часто используется в качестве смазочных насосов в станках, в гидравлических системах передачи энергии и в качестве масляные насосы в двигателях. Насосы с внешним зацеплением могут быть одинарными или двойными (два комплектов шестерен) насосных конфигураций с прямозубые (показаны), косозубые и елочные шестерни.Цилиндрические и шевронные шестерни обычно обеспечивают более плавный поток, чем прямозубые шестерни, хотя все типы шестерен относительно гладкие. В насосах с внешним зацеплением большой мощности обычно используются косозубые или елочные шестерни. Небольшой насосы с внешним зацеплением обычно работают при 1750 или 3450 об / мин, а более крупные модели работают при скорость до 640 об / мин. Шестеренные насосы с внешним зацеплением имеют жесткие допуски и валы поддержка с обеих сторон шестерен. Это позволяет им бежать к давление выше 3000 фунтов на квадратный дюйм / 200 бар, что делает их хорошо подходящими для использования в гидравлика.С четырьмя подшипниками в жидкости и жесткими допусками, они не подходят для работы с абразивными материалами или при экстремально высоких температурах Приложения. Плотнее внутренние зазоры обеспечивают более надежное измерение жидкости, проходящей через насос и для большего контроля потока. Из-за этого насосы с внешним зацеплением популярны для точного приложения для перекачки и измерения полимеров, топлива и химикатов. добавки. Как Работа шестеренчатых насосов с внешним зацеплением Насосы с внешним зацеплением по насосному действию аналогичны насосы с внутренним зацеплением, в которых две шестерни входят в зацепление и выходят из зацепления для создания потока.Тем не мение, в шестеренчатом насосе с внешним зацеплением используются две одинаковые шестерни, вращающиеся друг относительно друга — одна шестерня приводится в движение двигателем, который, в свою очередь, приводит в движение другую шестерню. Каждая шестерня поддерживается валом с подшипниками с обеих сторон шестерни. 1. Когда шестерни выходят из зацепления, они создают увеличивающийся объем на входной стороне. насоса. Жидкость течет в полость и захватывается зубьями шестерни при их вращении. 2. Жидкость перемещается по внутренней части корпуса в карманах между зубья и кожух — между шестернями не проходит. 3. Наконец, зацепление шестерен выталкивает жидкость через выпускное отверстие под давление. Поскольку шестерни поддерживаются с обеих сторон, насосы с внешним зацеплением работают тихо и обычно используются в системах с высоким давлением, например в гидравлических системах. С участием отсутствие консольных нагрузок на подшипники, вал ротора не может прогибаться и вызывать преждевременный износ. Преимущества Высокая скорость Высокое давление Без консольных нагрузок на подшипник Относительно тихая работа Дизайн подходит для самых разных материалов Недостатки Четыре втулки в жидкостной зоне Твердые вещества не допускаются Фиксированные концевые зазоры Приложения Распространенные применения шестеренчатых насосов с внешним зацеплением включают, но не ограничиваются: Различное жидкое топливо и смазочные масла Дозирование химических добавок и полимеров Химическое смешивание и смешивание (двойное насос) Промышленная и мобильная гидравлическая приложения (дровоколы, лифты и т. д.) Кислоты и щелочь (нержавеющая сталь или композитная конструкция) Перенос небольшого объема или приложение Материалы конструкции / Варианты конфигурации Композитный шестеренчатый насос с внешним зацеплением хорошо работает в коррозионные жидкости. Как видно из следующего списка, роторные насосы могут быть сконструированы для самых разных материалы.Благодаря точному подбору материалов конструкции с жидкостью, превосходное Результатом будет производительность жизненного цикла. Насосы с внешним зацеплением, в частности, могут быть спроектированы для обрабатывать даже самые агрессивные коррозионные жидкости. Пока внешняя передача насосы обычно изготавливаются из чугуна, новые материалы позволяют это насосы для перекачки жидкостей, таких как серная кислота, гипохлорит натрия, железо хлорид, гидроксид натрия и сотни других агрессивных жидкостей. Внешнее (головка, кожух, кронштейн) — Чугун, высокопрочный чугун, сталь, нержавеющая сталь, высоколегированные сплавы, композиты (PPS, ETFE) Внутренние части (валы) — Сталь, нержавеющая сталь, высоколегированные сплавы, глиноземистая керамика Внутренние части (шестерни) — Сталь, нержавеющая сталь, PTFE, композит (PPS) Втулка — Углерод, бронза, карбид кремния, игольчатые подшипники Уплотнение вала — Сальник, манжетное уплотнение, компонентное механическое уплотнение, с магнитным приводом насос Производители Дополнительные ресурсы © 2021, Школа насосов ® Школьная политика При поддержке Viking Pump, Inc.

Шестеренные насосы: конструкция, работа и надежность

Шестеренчатые насосы часто используются для перекачивания относительно вязких жидкостей, таких как некоторые вязкие жидкие углеводороды, жидкое топливо, перекачивание смазочного масла в агрегатах машин, гидравлических агрегатах и ​​гидравлических агрегатах передачи энергии. Шестеренчатые насосы являются наиболее популярным типом поршневых насосов. Маленькие шестеренчатые насосы обычно работают со скоростью от 1700 до 4500 об / мин, а более крупные модели чаще всего работают со скоростью ниже 1000 об / мин.

Шестеренчатый насос создает поток, перемещая жидкость между зубьями двух зацепляющихся шестерен. Камеры, образованные между соседними зубьями шестерни, окружены корпусом насоса и боковыми пластинами, также называемыми износостойкими или нажимными пластинами. На всасывании насоса создается частичный вакуум; жидкость поступает, заполняя пространство, и разносится вокруг выпускного отверстия шестерен. Поскольку зубья зацепляются на выпускном конце, жидкость вытесняется. Объемный КПД шестеренчатых насосов достигает 91 процента.

Шестеренчатые насосы имеют жесткие допуски и опору вала, как правило, с обеих сторон шестерен. Это позволяет им работать до давления выше 200 бар (изб.), Что делает их хорошо подходящими для использования в системах с высоким давлением. С подшипниками в жидкостях и с жесткими допусками шестеренчатые насосы обычно не подходят для работы с абразивными материалами или при чрезвычайно высоких температурах.

Более узкие внутренние зазоры обеспечивают надежное измерение жидкости, проходящей через насос, и лучший контроль потока.По этой причине шестеренчатые насосы могут использоваться для точной перекачки и дозирования.

Общие указания по редукторам

За последние несколько десятилетий появилось большое количество концепций насосов, и выбор подходящего насоса для конкретного применения с вязкими жидкостями стал одним из основных соображений. В общем, конкретный насос может эффективно работать для одного применения, но может не подходить для других. Чтобы облегчить выбор и проектирование насосов, были разработаны различные диаграммы и таблицы, иллюстрирующие эффективность и производительность различных типов насосов в зависимости от конкретной скорости и других параметров.В дополнение к этим теоретическим концепциям эффективности и пригодности диапазонов давления следует учитывать другие важные преимущества, такие как надежность, доступность, общие характеристики и эксплуатация. Среди объемных насосов шестеренчатые насосы обладают рядом существенных преимуществ.

Принцип шестеренчатого насоса характеризуется пульсациями низкого давления из-за большого количества зазоров между зубьями, по которым транспортируется жидкость, что приводит к отличным характеристикам всасывания и помогает предотвратить кавитацию.

Различные меры компенсации давления и характеристики шестеренчатых насосов могут обеспечить желаемый перепад давления и кривую характеристик потока для многих применений, а шестеренчатые насосы также могут предложить высокий КПД для многих целевых услуг.

Шестеренчатый насос прост и состоит из нескольких компонентов, что снижает производственные и эксплуатационные расходы.

Используя соответствующую комбинацию самосмазывающихся материалов, шестеренчатый насос может безопасно работать, даже когда пузырьки газа остаются в потоке вследствие явления кавитации.

Конструкция и работа

Когда шестерни выходят из зацепления, они создают увеличивающийся объем на стороне всасывания шестеренчатого насоса. Жидкость поступает в полость зубьев шестерни и захватывается зубьями шестерни при их вращении. Жидкость также может перемещаться по внутренней части кожуха в карманах между зубьями и кожухом. Этот небольшой поток не проходит между шестернями. Зацепление шестерен заставляет жидкость проходить через выпускное отверстие под давлением.

В шестеренчатых насосах рабочие зазоры между поверхностями шестерен, гребнями зубьев шестерен и корпусом создают относительно постоянные потери в любом перекачиваемом объеме при фиксированном давлении.Это означает, что объемный КПД при низких скоростях и малых расходах может быть низким, поэтому шестеренчатые насосы должны работать с максимальной номинальной скоростью.

Хотя потери через рабочие зазоры, или «проскальзывание», увеличиваются с увеличением давления, они почти постоянны при различных скоростях и расходах и изменяются линейно по мере изменения давления. Изменение скольжения с изменением давления обычно мало влияет на производительность при работе с более высокими скоростями и выходами.

Во многих случаях перекачивания вязких жидкостей требуется регулировка расхода независимо от давления нагнетания, а также не зависящая от давления объемная эффективность.Некоторые шестеренчатые насосы состоят из уплотняющего элемента, компенсирующего давление, который может уменьшить зазоры на торце и наконечнике, уменьшить внутреннюю утечку и повысить объемный КПД. Конструкция уплотнительных элементов обычно основывается на теоретических предположениях в сочетании с практическим опытом. Оптимизацию геометрии и конструкции уплотнения следует проводить в несколько этапов. Опыт эксплуатации шестеренчатых насосов, использующих правильно спроектированные уплотнительные элементы для компенсации давления, показал, что при превышении критического перепада давления (скажем, около 6-10 бар изб.) Желаемые характеристики и почти независимый от давления объемный КПД могут составлять от 74 до 88 процентов. достигнуто.

Кроме того, следует измерить пульсации давления, вызванные неустойчивой подачей шестеренчатого насоса, чтобы убедиться в безотказной работе шестеренчатого насоса. Пульсации или колебания давления (всасывание или нагнетание) могут возникать в результате взаимодействия динамики откачки с динамическим поведением системы всасывающего и нагнетательного трубопроводов. Наличие пульсации давления приведет к колебаниям перепада давления и, следовательно, к колеблющемуся потоку в межзубье зубчатого колеса.Если точки минимальной пульсации давления совпадают с фазой расширения при открытии боковых участков потока, это может привести к некоторым неисправностям или снижению производительности.

В шестеренчатом насосе на момент трения и последующую работу насоса и требуемую мощность может влиять температура жидкости, а также рабочее давление и скорость насоса. Когда перепад давления велик, момент трения сначала уменьшается, а затем увеличивается с увеличением скорости насоса. При большом перепаде давления момент трения может стать выше с увеличением температуры жидкости в области низкой скорости насоса, но может иметь противоположную тенденцию в области высокой скорости насоса.

Переходные процессы и кавитация

Когда шестеренчатый насос работает с относительно низким давлением всасывания (например, когда жидкость поступает из резервуара на более низком уровне), давление во всасывающем трубопроводе и камере приближается к давлению пара, и кавитация может происходить выше по потоку от шестерни. область зацепления.

Другой распространенной эксплуатационной проблемой является кавитация при переходных режимах работы. Одной из частых причин кавитации является недостаточный поток в расширяющиеся межзубные объемы.Во многих теоретических или практических исследованиях по этим темам следует учитывать межзубьевые объемы, которые образуются у основания ведущей и ведомой шестерен. Сжимаемый поток в эти объемы и из них играет важную роль в кавитации и переходных режимах.

Для изучения влияния рабочих параметров, таких как давление всасывания, на работу насоса, в тематическом исследовании шестеренчатый насос работал со скоростью 1200 об / мин и 3400 об / мин при давлении нагнетания около 20 бар изб.Всасывание насоса из атмосферного бака. Падение давления на всасывании на 0,8 бар наблюдалось при работе насоса со скоростью 3400 об / мин. Другими словами, при скорости около 3400 об / мин шестеренчатый насос должен работать при среднем абсолютном давлении всасывания 0,2 бара (абс.), Что относительно близко к пределу насоса, и следует ожидать кавитации. При 1500 об / мин такая же ситуация представляла меньшее падение давления на всасывании — всего около 0,5 бар; это привело к среднему абсолютному давлению на всасывании примерно 0.5 бар с хорошим запасом против кавитации.

Производство и производительность

Шестеренчатые насосы

обычно бывают с одинарными или сдвоенными (два набора шестерен) насосными конфигурациями с различными типами шестерен, такими как прямозубые, косозубые, шестеренчатые. Цилиндрические зубчатые колеса и зубчатые колеса типа «елочка» обычно обеспечивают более плавный поток по сравнению с цилиндрическими зубчатыми колесами, хотя все типы зубчатых колес относительно гладкие. Прямозубые цилиндрические зубчатые колеса легче всего нарезать, и они наиболее широко используются.Цилиндрические и елочные шестерни работают тише, но стоят дороже. Обычно они используются в шестеренчатых насосах большой мощности.

Объем рабочего объема шестеренчатого насоса напрямую зависит от профиля зуба шестерни. Поскольку профиль зуба эвольвентной шестерни легко изготовить и можно применить технологию передачи мощности, этот профиль обычно применяют для недорогого шестеренчатого насоса. В эвольвентной шестерне профили зубьев представляют собой эвольвенты окружности.

Угол давления — это острый угол между линией действия и нормалью к линии, соединяющей центры шестерен.Теоретически производители шестерен могут производить любой угол прижима. Однако наиболее распространенные шестерни имеют угол давления 20 градусов, а шестерни с углом сжатия 14,5 и 25 градусов являются другими распространенными вариантами. Увеличение угла давления увеличивает ширину основания зуба шестерни, что приводит к большей прочности и грузоподъемности. Уменьшение угла давления обеспечивает меньший люфт, более плавную работу и меньшую чувствительность к производственным ошибкам. Винтовые эвольвентные шестерни используются только в ограниченных случаях, когда спирали двух эвольвент имеют разную «руку», а «линия действия» — это внешние касательные к базовым окружностям.

Многие шестеренчатые насосы используют косозубые шестерни. Зубья косозубых шестерен срезаны под углом к ​​торцу шестерни. Когда два зуба в системе косозубой шестерни входят в зацепление, контакт начинается на одном конце зуба и постепенно расширяется по мере вращения шестерен, пока два зуба не войдут в полное зацепление. Благодаря этому постепенному зацеплению косозубые шестерни работают более плавно и тихо, чем прямозубые. Из-за угла зубьев косозубых шестерен, когда они зацепляются, на шестерню создается осевая нагрузка (осевая нагрузка).

Эта нагрузка должна быть устранена, например, с помощью упорных (осевых) подшипников. Использование косозубых шестерен показано, когда применение связано с относительно высокими скоростями, относительно мощными насосами или когда важно снижение шума.

В качестве указания, скорость может считаться высокой, если скорость продольной линии превышает 20 метров в секунду.

Шестерня типа «елочка» — это особый тип двойной косозубой шестерни, которая представляет собой поперечную комбинацию двух косозубых шестерен противоположных стрелок.Сверху винтовые канавки этой шестерни выглядят как буква «V». В отличие от косозубых шестерен, шестерни в елочку не создают дополнительной осевой нагрузки. Как и косозубые шестерни, шестерни с елочкой имеют преимущество в том, что они работают плавно, потому что в любой момент времени в зацеплении будут находиться более двух зубьев. Их преимущество перед косозубыми шестернями состоит в том, что боковая тяга одной половины уравновешивается усилием другой половины. Это означает, что можно использовать шестерни типа «елочка», не требуя значительного упорного подшипника.

Прецизионные зубчатые колеса типа «елочка» сложнее изготовить, чем аналогичные прямозубые или одинарные косозубые зубчатые колеса, и, следовательно, они более дороги. Недостатком зубчатого колеса типа «елочка» является то, что его нельзя разрезать простыми зубофрезерными станками, так как резак может наткнуться на другую половину зубчатого колеса. Следовательно, необходимо современное дорогостоящее производственное оборудование, такое как современные ЧПУ.

См. Другие статьи для специалистов по техническому обслуживанию здесь.

Что такое шестеренчатый насос? — Строительство, проектирование и работа

Что такое шестеренчатый насос? Шестеренчатый насос — это тип ротационного насоса прямого вытеснения с постоянной подачей.Это означает, что он генерирует постоянное количество. Он преобразует механическую энергию в энергию жидкости, создавая вакуумное всасывание с помощью зубчатого зацепления. Пространство, оставшееся между этими зубчатыми зацеплениями, засасывает высоковязкие жидкости, вытесняя их вдоль стенок корпуса, а затем к выходу.

Шестеренчатый насос хорошо подходит для жидкости с высокой вязкостью, такой как масло, поскольку не требует заливки; не смешивают и не эмульгируют жидкость, эффективны и имеют высокий напор с устойчивостью к мелким частицам.Это может вызвать у вас сомнения и вопросы: «Можно ли использовать шестеренчатый насос для воды? «.

Можно ли использовать шестеренчатый насос для воды?

Теоретически « YES » шестеренчатый насос может использоваться для перекачивания воды, пока всасывающий патрубок заполнен жидкой водой. Шестеренчатый насос не рекомендуется для использования с водой; так как вода не обладает смазывающими свойствами и, таким образом, приводит к эрозии зубьев шестерен. Кроме того, шестеренчатые насосы имеют тенденцию к проскальзыванию с жидкостями с низкой вязкостью, такими как вода, что влияет на конечное давление на выходе.

Скольжение — это явление рециркуляции частей выходного потока обратно во всасывающее отверстие через внутренний зазор в шестеренчатом насосе. Увеличение проскальзывания снижает общий КПД насоса, что делает его неэкономичным для водных применений.

Конструкция и конструкция шестеренчатого насоса

Шестеренчатый насос содержит две или более вращающихся шестерни внутри корпуса с большим допуском между корпусом и шестернями. Точки входа и выхода выполнены в корпусе насоса для правильной перекачки жидкости.По конструкции шестеренчатый насос может быть шестеренчатого типа с внешним или внутренним зацеплением.

В шестеренчатом насосе с внешним зацеплением одинаковые шестерни расположены рядом друг с другом; с одним подключенным к двигателю; которые затем приводят в движение другую передачу. С другой стороны, небольшая промежуточная или ведомая шестерня расположена внутри большой шестерни ротора в шестеренных насосах с внутренним зацеплением.

Шестеренчатые насосы с внешним зацеплением являются наиболее распространенными из-за их низкой стоимости и хороших характеристик при высоком давлении. В зависимости от конструкции они могут быть как однонаправленными, так и двунаправленными; имеют низкий уровень шума, компактную конструкцию, отличную производительность и лучшую надежность.

Как правило, насос с косозубой шестеренкой предпочтительнее прямозубого шестеренчатого насоса; из-за лучшего рабочего поведения одного над другим. Однако насосы с цилиндрической шестерней конструктивно проще и дешевле своих аналогов; Таким образом, правильный тип передачи выбирается исходя из требуемых параметров. Для шестеренчатых насосов смещение жидкости на оборот зубьев шестерни рассчитывается по формуле: —

Q = ∫0zt0Vndt

And,

Колебания потока (η) = Vmax — VminVav

Здесь

Q = Объем жидкости

Z = Количество связанных зубьев

V _n = Объемный расход жидкости.

t ₀ = Время на оборот зубьев.

V _max = Максимальный объемный расход

V _min = Минимальный объемный расход

V _av = Средний расход.

Как работает шестеренчатый насос?

Когда два зубчатых колеса вращаются внутри закрытого кожуха, воздух захватывается между двумя зубьями и вдоль зубьев и кожуха, создавая вакуум. Это приводит к положительному подъему жидкости к всасывающему отверстию насоса.насос будет продолжать всасывать воздух до тех пор, пока он не начнет получать постоянную подачу жидкости на его входной стороне.

Жидкость всасывается при атмосферном давлении; прежде чем оказаться зажатым между зубьями двух колес. Медленно вязкая жидкость будет тянуться к выходу и откачиваться наружу. Насос хорошо работает даже в режиме холостого хода, но работает еще лучше, когда он уже заправлен. На судне эти насосы используются в качестве насоса смазочного масла, насоса перекачки мазута и насоса котельного топлива.

Дополнительный предохранительный клапан в виде предохранительного клапана установлен в шестеренчатом ротационном насосе, чтобы избежать повреждения насоса или трубопровода. Предохранительный клапан снизит избыточное давление в случае неисправности или аварийной ситуации; защита оборудования и окружающей среды.

Что такое люфт шестеренчатого насоса и его применение?

Люфт — это небольшой зазор, оставшийся после встречи зубьев друг с другом во время нормальной работы насоса. Это может быть как желательным, так и нежелательным в зависимости от ситуации.Например, люфт ограничивает быстрое и легкое реверсирование шестеренчатых насосов; с другой стороны, он также обеспечивает надлежащую смазку, предотвращающую заклинивание или заедание зубьев шестерни. Это также играет ключевую роль в поддержании надлежащего срока службы подшипников и предотвращении перегрева.

Основные преимущества наличия соответствующего люфта между шестернями: —

1. Пониженный шум
2. Лучшая смазка
3. Избегайте перегрева
4. Бесперебойная работа
5. Нет необходимости конструировать насосы с высокой точностью.

Анимация работы шестеренчатого насоса

Преимущества и недостатки шестеренчатого насоса

Шестеренчатые насосы можно использовать для множества применений, но они предпочтительны и ограничиваются жидкостями с высокой вязкостью. Основные преимущества и недостатки этих насосов: —

Преимущество

• Дешевый / Экономичный
• Высокое число оборотов в минуту
• Надежный
• Реверсивный
• Простая конструкция
• Контролируемый выход
• Самовсасывающий
• Меньшая подверженность кавитации.
• Работает с большим разнообразием вязких жидкостей.

Недостатки

• Может стать неэффективным из-за кавитации или эрозии
• Может быть шумным
• Не работает с большим количеством абразивных частиц.
• Не подходят для воды и других жидкостей с низкой вязкостью.

Разница между шестеренчатым насосом и центробежным насосом

Шестеренчатый насос	Центробежный насос
04 Тип поршневого насоса насос динамического давления
Эти насосы используются в основном для жидкостей с высокой вязкостью, таких как нефть.	Эти насосы используются для жидкостей с низкой вязкостью, таких как вода
Шестеренчатые насосы используются для высокого напора и низкого расхода.	Центробежный насос используется для низкого напора и высокого расхода.
Высокий КПД	Низкий КПД
Дешевый и простой	Простой, но относительно дорогой
Высокий склонность к кавитации 952
Самовсасывающий	Требуется заливка
Для перекачки жидкости используются зубья шестерни.	Используйте крыльчатку для перекачки жидкости.
Требуется небольшой зазор и точность деталей	Не требует такого малого зазора и точности деталей.
Можно обратить вспять без побочных эффектов.	Невозможно восстановить без побочных эффектов.

Техническое обслуживание

Правильное техническое обслуживание и уход являются наиболее важными аспектами бесперебойной работы шестеренчатого насоса.Надлежащие записи о прошлом обслуживании / ремонте, производительности и замене помогут определить производительность насоса в будущем. Проверьте работу клапана регулирования давления, чтобы гарантировать безопасность в случае превышения давления.

Реле потока, если оно установлено, необходимо проверить на работу, чтобы избежать работы насосов всухую. Шестеренчатый насос при работе всухую приводит к локальному перегреву и износу зубьев шестерен. Подшипники насоса необходимо заменять при каждом капитальном ремонте; подшипники наиболее подвержены повреждениям, ведущим к несоосности и дисбалансу шестеренчатого насоса.

Проверяйте состояние подшипников при каждом техническом обслуживании и при необходимости заменяйте или при каждом капитальном ремонте. Любой необычный шум или внезапное усиление шума насоса является явным признаком выхода подшипника из строя из-за износа или повреждения; и нужно заменить.

Также читайте:

Не можете найти то, что ищете?

Почему бы не запросить собственную тему!

Что такое шестеренчатые насосы?

Направляющая шестеренчатого насоса

Что такое шестеренчатый насос?

Шестеренчатый насос — это роторный поршневой насос, который может быть двух конструкций — с внутренним эксцентриком или внешним (также известный как косозубая шестерня).

Конструкция, выбранная для процесса, зависит от вязкости жидкости и требуемого давления, так как внутренняя конструкция изменяется в зависимости от типа жидкости с различными стилями зубьев, приспособленными для соответствия условиям, которые ограничивают скорость вращения.

Они очень универсальны, будучи самовсасывающими до 6,5 м, объемным вытеснением, генерирующим непульсирующий поток, и выдерживают вязкость от 1 до 1 000 000 сСт.

Как работает шестеренчатый насос?

Шестеренчатые насосы работают через две холостые шестерни, по которым жидкость перемещается между полостями внутри зубьев и полостями.Жидкость захватывается зубьями при их вращении. Когда жидкость выбирает путь наименьшего сопротивления, жидкость течет к выпускному отверстию через сетчатые части. Существует два варианта дизайна: внешний или внутренний.

Что такое шестеренчатый насос с внешним зацеплением? (Спиральный / модульный)

Спиральный / внешний блок выбирается, когда вязкая жидкость будет перемещаться при низких оборотах, и где требуется плавный выпуск жидкости.

Этот тип насоса производит меньше шума, чем конструкция с внутренним эксцентриком, как правило, из-за более низкой скорости, на которой он работает, а также из-за конструкции зубьев.Поскольку винтовые части смещены под углом в головке насоса, второй набор косозубых шестерен расположен за главными зубьями, чтобы гарантировать, что агрегат остается сбалансированным.

Шестерни установлены друг над другом в головке, одна из которых приводится в движение двигателем. Они синхронизируются с жидкостью, текущей в открытые полости, вращаются между зубьями и обсадной колонной и передаются к выпускному отверстию.

Что такое внутренний (эксцентриковый) шестеренчатый насос?

Работа с внутренней конструкцией аналогична работе с внешним типом в том, что промежутки между зубьями в насосе заполнены жидкостью.Жидкость должна быть чистой, так как промежутки между зубами небольшие.

Жидкость попадает в зубчатые зацепы, при этом часть холостого хода закрывает вход и направляет жидкость к выходу.

Типы уплотнений, используемые в различных конструкциях насосов, включают одинарное механическое уплотнение, двойное механическое уплотнение, сальниковую набивку / набивку или магнитную муфту без уплотнения.

Нагревательные рубашки, работающие от электричества или отдельного жидкого теплоносителя, могут быть установлены на оба типа насосов, чтобы гарантировать, что жидкости не затвердевают в головке насоса.

промежуточная шестерня

Сравнительная таблица шестеренчатых насосов с внутренним и внешним зацеплением
Внутренняя шестерня	Наружная шестерня	7
2 блокирующие шестерни, установленные на отдельных валах
2 втулки для опоры вала. Один подшипник в жидкости	Обычно 4 втулки, погруженные в жидкость
Конструкция для среднего давления до 15 бар	Конструкция для высокого давления до 30 бар
До	Конструкция с высоким расходом (до 300 м³H)
Регулируемый концевой зазор.	Фиксированные концевые зазоры, означающие, что проскальзывание неизбежно
Работа с мелкими твердыми частицами	Невозможно обрабатывать твердые частицы
Cog Design 9202 9329
Принцип работы	Принцип работы

Доступные конструкции:

000 47,

000, 47 Фланцы: Впускной и выпускной патрубки могут быть встроенными или под углом 90 ° в соответствии с трубопроводом.

Одинарная рубашка: Нагревательная рубашка установлена ​​на одной части корпуса для предотвращения затвердевания перекачиваемых вязких жидкостей или для поддержания вязкости жидкостей. Примерами текучих сред являются шоколад, битум, патока и мазут.
Те же отверстия можно использовать в качестве охлаждающей рубашки, чтобы перекачиваемая жидкость поддерживала свою температуру или оставалась прохладной. В некоторых конструкциях эта особенность может означать, что предохранительный клапан не может быть установлен. Жидкости, которые можно использовать для курток, — это масло, пар и вода.Также можно использовать электричество.

Двойная рубашка: Рубашка обогрева или охлаждения установлена ​​с обеих сторон корпуса насоса. В некоторых конструкциях эта особенность может означать, что предохранительный клапан не может быть установлен.

Предохранительный клапан: Предохранительный клапан для предотвращения избыточного давления в насосе, сброса давления на впуске.

Типы уплотнений: Типы уплотнений, используемых в различных конструкциях насосов, включают одинарное механическое уплотнение, двойное механическое уплотнение, сальниковую набивку / набивку или магнитную муфту там, где нет уплотнения.

Заглушка: Заглушка на лицевой стороне насоса.

Почему выбирают шестеренчатые насосы?

Они обладают множеством преимуществ, в основном:

Low Shear — Их конструкция и рабочая скорость невысокие, что означает перемещение с низким сдвигом.

Самовсасывающий — Самовсасывающий до 6,5M.

Реверсивные — Благодаря своей конструкции они могут работать в обоих направлениях, обеспечивая возможность опорожнения шлангов и полную утилизацию любых продуктов.Однако предохранительный клапан будет работать только в одном направлении.

КПД — Модели имеют КПД до 85%.

Predictable — Расход пропорционален скорости, что обеспечивает повторяемость и предсказуемость расхода.

Non Pulsating — Плавное вращательное движение на низких оборотах означает отсутствие пульсаций, как это обычно бывает с другими конструкциями с прямым смещением.

Материалы — Конструкции выполнены полностью из металла, что означает, что блоки могут иметь класс Atex (взрывозащищенность), работать с растворителями, поскольку внутренние детали не являются резиновыми, как в других поршневых насосах прямого вытеснения.Они также могут выдерживать высокие температуры до 350 ° C.

Ограниченная работа всухую — Агрегаты могут работать всухую в течение ограниченного времени при условии, что шестерни были погружены в смазочную жидкость.

Low NPSH — Требования к NPSH очень низкие из-за их медленной работы. Насосы с внутренним зацеплением NPSH варьируются от 0,5 м до 4 м в зависимости от воды, при внешнем исполнении обычно до 3 м.

Чтобы правильно применить значения к другой жидкости, NPSH следует разделить на удельный вес.Если насосы работают с неправильной скоростью или доступное значение NPSH слишком низкое, это может привести к кавитации агрегатов. NPSH обычно не считается проблемой с насосами такой конструкции.

Приложения

Приложения, как правило, предназначены для циркуляции, перекачки или дозирования точных количеств жидкостей.

Их можно использовать в различных отраслях промышленности, таких как:

Топливная промышленность: Смазочные масла, печное топливо, дизельное топливо, консистентные смазки и отработанное масло.

Пищевая промышленность: Перекачка сиропов, шоколада, меда, сливок, патоки

Строительство: Полиуретан, битум и наполнители.

Краска: Краска, чернила, латекс.

Химическая промышленность: Работа со смолами, мылом, пигментами, полимерами, химикатами и полиуретаном. Их также используют при экструзии.

Если шестерни сконструированы с деталями из пластика или ПТФЭ, они могут использоваться для воды или несмазывающих жидкостей.

Шестеренчатый насос по сравнению с центробежным

Эффективность центробежных насосов после 200 сСт значительно падает, несмотря на то, что они не подходят для работы с вязкими жидкостями с постоянным давлением 9228 9227 в вязкости

Шестеренчатый насос против диафрагменного насоса
Регулировка более высокого давления
	с повышенным давлением до открытия клапана
Реверсивный

износ

Шестеренчатый насос против перистальтического насоса

Нет пульсации

Обращение с растворителями и химическими веществами

Шестеренчатый насос против лопастного насоса

04 Прыжок быть намного больше для вязких жидкостей по сравнению с другими типами.

до половины стоимость лепестка

Шестеренчатый насос против кулачкового насоса

Используется меньше уплотнений 1 против 2

Синхронизирующие шестерни не требуются 9107

Легче обслуживать и восстанавливать

Снижение затрат на ремонт Каковы ограничения такие конструкции?

Износ — Чувствительность к износу абразивными твердыми частицами, отложениями, твердыми частицами.Поскольку концы зубцов имеют фиксированную длину, изношенное скольжение будет увеличиваться с соответствующим уменьшением производительности.

Детали в перекачиваемой жидкости — Подшипники находятся в перекачиваемой жидкости в пределах внешних типов, что означает, что такие конструкции не подходят для абразивных жидкостей. Подшипники и втулки необходимо проверять на износ и вибрацию.

Уровень гигиены — Из-за зубчатой ​​конструкции и погружения подшипников или втулки в жидкость высокие уровни гигиены не всегда возможны.Другие конструкции, такие как лопастное или гибкое рабочее колесо, могут обеспечить более высокий уровень гигиены.

Работа с твердыми частицами — Установки могут быть увеличены по размеру для увеличения допусков между внутренними компонентами, допускающих наличие твердых частиц, но снижающих эффективность.

Существует ряд символов, используемых для обозначения шестеренчатых насосов на чертежах P&ID, которые можно просмотреть здесь.

Зубчатая передача против прогрессирующей полости
Снижение затрат
Более устойчивый к работе всухую
Без уплотнения
Растворители для работы с растворителями