Шестеренчатый насос

ПРИНЦИП РАБОТЫ ШЕСТЕРЕННОГО МАСЛОНАСОСА

Ведомая шестерня закреплена на оси, а ведущая приводится во вращение приводным валом. Вращающиеся шестерни забирают масло через всасывающий канал, куда оно поступает по маслоприемнику из картера. Далее, масло под давлением поступает в нагнетательную полость, откуда уже распределяется по каналам масляной системы. Именно так работает простейший шестеренный насос.

Производительность маслонасоса напрямую зависит от скорости вращения коленчатого вала. Но повышение давления в системе сверх нормы приведет к выдавливанию сальников и увеличению механических потерь. Поэтому избыток масла стравливается редукционным клапаном, который открывается при превышении расчетного давления. Подробно устройство и принцип работы клапана, позволяющего сбрасывать масло обратно во впускную полость, вы можете изучить из статьи «Редукционный клапан масляного насоса».

1- заборные шестерни; 2- клапан; 3-запорная пружина.

ВИДЫ

По способу зацепления шестерен помпы для перекачивания жидкостей делятся на агрегаты с внутренним и внешним зацеплением.

Устройство агрегатов с шестерней в шестерни позволяет приводить маслонасос в действие непосредственно от коленчатого вала. Принцип работы способствует уменьшению габаритных размеров корпуса без потери производительности. Поэтому именно нерегулируемые маслонасосы с внутренним зацеплением чаще всего устанавливаются на современные автомобили.

Области применения

Насос шестеренчатый для масла замечательно себя зарекомендовал в химической промышленности. Устройства данного типа используются для подачи изоцианов, а также полиолов, которые, в свою очередь, являются составными элементами силиконов и полиуретановых пен. Шестеренчатые насосы часто используются при перекачивании щелочей, синтетических веществ, шампуня, мыла, эмульсий и крема. Такие агрегаты применяются для подачи растительных и животных жиров, желатина, какао, шоколада, масла, пудинга, карамели, сливок, меда, сиропа в пищевой промышленности.

В нефтехимической отрасли насосы шестеренчатые широко применяются во многих видах работ по транспортировке асфальта, минерального масла и эмульсий. Такие агрегаты довольно часто используются на лакокрасочных производствах для перекачивания различного рода пигментов и других составляющих компонентов. Принцип функционирования шестеренчатых насосов дает возможность повышать эффективность и производительность работы в тех сегментах, где требуется подача жидкостей в больших объемах. Выбор агрегата зависит от отдельной области применения. Правильно подобранная модель прослужит качественно на протяжении многих лет.

Что такое насос шестерёнчатый насос

Для нормального функционирования двигателя и различных систем автомобиля может применяться как мембранный насос, шестерёнчатый, так и роторный. В тех системах, где необходимо добиться высокого давления, хорошей производительности и стабильной длительной работы, применяют именно насос шестерёнчатого типа. Как правило, это масляный насос системы смазки двигателя. Его задача состоит в том, чтобы обеспечить номинальное давление масла, которое жизненно необходимо для качественной смазки трущихся деталей.

В некоторых типах автомобильных моторов, с сухим типом картера и масляным бачком, насос дополнительно производит перекачку жидкости из картера обратно в бачок. Шестерёнчатый насос это устройство, способное перекачивать жидкость с помощью лопастей (зубьев) шестерён. Одна из них ведущая, которая соединена с приводным валом, вторая ведомая, она вращается свободно и входит в постоянное зацепление с ведущей.

Классификация

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

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.

Устройство

Можно выделить два вида конструкции, таких гидравлических систем:

Схема радиально поршневых насосов

• Гидронасос с эксцентричным ротором. На схеме под буквой А
• Гидронасос с эксцентричным валом. На схеме под буквой Б

Устройство с эксцентричным ротором

Главной частью является ротор со встроенными в него поршнями. Поршней может быть много и располагаться они могут в несколько рядов. Ротор вращается в корпусе(Статоре). Ось ротора установлена со смещением центра относительно оси статора на величину «е» как показано на рисунке. Системы забора и нагнетания расположены в центре и отделяются друг от друга специальной перемычкой.

Устройство с эксцентричным валом

В данном устройстве гидравлической системы, поршни располагаются в статоре насоса. Ось статора и вала совпадают, но на вале есть специального рода кулачек, смещенный по отношению к статору на расстояние «е». Такие гидравлические установки имеют клапанное распределение. При сжимании рабочей камеры клапан всасывания закрывается и открывается клапан нагнетания. При расширении рабочей камеры происходит обратная ситуация.

Функции, устройство и расположение масляного насоса ВАЗ 2110–12

Система смазки двигателя предназначена для своевременной подачи моторного масла к подвижным и наиболее нагревающимся элементам силового агрегата. Масло подаётся из поддона и циркулирует по специальным каналам внутри блока и головки блока цилиндров. Масляный насос обеспечивает принудительную циркуляцию смазочного материала.

Расположение масляного насоса на ВАЗ 2110–12

На ВАЗ 2110–12 маслонасос расположен в правом нижнем углу блока цилиндров под шестернёй коленвала, приводящей в действие газораспределительный механизм.

Масляный насос расположен в правом нижнем углу двигателя под шестерней коленвала

Это относится как к восьми, так и к шестнадцатиклапанным двигателям. Корпус насоса одновременно является боковой крышкой силового агрегата.

Устройство масляного насоса

Конструкция маслонасоса очень проста и включает следующие элементы:

• корпус с крышкой;
• ведущая и ведомая шестерни;
• редукционный клапан с пружиной;
• маслоприёмник.

Масляный насос имеет простую конструкцию, в основе которой лежат две шестерни

Принцип действия масляного насоса

Насос приводится в действие коленчатым валом через ведущую шестерню. Последняя вращает ведомую шестерню, создавая на входе устройства пониженное, а на выходе — повышенное давление. Таким образом масло из картера через трубку маслоприёмника поступает в насос, а из него — в масляную магистраль двигателя. Когда величина давления внутри насоса начинает превышать допустимое значение, подпружиненный редукционный клапан сливает излишки масла назад в поддон.

Маркировка насосов НШ

В связи с широким распространением и множеством моделей и модификаций у гидравлических насосов НШ появилась своя специальная маркировка, с помощью которой можно с легкостью определить, что за агрегат перед вами и какую мощность от него ожидать. В качестве примера возьмем одну из маркировок НШ, рассмотрим каждую часть и определим что она означает. Пример: «НШ-10У-3 Л»

Пойдем по порядку по обозначениям с лева на право:

• «НШ» — насос шестеренный;
• После тире идет цифра, НШ-10, она означает рабочий объем агрегата, в данном примере он равен 10см3;
• После цифры обычно идут буквы, они обозначают устройство насоса, буквой «А» обозначаются круглые агрегаты, другие же буквы обозначают что этот агрегат  плоского вида;
• Далее, через тире, идет цифра означающая класс давления на выходе: 1=10Мпа, 2=14Мпа, 3=16Мпа, 4=20Мпа, 5=25Мпа;
• Для обозначения левосторонних НШ в маркировке используется буква “Л”, в случае если агрегат правосторонний, буква не указывается;

Конструктивные особенности масляных насосов роторного типа

Как правило, масляный насос роторного типа состоит из небольшого количества деталей, среди которых:

1. всасывающая и нагнетательная полости;
2. внешний и внутренний роторы;
3. вал привода.

Работа масляного насоса

с роторами строится на взаимодействии двух роторов. В нерегулируемых конструкциях масло, которое засасывается внутрь, передается в систему роторными лопастями. Если давление становится избыточным, открывается редукционный клапан и лишнее масло сбрасывается.

Регулируемыми их делает наличие подвижного статора. У него есть специальная регулировочная пружинка, подкручивая или скручивая которую можно изменять объем камеры с роторами, за счет чего изменяется и общее давление в системе. Благодаря статору удается добиться стабильного давления в смазочной системе независимо от того, с какой интенсивностью вращается коленвал.

Устройство масляного насоса с возможностью регулировки также сложностью не отличается, но позволяет добиться гораздо большей эффективности работы смазочной системы.

Достоинства регулируемых масляных насосов

Сегодня регулируемые масляные насосы считаются гораздо более приемлемыми, чем нерегулируемые, ведь отличаются рядом весомых преимуществ, среди которых:

• примерно на треть меньшая отбираемая у двигателя мощность;
• меньший износ масла за счет снижения частоты и числа оборотов;
• масло меньше вспенивается.

То есть, регулируемый масляный насос позволяет обеспечить более ровную циркуляцию масла и больший промежуток между его заменами, что и делает его более предпочтительным оборудованием.

На горячем моторе

При падении температуры масла поднимается его вязкость. Это хорошо для эффективной работы насоса. Для получения адекватных результатов измерений лучше всего производить замеры давления на прогретом двигателе. Так как масло греется значительно медленней, чем охлаждающая жидкость, то мотору дают поработать еще немного времени после выхода на рабочие температуры.

В смазочной системе исправного мотора с исправным насосом давление должно быть в пределах 3,5-4,5 кгс на квадратный сантиметр при оборотах коленчатого вала 5600. Если значения при измерениях отличаются от номинала, тогда мотор в некоторых режимах будет испытывать недостаток смазки.