Основы гидравлического действия и кинематика шестеренных насосов всех конструктивных разновидностей определяют их принадлежность, как гидромашин, к группе коловратных роторных (либо тяготеющих к роторным) насосов объемного типа с плоскостной кинематикой и внешней или внутренней связью между рабочими органами
Характерными признаками этой группы насосов, согласно определениям проф В В Мишке [18], являются
1) обязательное наличие в насосе трех родов рабочих органов неподвижного статора и вращающихся относительно него ротора и замыкателей,
2) герметичная изоляция всасывающей и нагнетательной камер посредством одновременного замыкания статора, ротора и замыкателя,
3) осуществление подачи путем создания во всасывающей камере объема, герметично отсекаемого замыкателем и прямоточным движением перемещаемого в камеру нагнетания,
4) образование герметично замкнутого объема, переносимого из камеры нагнетания в камеру всасывания и изменяющегося в процессе переноса (защемленный объем),
5) щелевое распределение жидкости во всасывающей и нагнетательной камерах вместо клапанного или золотникового,
6) наличие у замыкателей, образующих низшую кинематическую пару, одной степени свободы,
7) неравномерность подачи жидкости, как следствие сложных закономерностей перемещения рабочих органов,
8) независимость усилия на рабочих органах от скорости омывающей их жидкости (Величина усилия определяется только давлением в рабочей магистрали )
Перечисленными признаками исчерпывается кинематика и принцип гидравлического действия любой разновидности этой группы насосов .
Конструкции насосов, тяготеющих к роторным, к которым, как установлено будет далее, относятся насосы с косозубым и шевронным laaemeinHMH при углах наклона зубьев более 7 град - не обеспечичают герметичной изоляции всасывающей нагнетательной камер,
Следует иметь в виду, что в большинстве конструкций шестеренных насосов благодаря образованию между ротором и замыкателями кинематической и силовой цепи отсутствует надобность в редукторе, который является обычной принадлежностью коловратных насосов. Профиль зубьев ротора и замыкателей, в силу известных преимуществ, выполняется в шестеренных насосах по эвольвенте. (В некоторых конструкциях насосов с внутренним зацеплением используется профиль, отличный от эвольвентного.)
Хорошие эксплуатационные качества шестеренных насосов определяются сочетанием следующих наиболее важных свойств:
1) способностью самозасасывания и нагнетания жидкостей со значительным давлением упругих паров и высоким содержанием растворенных в них газов и воздуха. Величина абсолютного давления во всасывающей полости шестеренных насосов с наружным зацеплением может доходить доЗООжж рт. ст., а в насосах с внутренним зацеплением до 650 мм рт. ст.
2) возможностью применения рабочих сред вязкостью в пределах от 0,5 X 10-" до 250 X 10-5 мУсек;
3) интервалом производительностей от долей литра до нескольких тысяч литров в минуту, что является результатом отсутствия ограничений, препятствующих увеличению размеров насоса и работе его на высоких скоростях. (В шестеренных насосах отсутствуют рабочие органы, подверженные действию центробежных сил, и органы, движущиеся с ускорением, что позволяет доводить число оборотов приводного вала до 6000-8000 в минуту);
4) интервалом рабочих давлений от 10 до 35 кГ/см в одноступенчатых двухроторных насосах неразгруженных конструкций и от 200 до 300 кГ/см - в насосах многоступенчатых разгруженных конструкций и автоматическим регулированием торцовых зазоров.
Вместе с тем, шестеренные насосы достаточно чувствительны к засорению рабочей жидкости, что является следствием очень малых контактных зазоров. (У шестеренных насосов чувствительность к засорению проявляется в меньшей степени, чем в насосах шиберных и поршеньковых.)
2. КЛАССИФИКАЦИЯ НАСОСОВ
Шестеренные насосы можно классифицировать по следующим признакам:
1) по характеру зацепления: а) насосы с внешним зацеплением, 6)jHacocbi с внутренним зацеплением;
2) по форме зуба зацепляющихся рабочих органов: а) насосы с прямыми зубьями, б) насосы с винтовыми зубьями, в) насосы с шевронными зубьями;
3) по числу одновременно сцепляющихся пар роторов: а) насосы двухроторные, б) насосы многороторные;
4) по числу пар роторов в насосе: а) одноступенчатые насосы, б) многоступенчатые насосы;
5) по возможности регулирования производительности: а) насосы с регулируемой производительностью, б) насосы с нерегулируемой производительностью;
6) по способам обеспечения работоспособности от давления: а) насосы неразгруженные, б) насосы разгруженные, в) насосы с автоматическим регулированием торцовых зазоров.
Указанная классификация является условной и не охватывает всего многообразия конструктивных особенностей этого типа насосов, принятых с целью улучшения их эксплуатационных параметров либо для удовлетворения специфических требований, определяемых условиями работы. Вместе с тем, каждый из перечисленных признаков является отправным для характеристики эксплуатационных возможностей и принципов конструктивного оформления соответствующего типа насоса.
Основными признаками, определяющими тип насоса, следует считать характер зацепления и форму зубьев. Сами по себе классификационные признаки не являются единственно определяющими и могут характеризовать тот или иной тип насоса лишь в сочетании с другими.
В плане настоящей книги интерес для рассмотрения представляют лишь типы шестеренных насосов, эксплуатационные характеристики которых соответствуют требованиям и условиям работы станочного гидропривода .
Анализируя в связи с этим специфические особенности работы насосов с винтовыми и шевронными зубьями роторов можно показать несоответствие их эксплуатационных характеристик основным требованиям, предъявляемым к приводному элементу гидросистем металлорежущих станков.
Насосы с винтовыми зубьями (косозубые, двухроторные). Основной целью при использовании косо-зубых и шевронных шестерен в гидравлических насосах является устранение недостатков, присущих зубчатой передаче с прямыми зубьями, и улучшение гидравлических показателей насосов.
Как известно, прямозубое зацепление характеризуется прямолинейным контактом боковых поверхностей зубьев по всей их ширине, сохраняющим неизменной свою величину в процессе зацепления.
Эту особенность зубчатых колес с прямыми зубьями следует расценивать как их недостаток, приводящий при неточно изготовленных профилях, к толчкообразному движению ведомого колеса, шуму и быстрому износу рабочих поверхностей. К недостаткам прямозубого зацепления следует также отнести ограниченную возможность увеличения коэффициента перекрытия. Обычное значение этого коэффициента е < 2. Поэтому нагрузка, передаваемая зубьями, распределяется не более, чем на две пары. Это обстоятельство приво-
Насосы с внутренним зацеплением зубьев в дальнейшем рассматриваться не будут, так как случаи их использования в станочных гидросистемах чрезвычайно редки
