дит при больших величинах передаваемых усилий к повышенным значениям модуля и увеличению габаритных размеров.
Названные недостатки прямозубого зацепления устраняются при использовании косозубых шестерен. В этом случае вступление и выход зубьев из зацепления происходит не сразу по всей их ширине, а постепенно, что позволяет устранить влияние некоторых погрешностей в очертании профилей зубьев и добиться более плавной и менее шумной работы.
Однако полное использование преимуществ косозубой передачи в шестеренных насосах ограничивается выбором значений угла наклона зубьев р. Предельные величины этого угла определяются требованием сохранения уплотняющего контакта по всей ширине зацепляющихся зубьев в течение всего периода их касания.
Чтобы выполнить это условие зацепления в шестеренных насосах с ширинами роторов, числом зубьев и коэффициентом перекрытия, ujHpoKo применяемых практически - угол наклона зубьев Р не может превышать пределов от 4 до 7 град. Но при столь малых углах наклона косозубое зацепление не обладает сколько-нибудь существенными преимуществами перед прямозубым зацеплением и не целесообразно для применения в шестеренных насссах.
При плотном беззазорном косозубом зацеплении постоянная изоляция полостей нагнетания и всасывания сохраняется при несколько больших углах наклона зубьев, чем в зацеплении с боковым зазором. Однако и в этом случае величины угла наклона зубьев не могут превышать 7-10°, при которых работа косозубого зацепления несущественно отличается от работы прямозубого зацепления. Применение косозубых роторов в шестеренных насосах не обеспечивает также и более равномерную подачу нагнетаемой жидкости. Зависимости, которые мы рассмотрим ниже, позволяют угверждать, что применение косозубых роторов не дает снижения пульсации подачи жидкости в отличие от насосов, имеющих прямозубые роторы, так как частота и амплитуда колебаний подачи остаются неизменными. Недостатком передачи с винтовыми зубьями следует также считать возникновение осевого усилия во время работы, что не имеет места при прямозубом зацеплении.
Насосы с шевронными зубьями. Угол наклона зубьев на шевронных роторах насосов достигает 20 град, и более, что позволяет полностью использовать положительные свойства косозубой передачи. У широких роторов при таких величинах угла наклона зубьев заметно возрастает значение коэффициента перекрытия. Одновременное зацепление нескольких пар зубьев позволяет получить при работе насосов с шевронными зубьями более равномерную подачу жидкости. Соотношение между углами зацепления в торцовом и нормальном сечениях косозубых колес указывает на возможность нарезать косозубые шестерни без исправления с числом зубьев меньшим, чем наименьшее число зубьев прямозубой передачи. Этим достигается значительно лучшее использование рабочего объема тела роторов для целей нагнетания. На фиг. 1 изображен шестеренный насос, на каждом из роторов И
которого нарезано по два шевронных зуба. Роторы в этоМ случае предназначены лишь для транспортирования рабочей жидкости и не имеют непосредственного контакта между зубьями. Привод каждого из роторов осуществляется с помощью специального наружного редуктора.
Вследствие большого угла наклона зубьев в насосах с шевронными роторами нет непрерывной изоляции камер нагнетания и всасывания, и поэтому здесь имеет место постоянный переток жидкости через пространство зацепления. Это обстоятельство затрудняет использование их для нагнетания маловязких жидкостей даже
Фиг. 1. Шестеренный насос с шевронным зацеплением роторов.
в диапазоне средних давлений. По этой же причине затруднено точное аналитическое определение геометрической производительности насоса, так как величина нагнетаемого объема жидкости является неопределенной Ч
Характеристики зависимости расхода от давления насосов одинаковой (при отсутствии перепада давлений) геометрической производительностью с прямозубыми 1 и шевронными 2 роторами, при работе на жидкостях с большой (90 ест) и малой (18 ест) вяз-костями, изображены на фиг. 2.
Отсутствие непрерывной изоляции рабочих камер насоса с шевронными роторами позволяет избежать органически присущего
* Так же, как и насосы с винтовыми зубьями роторов при углах наклона, когда
б Pg > ЗгГс) (ej - 1) насосы с шевронными роторами, строго говоря, не должны
относиться к классу роторных гидронасосов, так как они не удовлетворяют одному из основных признаков насосов этого типа - образованию в процессе нагнетания защемленного объема.
2 1
Вязкость 180
ЧязшстьЗОССУ
Давление Фиг. 2.
30 РнгкГ/с»
прямозубым шестеренным насосам заклинивания жидкости в отсеченном междузубовом пространстве (весьма нежелательного у насосов большой производительности при работе на жидкостях с высокой вязкостью). Канализация жидкости (разгрузка отсеченлого междузубового пространства) становится в этом случае затруднительной. Защемление жидкости у насосов с прямозубыми роторами ограничивает возможный предел скорости вращения роторов.
При прочих равных условиях насосы с шевронными роторами, как показывают испытания, могут работать на скоростях больших, чем насосы прямозубые, без заметного влияния на продолжительность службы шестерен, опор и уплотнений. Областью наиболее рационального применения насосов с шевронными и односторонними косозубыми роторами (с углом наклона зубьев более 7 град.) следует считать работу по перекачке больших объемов (3000-5000 лЫин) высоко вязких жидкостей (до 3и0° Е). Как показала практика, весьма целесообразно использование этого типа насосов при нагнетании жидкостей с большим содержанием растворенных в них газов и воздуха и со значительными давлениями упругих паров, так как благодаря отсутствию защемления жидкости обратно в зону всасывания переносится очень малое количество сжатых в полости нагнетания газов и паров. В результате невелика и доля объема рабочих камер, заполненных расширившимися в полости всасывания парами газами и воздухом, а следовательно, невелика и потеря производительности от недо-заполнения междузубовых впадин жидкостью.
Вместе с тем изготовление шестеренных насосов с шевронным зубом является значительно более сложным и трудоемким процессом, чем изготовление насосов с прямозубыми роторами. Для сокращения утечек жидкости зацепление должно выполняться плотным (беззазорным). Должен быть сведен к минимуму и радиальный зазор между головкой и дном впадины сопряженных зубьев (фиг. 3). (Для этого используется инструмент с укороченным зубом, например в насосе фирмы «Brown and Sharpe» мод. 537 боковой зазор в зацеплении составляет около 0,03 мм при т = 5,5, а радиальный 0,02 мм.)
Эксплуатационные требования к приводным элементам станочных гидросистем предполагают «жесткость» характеристики р - Q и определенности значений геометрического расхода насоса, что позволяет обеспечить рациональные режимы резания и равномер-16 „
