путем напрессовки применяется весьма редко и только в насосах низкого давления.
Двусторонние призматические шпонки и шлицевые соединения употребляются в насосах высокого давления с большим крутящим моментом на валу. Применение свободной посадки роторов на валах позволяет торцовым поверхностям занять по отношению к торцам сопряженных деталей определенное положение, соответствующее
Фиг. 39. Осциллограмма пульсации подачи насоса со сдвинутыми зубьями роторов.
характеру распределения и величине давления в торцовом зазоре. При этом уменьшается опасность задиров на торцах, потому что свободная посадка обеспечивает постоянное сохранение масляной пленки между торцовыми поверхностями. Эту же цель преследует монтаж шестерен на трех шариках. Неподвижная посадка требует
Фиг. 40.
ужесточения допусков на отклонение от перпендикулярности торцов роторов к осям и строгой симметричности расположения шестерен относительно торцов уплотняющих деталей. Несимметричное расположение роторов и перекосы, кроме «заедания», ведут к ухудшению объемного к. п. д. Применяются конструкции насосов, у которых вал ведомого ротора является неподвижным. В этом случае в центральное отверстие ротора запрессовывается втулка подшипника скольжения или подшипник качения. Наиболее часто конструкция такого типа применяется во встроенных шестеренных насосах низкого давления, как, например, в радиально-поршневых насосах типа «НП» завода «Гидропривод». Здесь роторы обладают большим числом зубьев 86
(24-28), достаточным для получения торцовой уплотняющей дорожки. Ширина роторов согласуется с шириной выбранных подшипников.
За одно целое с валами роторы (фиг. 40) изготовляются в насосах высокого давления с малым числом зубьев (8-10) большого модуля, когда посадка роторов при помощи паза и шпонки может значительно снизить прочность венца и ослабить вал, несущий большие нагрузки, а также в насосах, где отвод жидкости из отсеченного междузубового пространства осуществляется через специальные отверстия в междузубовых впадинах и валах и при применении специального метода разгрузки шестерен от радиальных усилий (фиг. 38).
Материал, термическая обработка и технические условия на изготовление роторов
Для изготовления роторов насосов применяются главным образом конструкционные стали и реже бронза. В последнее время для изготовления роторов смазочных насосов стали употреблять металло-керамические (железографитовые) материалы Выбор наиболее подходящих материалов для изготовления роторов по техническим и экономическим соображениям при заданных величинах усилия, окружной скорости и характера нагрузки определяется требованиями прочности, и особенно износостойкости, что в значительной мере зависит от характера и степени термообработки.
Основным материалом, из которого чаще всего изготовляются роторы насосов, являются углеродистые и легированные стали. Сталь 45 с закалкой и высоким отпуском (до твердости 250-180) применяются для роторов с окружной скоростью до 1 Jn/ccK при средних величинах удельного давления на рабочую поверхность зубьев. Эта же сталь с нагревом токами высокой частоты и отпуском (до твердости Rc 50-58) применяется для изготовления роторов, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости зубьев. Сталь 20Х с цементацией и отпуском (до твердости i?c56-62) применяется для роторов с большой окружной скоростью при средних величинах удельного давления на зубья, когда требуется твердая износостойкая поверхность зубьев и вязкая сердцевина. Сталь 40Х с закалкой до твердости Rc 48-50 применяется в тех случаях, когда окончательной обработкой зубьев шестерен является шевингование. При закалке ТВЧ твердость стали 40Х достигается Rc 52 - 54. Для изготовления роторов применяются также стали типа 40ХН, 18ХГТ и 12ХНЗ.
Основной операцией финишной обработки зубьев роторов является шлифование. Шлифованию подвергаются также посадочные и торцовые поверхности роторов. Часто применяется шевингование. Зубья шевингуются до термообработки, после чего шлифуются только торцовые поверхности и наружный диаметр роторов. В этом случае применяется специальная технология закалки, а во избежание искажения рабочих поверхностей зубьев используются специальные
легированные стали типа 12ХНЗА. Роторы насосов должны быть достаточно долговечны, и следовательно, износоустойчивы и высокопрочны. Вместе с этим должен быть строго выдержан класс точности изготовления и обеспечены плавность и бесшумность работы. Первое требование может быть удовлетворено выбором соответствующего материала и его термической обработкой и проверено, в случае надобности, расчетом. Необходимые точность, плавность и бесшумность работы определяются качеством и точностью обработки и сборки зубчатой пары.
В некоторых случаях в качестве финишных операций применяется притирка и парная приработка роторов.
Исследования, проведенные в лабораториях заводов им. Орджоникидзе и «Красный Пролетарий», подтверждают, что технология и точность обработки роторов и сборка их в корпусе оказывают значительные влияния на шумовую характеристику их работы. Шевингование корригированными шеверами снижает шум на 12- 15 дб. Поверхностная закалка усиливает шум на 2-3 дб. Перекос осей, не превышающей полуторную допустимую норму и небольшое биение венцов, не оказывают существенного влияния на уровень шума. Развод осей роторов и увеличение бокового зазора в зацеплении не влияет на уровень шума. Уменьшение развода осей риже допустимого ведет к резкому повышению шума. Исходя из этого, применяют, кроме развода осей в корпусных деталях, подрезку зубьев по толщине на 0,05-0,18 модуля больше, чем величина подрезки в обычном зацеплении шестерен. Шум возрастает с увеличением несоответствия профилей и основных шагов зубьев сопряженных колес и при снижении степени чистоты обработки трущихся поверхностей зубьев. Профиль зубьев должен быть плавным (граненность не допускается).
Условия испытания зубчатых роторов на шум должны быть идентичными.
Небольшие изменения в условиях торможения, изменение качеств роторов или жесткости шпинделей шумовой машины могут вызвать заметную разницу в величине шума для одних и тех же испытуемых роторов.
На величину шума влияет конструкция роторов и корпусов, а также монтажные погрешности.
Допускаемая величина шума роторов не должна превышать 82-85 дб.
Предельные отклонения и допуски элементов зубчатых колес, а также предельные отклонения межосевого расстояния назначаются в соответствии с классом точности шестерен в зависимости от диаметра и модуля по нормам, установленным ГОСТ 1643-56 для цилиндрических колес. Этот ГОСТ содержит также нормы на контакт (пятно касания) поверхностей сопряженных колес. Точность изготовления шестерен (роторов) насосов низкого давления по всем параметрам зацепления принимается обычно по III классу, а насосов среднего и высокого давления по II и I классу. Класс точности изготорденич указывается на рабочем чертеже. Кроме 88 .
