Шестеренные гидронасосы и гидромоторы. Пластинчатые гидронасосы и гидромоторы

cris 6aШестеренные гидронасосы отличаются простотой, надежностью, малой массой и компактностью. Благодаря этим качествам они получили широкое применение в гидроприводах сельскохозяйственных, строительно-дорожных, коммунальных и других самоходных машинах при давлении рабочей жидкости до 15 - 20 МПа и частоте вращения входного вала 1800 - 2400 об/мин

Шестеренные гидронасосы выполняются с шестернями внешнего и внутреннего зацепления. Наиболее распространенными являются гидронасосы с шестернями внешнего зацепления. Они состоят из пары сцепляющихся между собой цилиндрических шестерен, выполненных заодно с валами и помещенных в плотно обхватывающий их корпус, имеющий каналы в местах входа в зацепление и выхода из него (рис. 6а).

cris 6aРис. 6. Конструктивная (а) и расчетная (б) схема шестеренного гидронасоса:
Шестеренный гидронасос Шестеренный гидронасос При вращении шестерен рабочая жидкость, заключенная во впадинах зубьев переносится в камеру нагнетания е, образованную корпусом насоса и зубьями а 1, в 1, в 2 и а 2 (рис. 6-б). Зубья а 1 и а 2 при вращении шестерен вытесняют больше рабочей жидкости, чем может поместиться в пространстве, освобождаемом зубьями в 1 и в 2, находящимися в зацеплении. В результате жидкость, в количестве, равном разности объемов, описываемых этими двумя парами зубьев, вытесняется в нагнетательную камеру е.


Наибольшее распространение, благодаря простоте изготовления, получили шестеренные гидронасосы с прямозубым зацеплением шестерен, которое характеризуется прямолинейным контактом рабочих поверхностей зубьев по всей их ширине (длине зуба). При неточном изготовлении зубьев возникает толчкообразное движение ведомой шестерни и шум, а также наблюдается быстрый износ рабочих поверхностей.


Эти недостатки устранены в косозубых и шевронных шестернях. Вход в зацепление зубьев и выход из него в этих шестернях происходит постепенно, благодаря чему уменьшается влияние погрешностей в профиле зуба и достигается плавная и относительно бесшумная работа. Такие гидронасосы выпускаются рядом фирм Западной Европы.


Многие развитые фирмы выпускают сдвоенные и строенные шестеренные гидронасосы различной производительности, на одном валу которых установлено до 3-х пар рабочих шестерен, часто с разной длиной зуба, т.е. с разными рабочими объемами.
Часто для обеспечения синхронного движения исполнительных механизмов в гидравлическую схему машины включают шестеренный делитель потока рабочей жидкости (рис. 7). Объемный делитель разделяет поток рабочей жидкости на два или несколько (до шести) одинаковых или разных потоков с помощью двух или нескольких взаимосвязанных шестерен.

cris 7shema
Рис. 7. Шестеренный делитель потока рабочей жидкости:
Шестеренный делитель потока рабочей жидкости
Рабочая жидкость подводится к входному отверстию и вращает в противоположные стороны рабочие пары шестерен. Рабочие пары шестерен (секции делителя потока) отличаются друг от друга длиной зуба. Этим достигается обеспечение различного рабочего объема секции делителя.
Рабочая жидкость вытесняется в соответствующих объемах в выходные отверстия и обеспечивает деление потока рабочей жидкости в соответствующих пропорциях.

Шестеренные гидронасосы с внутренним зацеплением (рис. 8) отличаются компактностью и малыми габаритами по сравнению с их аналогами с шестернями внешнего зацепления. Преимуществом этих гидронасосов является также симметричное расположение приводного вала относительно корпуса. Принцип действия этих гидронасосов аналогичен насосам с шестернями внешнего зацепления. Рабочая жидкость, заполняющая междузубовые впадины шестерен, переносится в полость нагнетания, где и выдавливается зацепляющимися зубьями через серпообразные окна в боковых крышах корпуса (рис. 8-а) или через радиальные сверления в донышках впадин внешней (кольцевой) шестерни.

cris 8bДля отделения (уплотнения) полостей всасывания и нагнетания применен серпообразный разделительный элемента (рис. 8-а). В соответствии с заказом шестеренные гидронасосы собирают только для правого или только для левого вращения.
Рис.8. Шестеренный гидронасос с внутренним зацеплением:
Шестеренный гидронасос с внутренним зацепление Шестеренный гидронасос с внутренним зацепление


ШЕСТЕРЕННЫЕ ГИДРОМОТОРЫ:


Конструкция шестеренных гидромоторов аналогична конструкции шестеренных гидронасосов. Рабочая жидкость, подведенная под давлением к шестеренному гидромотору, действует на неуравновешенные зубья шестерен и создает крутящий момент. Шестеренные гидромоторы работают с частотой вращения 100-5000 об/мин.Пластинчатые гидронасосы и гидромоторы.
Пластинчатые насосы, часто называемые лопастными или шиберными, являются наиболее простыми из существующих типов гидронасосов.
По числу циклов работы за один оборот вала различают пластинчатые гидронасосы и гидромоторы однократного и многократного (двух-, трех- и четырехкратного) действия. Гидронасос однократного действия выполняется как регулируемым (за счет изменения эксцентриситета), так и нерегулируемым, а гидронасосы многократного действия - нерегулируемыми. Гидронасос многократного действия имеет преимущество - уравновешенность радиальных сил давления жидкости на пластинчатый ротор, благодаря чему они пригодны для работы при более высоком, чем гидронасосы однократного действия, давлении рабочей жидкости (14,0 МПа и выше).
Схема простейшего из пластинчатых гидронасосов приведена на рис. 9, где е - эксцентриситет насоса. В пластинчатых гидронасосах применяют положительное перекрытие, при котором рабочая камера в ее среднем положении размещается на перевальной (разделительной) перемычке, будучи отсеченной (изолированной) как от полости всасывания, так и от полости нагнетания.
Рис. 9. Пластинчатый гидронасос. Схема:

cris 9Пластинчатый гидронасос
Для избежания компрессии рабочей жидкости в камере, положительное перекрытие должно быть по возможности малым, однако таким, чтобы было обеспечено разделение полостей всасывания и нагнетания.
Минимальное значение этого перекрытия соответствует соотношению размеров перемычки и раствора концов пластин, при котором кромки окон питания касались бы внутренних сторон пластин (соответствует углу b расположения пластин в роторе).
Радиальное движение пластин и плотность их контакта со статором осуществляется с помощью давления рабочей жидкости, подводимой в прорези под пластины, или при помощи пружин.
Пластинчатые гидронасосы обычно содержат 8 - 12 пластин. При увеличении числа пластин уменьшается действующая на них нагрузка и повышается равномерность потока нагнетаемой жидкости. При уменьшении числа пластин (меньше восьми) поток становится неравномерным.
ПЛАСТИНЧАТЫЕ ГИДРОМОТОРЫ:
Пластинчатые гидромашины применяют также для работы в качестве гидромоторов. Наиболее часто они применяются в качестве ротаторов на гидравлических кранах - манипуляторах. В пластинчатых гидромоторах без принудительного радиального движения пластин в роторе необходимо предусмотреть механизм прижима пластин к статору при пуске мотора.
Гидромоторы однократного (одинарного) действия выпускаются реверсивными как в регулируемом, так и нерегулируемом исполнении, а моторы двукратного действия - нерегулируемыми в реверсивном и нереверсивном исполнениях.