Устройство шестеренчатого насоса ремонт

Особенности ремонта шестеренчатых гидравлических насосов

Содержание

Назначение шестеренчатых гидравлических насосов

Насос, присоединенный к электродвигателю через упругую муфту называется насосным агрегатом. Наиболее широко известны Шестеренчатые насосы наружного зацепления типа Г11 и насосные агрегаты БГ11.

Шестеренчатые насосы типа Г11-22. 25 и насосные агрегаты типа БГ11-22. 25 предназначены для нагнетания под номинальным давлением 2,5 МПа постоянного по величине и направлению потока минерального масла с кинематической вязкостью от 17 до 400 мм 2 /с при температуре масла 10. 55С о .

Шестеренчатые насосы наружного зацепления широко применяются в смазочных системах станков, в гидроприводах мобильных машин.

Преимущества и недостатки шестеренчатых насосов:

Шестеренчатые насосы отличаются простотой изготовления и эксплуатации, малыми габаритными размерами и массой, практически равномерной подачей.

Преимущества шестеренчатых насосов с внешним зацеплением:

• Относительно высокое давление на выходе при небольшом весе
• Простая конструкция — низкая цена
• Широкий диапазон частот вращения
• Широкий диапазон температур и вязкости масла

Недостатки шестеренчатых насосов:

Недостатком шестеренчатых насосов является высокая чувствительность к увеличению зазоров между шестернями и корпусом и значительное понижение объемного КПД при повышении температуры рабочей жидкости. В типовых шестеренчатых насосах увеличение торцового зазора на 0,1 мм вызывает понижение объемного КПД на 20%. Шестеренчатые насосы, рассчитанные на высокое давление рабочей жидкости, для повышения объемного КПД снабжены устройствами автоматической компенсации торцового зазора между шестернями и крышками, а также разгрузки подшипников шестерен, работающих в тяжелых условиях из-за значительного радиального давления. Для увеличения подачи в некоторых конструкциях шестеренчатых насосов с одной ведущей шестерней устанавливают несколько ведомых.

Общий вид и конструкция шестеренного гидравлического насоса

Общий вид и конструкция шестеренного гидравлического насоса

Общий вид шестеренного агрегата БГ11

Конструкция шестеренного гидравлического насоса

Рабочими органами шестеренного насоса являются находящиеся в зацеплении шестерни, установленные в цилиндрических расточках корпуса.

Схема действия двухшестеренного насоса с шестернями внешнего зацепления показана на рисунке. При вращении ведущей шестерни по часовой стрелке в месте выхода зубьев шестерен из зацепления вследствие освобождения впадин между зубьями образуется разрежение. Происходит всасывание жидкости через канал в полость всасывания. Заключенная во впадинах шестерен жидкость переносится в полость нагнетания, где она вытесняется из впадин, при входе зубьев в зацепление, в канал.

Подачу (л/мин) шестеренчатых насосов можно определить по формуле:

Q = 7. 10 -6 m 2 z b n ₀

• т — модуль зубчатых колес, мм;
• z — число зубьев ведущей шестерни;
• b — ширина шестерни, мм;
• n — частота вращения ведущей шестерни, об/мин;
• η₀ — объемный КПД гидронасоса

Основные параметры шестеренчатых насосов и агрегатов типа Г11

• Рабочий объем насоса, см 3 — 11,2..100,0
• Номинальная подача, л/мин — 12..133,0
• Коэффициент подачи, %, — не менее 74..92
• КПД насоса, %, не менее — 54..77
• Давление на выходе, МПа номинальное — 2,5
• Давление на выходе, МПа максимальное — 3,0
• Давление на входе, МПа номинальное не более — 0,02
• Частота вращения входного вала, об/мин номинальная — 24,0 (1450)
• Частота вращения входного вала, минимальная — 10,0 (600)
• Частота вращения входного вала, максимальная — 30,0 (1800)
• Мощность при номинальном давлении, кВт — 0,9..7,1
• Номинальная мощность приводного двигателя, кВт — 1,1..7,5
• Масса насосов, кг — 6,0..16,0
• Масса агрегатов с двигателем серии КИР, кг — 25,0..113,0

Ремонт шестеренчатых гидравлических насосов

После длительной эксплуатации шестеренного гидравлического насоса вследствии появления дефектов в деталях шестеренчатых насосов может происходить падение давления и производительности.

В насосе обнаруживается износ шестерен, валиков (осей шестерен), втулок и корпуса с крышкой. На торцах шестерен и втулок образуются кольцевые задиры, поверхность их становится волнистой.

Вследствие износа подшипников и прогиба валиков в напорной полости возникает местный износ отверстий корпуса со стороны всасывающей полости и износ шестерен по окружности выступов. Следствием работы шестеренного гидравлического насоса на загрязненной жидкости незначительный износ расточки корпуса может, быть и со стороны напорной полости.

Основным каналом утечек жидкости в шестеренном насосе являются торцовые зазоры между зубчатыми колесами и втулками (75—80% суммарных утечек в насосе). Это объясняется тем, что рабочий объем ограничивается узкими поясками, имеющими относительно большую протяженность.

При ремонте шестеренного насоса без грубых повреждений расточенного отверстия корпуса восстанавливать изношенную поверхность расточки не следует, так как необходимый радиальный зазор после замены изношенных шестерен и опорных элементов практически восстанавливается.

Износ торцов зубчатых колес устраняют шлифованием при обеспечении неперпендикулярности торцовых поверхностей осям колес не более 0,01 мм на длине 100 мм. Зубчатые колеса с изношенным профилем зубьев заменяют новыми.

К новым зубчатым колесам предъявляют следующие технические требования:

1. соосность посадочного отверстия с наружным диаметром зубчатого колеса должна быть до 0,01 мм;
2. соосность наружной и делительной окружностей до 0,02 мм;
3. колебание размеров зубчатых колес по ширине не более 0,01 мм;
4. конусность и овальность по наружной поверхности не более 0,02 мм.

Твердость рабочих поверхностей после термической обработки и шероховатость указаны в табл. 3. Степень точности изготовления колес 6—6—7Х.

Чистовое обтачивание и растачивание отверстия, а также подрезку торцов производят с одного установа заготовки, обеспечивая необходимую перпендикулярность торца оси посадочного отверстия, принимаемого за установочную базу при нарезании зубьев. После термической обработки зубья шлифуют. Припуск под предварительное шлифование должен быть 0,25—0,5 мм, под окончательное 0,08—0,15 мм. Для особо точных насосов колеса доводят чугунными зубчатыми притирами с тонким абразивом (зернистость 200—250) в среде минерального масла. Припуск на доводку равен 0,05— 0,1 мм.

Изношенные валики заменяют новыми. Изношенные торцы опорных втулок шлифуют. После шлифования необходимо восстановить канавки для прохода масла, запираемого во впадинах колес насоса при его работе. Для обеспечения нормальной работы колес опорные втулки шлифуют попарно. Параллельность торцов должна быть обеспечена до 0,01 мм, биение наружной цилиндрической поверхности относительно оси отверстия — не более 0,01 мм, неперпендикулярность торцов оси — не более 0,01 мм.

При замене зубчатых колес или опорных втулок шлифованием одного из торцов корпуса или втулок необходимо обеспечить ширину корпуса на 0,06—0,08 мм больше общего размера по ширине зубчатого колеса с опорными втулками.

При ремонте насоса в случае заметного износа торцового уплотнения или повреждений контактирующих поверхностей торец втулки уплотнения и крышки корпуса шлифуют. Неперпендикулярность торца втулки оси должна быть не более 0,01 мм.

Перед сборкой все детали насоса должны быть промыты в керосине и смазаны тонким слоем минерального масла. Во избежание перекоса и зажима валиков винты крепления крышек необходимо завертывать, попеременно увеличивая силу затяжки и проверяя легкость вращения приводного вала насоса.

Источник

Ремонт шестеренчатых насосов

На потерю производительности, развиваемой шестеренчатым насосом при определенных давлениях, особенно большое влияние оказывает увеличение торцовых зазоров между шестернями 1 и 4 и опорными втулками 3 (рис. 52). Утечки через торцевые зазоры примерно в 3 раза больше, чем через радиальные зазоры при равном значении этих зазоров, так как при вращении шестерен создается сопротивление течению масла по радиальным зазорам между выступами зубьев и расточенным отверстием в корпусе; кроме того, путь движения масла по радиальным зазорам из полости нагнетания в полость всасывания значительно больше, чем по торцовым зазорам. В то же время вращение шестерен содействует утечке масла через торцовые зазоры по ходу их вращения.

Таким образом, увеличение торцовых зазоров является основной причиной уменьшения производительности и снижения давления масла насосов.

Износ деталей

При разборке насоса после длительной его эксплуатации обычно обнаруживается износ корпуса 5 в зоне шестерен 1 и 4 по всей поверхности валиков 2 и 8 и опорных втулок 3. Фланцы насоса 9 и 10 износу практически не подвергаются. Особенно сильно изнашиваются соприкасающиеся торцы шестерен и опорных втулок, на поверхностях которых образуются кольцевые задиры, волнистость и др.

Рис. 52. Шестеренчатый насос

Капитальный ремонт насоса, связанный с реставрацией корпуса и заменой шестерен, целесообразно производить только в хорошо организованных ремонтных хозяйствах. Однако и в этом случае при ремонте обычно не восстанавливают изношенную внутреннюю поверхность корпуса, так как радиальный зазор со стороны нагнетательного отверстия после замены изношенных шестерен и подшипников почти равен зазору у нового насоса, а увеличенный из-за насоса зазор со стороны всасывающего отверстия не будет оказывать существенного влияния на нормальную работу насоса.

Ремонт шестерен насоса зависит от характера их износа. Износ торцов зубьев устраняют шлифованием при соблюдении параллельности плоскостей торцов и их перпендикулярности к оси зубчатого колеса в пределах 0,015 мм. Шестерни с изношенным профилем зубьев заменяют новыми.

Обычно шестерни изготовляют из стали 45 или из стали 40Х с закалкой при нагреве токами высокой частоты. Вновь изготовленные или реставрированные шестерни должны удовлетворять следующим техническим условиям: торцевое биение шестерни — не более 0,01 мм; непараллельность торцов — не более 0,015 мм; биение наружной поверхности относительно отверстия — 0,015-0,02 мм; конусность и овальность по наружной поверхности — не более 0,02 мм.

Изношенные в посадочных местах подшипников валики шестерен заменяют новыми, реже восстанавливают. Валики изготовляют из стали 20Х, цементируют на глубину до 1,2 мм и закаливают до твердости HRС 60-62. Шейки валиков, которые являются поверхностями качения игл, тщательно шлифуют и доводят до шероховатости Rа = 0,10 мкм.

Опорные валики игольчатых подшипников восстанавливают или заменяют новыми. При восстановлении опорных втулок их изношенные торцы шлифуют для устранения следов износа. После шлифования торцов необходимо восстановить канавки для прохода масла между зубьями. Отверстия опорных втулок расшлифовывают до диаметра, необходимого для установки ближайшего по размеру стандартного игольчатого подшипника, учитывая при этом диаметр шейки восстановленного или замененного валика.

Для обеспечения нормальной работы шестерен насоса опорные втулки шлифуются попарно в один размер, при этом параллельность торцов должна быть в пределах 0,01 мм. Биение наружной цилиндрической поверхности втулки относительно оси ее отверстия допускается до 0,01 мм, а биение торцов относительно оси отверстия на наибольшем диаметре должно быть не более 0,01 мм. Соблюдение этих условий гарантирует отсутствие защемления шестерен при малых торцевых зазорах.

После восстановления или замены шестерен и опорных втулок определяется их общая ширина. С учетом этого размера шлифуют один из торцов корпуса, чтобы длина посадочного отверстия в корпусе (размер А, рис. 52) была на 0,06-0,08 мм больше общего размера по ширине шестерни и двух опорных втулок. При шлифовке корпуса непараллельность его торцов должна быть обеспечена в пределах 0,01-0,02 мм. Равномерность и величина обеспеченного торцевого зазора между шестернями и торцами втулок является основным критерием качества ремонта насоса. В отдельных случаях требуемый торцевой зазор может быть обеспечен с помощью прокладок из фольги, которые устанавливаются между торцами корпуса и фланцами. Однако этот метод регулировки недостаточно надежен и рекомендуется только в отдельных случаях до очередного планового ремонта.

Для нормальной работы насоса необходимо, чтобы торец бурта втулки 6 (см. рис 52) по всей поверхности прилегал к грундбуксе 7. При ремонте грундбуксу шлифуют по плоскости до устранения следов износа. Торец бурта втулки тоже шлифуют, выдерживая перпендикулярность торца к оси отверстия втулки; биение торца не должно превышать 0,01 мм.

Сборка и испытания

Перед сборкой все детали ремонтируемого насоса необходимо промыть в керосине и смазать тонким слоем минерального масла, а игольчатые подшипники промыть в бензине и смазать солидолом. Плоскости корпуса, крышек и втулок не должны иметь забоин и царапин. Сборку насоса необходимо вести так, чтобы изношенная внутренняя поверхность корпуса была со стороны всасывающего отверстия, т. е. слева, если смотреть со стороны приводного вала, а дренажные каналы на втулках были выведены в ту же сторону.

Во избежание зажима и перекоса валов и шестерен винты крепления фланцев необходимо завертывать попеременно и до отказа, при этом легкость вращения валиков проверяют от руки.

Отремонтированный насос подвергают испытанию на специальном стенде для определения производительности и объемного коэффициента полезного действия (к. п. д.).

Объемный к. п. д. представляет собой отношение производительности насоса при определенном давлении к его же производительности без давления. Он характеризует качество ремонта насоса. Чем точнее и с меньшими зазорами изготовлены сопрягаемые детали, тем меньше внутренние утечки в насосе и тем большее значение объемного к. п. д.

Источник

Шестеренчатый насос

Шестеренчатый или шестеренный насос это насос объемного типа. Широкое распространение данные насосы получили при работе с вязкими продуктами, такими как различные типы нефтепродуктов, масла, топлива и.т.д. Выделяют два основных типа шестеренчатых насосов: насосы с внешним зацеплением и насосы с внутренним зацеплением.

Шестеренчатый насос с внешним зацеплением

Шестеренчатый насос с внешним зацеплением часто использует в качестве смазочных насосов в станках, в силовом оборудовании и в качестве масляных насосах в различных типах двигателя.

Конструкция шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

Рабочими органами данного насоса являются шестерни, которые находятся в постоянном зацеплении. Шестерни в насосе могут располагаться, как в один ряд так и в два. Зубья шестерен имеют различные формы:

— прямозубая цилиндрическая форма

— косозубая цилиндрическая форма

Косозубые и шевронные шестерни обеспечивают наиболее плавный поток, чем прямозубые. Хотя у всех указанных типов жидкость перекачивается довольно гладко, без пульсаций. На большие производительности чаще используют косозубые и шевронные колеса.

Шестеренчатые насосы с небольшой производительностью обычно работают на скорости 1750 или 3450 об/мин. У насосов с большим типоразмером шестерни вращаются со скоростью порядка 650 об/мин.

Между рабочими органами насоса и корпусом практически нет зазоров. Вал насоса поддерживается с обеих сторон. Все это позволяет производить шестеренчатые насосы высокого давления до 200 бар. Поэтому насосы широко применяются в гидравлических системах

В устройстве шестеренного насоса с внешним зацеплением можно выделить следующие основные элементы:

Схема шестеренного насоса с внешним зацеплением

• Ведущая шестерня
• Ведомая шестерня
• Вал насоса, соединенный с приводом
• Система уплотнения вала
• Задний подшипник (втулка)
• Передний подшипник (втулка)

Принцип работы шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

При получении вращательного движения от привода насоса, ведущая шестерня передает это движение ведомой. Шестерни вращаются соответственно в противоположные стороны.

1. Когда шестерни выходят из зацепления они создают разряжение с всасывающей стороны насоса. Перекачиваемая жидкость течет в образовавшуюся полость и захватывается зубьями шестерни.
2. Среда перемещается в карманах между зубьями, вдоль внутренней части корпуса насоса. Между самими шестернями жидкость не проходит.
3. Благодаря зацеплению зубьев шестеренчатых колес жидкость под давлением выталкивается в напорный патрубок насоса.

Материальное исполнение

Основные элементы шестеренчатых насосов внешнего зацепления могут быть выполнены из самых различных материалов для обеспечения необходимой коррозионной стойкости, как при работе с неагрессивными жидкостями, так и при перекачке таких сред как кислоты. Чаще всего данный тип насосов встречается с исполнением корпуса и основных вращающихся элементов из чугуна.

Можно выделить следующие основные материалы:

Проточная часть насоса:	Шестерни	Упорные втулки
· Серый чугун	· Углеродистая сталь	· Графит
· Ковкий чугун	· Нержавеющая сталь	· Бронза
· Углеродистая сталь	· Дуплекс	· Карбид кремния
· Нержавеющая сталь	· PTFE
· Дуплекс	· Композитные материалы PPS
· Композитные материалы (PPS, ETFE)

Типы уплотнения вала насоса

• Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
• Манжетное уплотнение
• Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
• Магнитная муфта

Преимущества и недостатки шестеренчатых насосов с внешним зацеплением

Преимущества:

• Перекачка высоковязких жидкостей
• Высокое давление
• Нет перегрузок на валу из-за подшипников с двух сторон
• Тихая работа
• Широкий выбор материалов
• Возможность использовать в качестве дозировочных
• Реверсивный насос

Недостатки:

• Четыре упорных подшипника располагаются в перекачиваемой среды
• Недопустимо попадание твердых включений
• Не эффективны при работе с жидкостью с низкой вязкостью
• Недопустима работа «в сухую»

Области применения

Шестеренчатые насосы внешнего зацепления применяются чаще всего в следующих отраслях промышленности.

• Энергетика
• Нефтяная и газовая промышленность
• Химическая промышленность
• Гидравлические системы
• Машиностроение
• Пищевая
• Фармацевтическая
• Судостроение и судоходство

Основные назначения шестеренного насоса :

• Перекачка топлива и смазочных масел
• Дозирование присадок и полимеров
• Перекачка хим. реагентов
• Работа в гидравлических системах
• Микродозирование

Основные производители

• Viking http://www.vikingpump.com
• Zeilfelder http://www.zeilfelder-pumpen.com/
• Verder https://www.verderliquids.com/int/en/purchasing-gear-pumps-verdergear/
• M PUMPS http://www.mpumps.it/
• Hydac hydac.com
• Eaton eaton.com
• MVV s.r.l. mvv.it

Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением

Шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением универсальны. Они часто используются как для жидкостей с низкой вязкостью, такие как растворители, бензин и.т.д. Так же они прекрасно работают с высоковязкими жидкостями, например битум, клей, жидкое стекло, присадки, шоколад. Насосы могут работать в широком диапазоне по вязкости: от 1 до 1 000 000 сПз.

Помимо этого насос может перекачивать жидкость с очень высокой температурой до + 400 ˚С. Это достигается за счет настраиваемого зазора между зубьями ротора и корпуса насоса в зависимости от температуры и вязкости.

Конструкция шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

Рабочими органами шестеренного насоса с внутренним зацеплением является ротор и ведомое колесо, которые работают по принципу «шестерня в шестерне». В устройстве данного типа шестеренчатого насоса также можно выделить следующие элементы:

Схема шестеренного насоса с внутренним зацеплением

• Ведомая шестерня
• Ротор
• Система уплотнения вала
• Всасывающий патрубок
• Нагнетательный патрубок
• Встроенный предохранительный клапан

Принцип действия шестеренного насоса с внешним зацеплением

При получении вращательного движения от привода насоса, ротор передает это движение ведомой шестерне.

1. Жидкость поступает через всасывающий патрубок в образовавшуюся полость между ротором (внешняя шестерня) и ведомой шестерней (внутренняя шестерня).
2. Жидкость проходит через насос между зубьями ротора и ведомой шестерни. Специальная вставка по форме полумесяца разделяет жидкость и действует как уплотнение между всасывающим и нагнетательным патрубком.
3. Перед вытеснением жидкости из напорного патрубка проточная часть насоса практически полностью заполнена жидкостью. Ротор и ведомое внутреннее колесо образуют полностью запертые уплотненные карманы, в которых и транспортируется жидкость. Затем шестерни повторно зацепляются и тем самым выдавливают жидкость в нагнетательный патрубок насоса.

Материальное исполнение

Проточная часть насоса:	Роторы и ведомые шестерни	Упорные втулки
· Серый чугун	· Серый чугун	· Карбид вольфрама
· Ковкий чугун	· Ковкий чугун	· Бронза
· Углеродистая сталь	· Углеродистая сталь	· Карбид кремния
· Нержавеющая сталь	· Нержавеющая сталь	· Керамика
· Дуплекс	· Дуплекс
· PTFE

Типы уплотнения вала насоса

• Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
• Манжетное уплотнение
• Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
• Торцевое газовое уплотнение (газодинамическое бесконтактное уплотнение)
• Магнитная муфта

Преимущества и недостатки шестеренчатых насосов с внешним зацеплением

Преимущества:

• Только два подвижных элемента
• Только одно уплотнение вала
• Перекачка высоковязких жидкостей
• Работа без пульсаций
• Низкий NPSHr
• Настраиваемый зазор между зубьями и корпусом
• Широкий выбор материалов
• Реверсивный насос
• Простое обслуживание

Недостатки:

• Чувствителен к твердым включения
• Ограничение по давлению
• Подшипник постоянно находится в перекачиваемой среде
• Внешняя радиальная нагрузка на вал

Области применения

Шестеренчатые насосы внутреннего зацепления применяются чаще всего в следующих отраслях промышленности

• Нефтяная и газовая промышленность
• Химическая промышленность
• Пищевая
• Судостроение и судоходство

Основные назначения шестеренного насоса:

• Перекачка топлива и смазочных масел
• Производство полимеров и эластомеров
• Производство спиртов и растворителей
• Перекачка битума, гудрона, смолы
• Пищевые продукты
• Краски, клей
• Мыльные растворы

Источник