ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС
GEAR PUMP

Предлагаемое изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в конструкциях шестеренных насосов и гидромоторов для повышения надежности и долговечности подшипников скольжения и ресурса насоса или мотора в целом.
Известна конструкция шестеренного насоса по авторскому свидетельству SU 1193294 А, F04C 2/04, 23.11.1985, содержащая корпус с дном, параллельными расточками, в которых установлены ведущая и ведомая шестерни, подшипники и компенсаторы торцевого уплотнения венцов шестерен с манжетами и крышкой с уплотнением по корпусу и ведущей шестерни, причем подшипники выполнены цилиндрическими двух диаметров.
Недостатком конструкции является неподвижность подшипников при изгибе шестерен в цапфах под действием давления нагнетаемой жидкости на венцы шестерен. Меньший цилиндрический диаметр подшипников в данной конструкции служит для центрирования крышки передней по ведущей шестерне и для выхода утечек жидкости из зоны трения цапф шестерен в расточки дна и крышки, в которые он (меньший цилиндрический диаметр) помещен с зазором. Далее, эти расточки соединены с зоной всасывания насоса.
Неподвижность подшипников под нагрузкой изгибающей цапфы шестерни в подшипниках приводит к уменьшению площади трения цапфы в подшипнике вплоть до двухточечной, на входе цапфы в подшипник и на выходе. Масляный клин из-за возросших сил трения выдавливается и зона трения превращается в зону сухого трения с перегревом цапф и их заклиниванию в подшипниках, что приводит к выходу насоса из строя.
Задача предлагаемого изобретения состоит в создании самоустанавливающихся подшипников при любых нагрузках (давлениях) и возникающих прогибах цапф шестерен, исключающих уменьшение площади трения цапф в подшипниках.
Поставленная задача достигается тем, что в шестеренном насосе, содержащем крышку и корпус с параллельными расточками, в которых установлены ведущая и ведомая шестерни, подшипники, выполненные цилиндрическими двух диаметров, и компенсаторы торцевого уплотнения венцов шестерен с манжетами, поверхность торца цилиндра меньшего диаметра подшипника выполнена сферической и контактирующей с ответной сферической поверхностью, выполненной в дне корпуса и/или в крышке, или цилиндр меньшего диаметра расположен с зазором в упорной втулке, установленной в расточке корпуса, а поверхность перехода подшипника от меньшего диаметра к большему диаметру выполнена сферической и контактирующей с ответной сферической поверхностью, выполненной на торце упорной втулки.
Насос в разрезе с вариантами выполнения сферы на торцевой поверхности в месте перехода меньшего диаметра подшипника в больший и торце промежуточной втулки представлен на фиг.1; с выполнением сферы на торце цилиндрической поверхности меньшего диаметра подшипника и крышках или крышке и дне корпуса представлен соответственно на фиг.2 и 3.
1
Насос состоит из (фиг.1) корпуса 1, крышки передней 2, шестерен, ведущей 3 и ведомой 4, подшипников 5, промежуточной втулки 6, компенсаторов 7 с манжетами 8. Сфера контакта подшипника и промежуточной втулки выполнена радиусом R.
2
На фиг.2 сфера контакта подшипника 5 с крышками 2 и 9 выполнена радиусом R.
3
На фиг.3 сфера контакта подшипника 5 с дном корпуса 1 и крышкой передней 2 выполнена радиусом R.
Насос с различными вариантами упора подшипников в корпусные детали работает следующим образом.
1
2
3
При вращении шестерен 3 и 4 давление нагнетаемой ими жидкости воздействует на венцы шестерен и вызывает прогиб шестерни, закрепленной как балка на двух опорах, т.е. подшипниках. Этот прогиб воздействует на подшипник, заставляя его поворачиваться на такой же угол, как и цапфа шестерни, по сфере контакта подшипника с промежуточной втулкой или с корпусной деталью, выполненной радиусами R, R или R, в зависимости от варианта выполнения корпусных деталей насоса, сохраняя площадь трения цапфы в подшипнике. Угол поворота подшипника определяется зазором посадки подшипников в параллельные расточки корпуса и длиной цилиндрической поверхности большего диаметра подшипника.