ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к конструкции и производству шестеренных насосов, предназначенных для нагнетания рабочей жидкости под высоким давлением в гидравлическую систему машин, например автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных, дорожно-строительных и другой транспортной техники, а также в маслосистему различных газоперекачивающих агрегатов. Кроме того, эти шестеренные насосы также могут применяться для перекачивания различных нефтепродуктов и других неагрессивных жидкостей.
Известен шестеренный насос под названием "шестеренная гидромашина", выбранный в качестве аналога, содержащий крышку, корпус с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости, ведущую и ведомую шестерни, компенсаторы с манжетами и подшипники, кроме того в крышке и корпусе выполнены расточки, а ведущая шестерня выполнена цельной и имеет приводной конец (см. патент на изобретение №2448272, МПК F04C 2/08, 2010 г.).
Однако известный шестеренный насос, при своем использовании, имеет следующие недостатки:
- большая длительность проведения его внеплановых ремонтов при эксплуатации, которые приходится производить после каждого непредвиденного внезапного отказа работы механизмов гидравлической системы машины.
Во время проведения каждого такого ремонта проводятся следующие операции.
Насос снимается с машины и после чего он разбирается в следующей последовательности:
из крышки демонтируются два подшипника при помощи специального приспособления, для установки которого требуется специальное оборудование;
из корпуса последовательно вынимаются первый компенсатор с манжетой, ведущая шестерня, ведомая шестерня и второй компенсатор с манжетой;
из корпуса демонтируются два подшипника при помощи другого специального приспособления, для установки которого также требуется специальное оборудование.
далее проверяется степень износа торцов компенсаторов, отверстий подшипников, зубьев зубчатых венцов шестерен и в зависимости от величины их износа определяется либо дальнейшее использование этих деталей в эксплуатации, либо эти детали должны быть заменены на новые.
После выполнения этих операций осуществляют сборку насоса, при этом запрессовку подшипников обратно в крышку и корпус производят другими специальными приспособлениями, а после окончательной его сборки устанавливают на машину. В связи с этим на каждый внеплановый ремонт насоса уходит слишком много времени, в течение которого машина не используется в эксплуатации и соответственно уменьшается срок его службы до утилизации. Кроме того, в полевых условиях произвести этот ремонт не всегда возможно из-за отсутствия специальных приспособлений и наличия высоко квалифицированных специалистов.
- недостаточная его эксплуатационная надежность из-за того, что в зубчатом зацеплении ведущей и ведомой шестерни присутствует очень большая пульсация подачи и давления рабочей жидкости, которая приводит к значительному увеличению радиальной нагрузки на каждый подшипник и усилия в местах контакта поверхностей зубьев зубчатых венцов шестерен, от чего снижается долговечность этих деталей. Это приводит к внезапному отказу работы механизмов гидравлической системы машины при ее эксплуатации и уменьшает срок службы машины.
В основу полезной модели положена задача создание шестеренного насоса, не имеющего перечисленных недостатков известного шестеренного насоса.
Техническим результатом при использовании предложенного шестеренного насоса является уменьшение длительности проведения внеплановых ремонтов во время эксплуатации и повышение его эксплуатационной надежности.
Оба технических результата взаимосвязаны между собой и вместе они обеспечивают в сумме достижение одного технического результата, а именно увеличение срока службы предложенного шестеренного насоса до его утилизации.
Технический результат достигается тем, что предложен шестеренный насос содержащий крышку, корпус с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости, ведущую и ведомую шестерни, компенсаторы с манжетами и подшипники, кроме того в крышке и корпусе выполнены расточки, а ведущая шестерня выполнена цельной и имеет приводной конец, ведомая шестерня выполнена составной из оси, имеющей на каждом своем конце лыску, и размещенного между ее лысками зубчатого колеса, на наружном диаметре каждого подшипника по всей его длине сделана лыска, кроме того, в крышке и в корпусе установлены винты, которые соприкасаются с лысками подшипников и оси ведомой шестерни так, что они фиксируют их в расточках крышки и корпуса в неподвижном положении, при этом зубчатое колесо установлено на оси с возможностью свободно на ней вращаться.
Среди признаков, характеризующих предложенный шестеренный насос, существенными являются:
- выполнение ведомой шестерни составной из оси, имеющей на каждом своем конце лыску, и размещенного между ее лысками зубчатого колеса, на наружном диаметре каждого подшипника по всей его длине сделана лыска, кроме того, в крышке и в корпусе установлены винты, которые соприкасаются с лысками подшипников и оси ведомой шестерни так, что они фиксируют их в расточках крышки и корпуса в неподвижном положении;
- установка зубчатого колеса на оси с возможностью свободно на ней вращаться.
Выполнение ведомой шестерни составной из оси, имеющей на каждом своем конце лыску, и размещенного между ее лысками зубчатого колеса, на наружном диаметре каждого подшипника по всей его длине сделана лыска, кроме того, в крышке и в корпусе установлены винты, которые соприкасаются с лысками подшипников и оси ведомой шестерни так, что они фиксируют их в расточках крышки и корпуса в неподвижном положении обеспечивает предложенному шестеренному насосу по сравнению с известным шестеренным насосом уменьшение длительности проведения внеплановых ремонтов при эксплуатации, которые приходится производить после каждого непредвиденного внезапного отказа работы механизмов гидравлической системы машины.
Во время проведения каждого такого ремонта проводятся следующие операции.
Насос снимается с машины и винты, установленные в крышке и в корпусе, немного вывинчиваются.
После чего насос разбирается в следующей последовательности:
- свободно вынуть из крышки без всякого специального приспособления подшипник;
- свободно вынуть из корпуса без всяких специальных приспособлений:
первый компенсатор с манжетой;
ось ведомой шестерни;
ведущую шестерню;
зубчатое колесо ведомой шестерни;
второй компенсатор с манжетой;
подшипник.
Далее проверяется степень износа торцов компенсаторов, отверстий подшипников, зубьев зубчатого венца ведущей шестерни и зубьев зубчатого колеса ведомой шестерни, и в зависимости от величины их износа определяется либо дальнейшее использование этих деталей в эксплуатации, либо эти детали должны быть заменены на новые. После чего, насос собирается в обратной последовательности и устанавливается на машину. На такой ремонт предложенного шестеренного насоса уходит очень немного времени, особенно в полевых условиях, что увеличивает срок его службы до утилизации.
Установка зубчатого колеса на оси с возможностью свободно на ней вращаться обеспечивает предложенному шестеренному насосу по сравнению с известным шестеренным насосом более высокую эксплуатационную надежность за счет того, что при таком техническом решении полностью исключается пульсация подачи и давления рабочей жидкости на выходе из зубчатого зацепления ведущей и ведомой шестерни. Поэтому радиальная нагрузка на подшипники и усилие в местах контакта зубьев зубчатого зацепления ведущей шестерни и ведомой шестерни постоянная, а это увеличивает их долговечность и снижает количество внезапных отказов работы механизмов гидравлической системы машины.
Изготовление деталей предложенного шестеренного насоса, его сборка и разборка не представляет собой особой сложности, а так же при его ремонте в полевых условиях нет необходимости использования специального оборудования и специального инструмента, и этот ремонт может производится обыкновенным слесарем.
Однако какой конкретно материал будет применен для изготовления оси и зубчатого колеса ведомой шестерни предложенного шестеренного насоса является предметом «НОУ-ХАУ» и в данной заявке не рассматривается.
Проведенный анализ технических решений, заложенных в конструкцию предложенного шестеренного насоса показал, что у него по сравнению с известным шестеренным насосом при одинаковых габаритных размерах и массе меньшая длительность проведения любого непредвиденного ремонта в полевых условиях и высокая эксплуатационная надежность, которые совместно обеспечивают ему значительно более высокий срок службы до утилизации, в течении которого предложенный шестеренный насос может работать без снижения своих исходных параметров, а именно подачи рабочей жидкости и давления на выходе, также и объемного его КПД, что обеспечивает стабильную работу гидравлической системы машины без всяких внезапных отказов ее механизмов.
В таблице приведены основные сравнительные данные анализа параметров известного шестеренного насоса и предложенного шестеренного насоса.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез предложенного шестеренного насоса, на фиг.2 его поперечный разрез А-А, на фиг.3 его поперечный разрез Б-Б, а на фиг.4 его поперечный разрез В-В.
Шестеренный насос состоит из крышки 1, корпуса 2, ведущей шестерни 3, ведомой шестерни 4, компенсаторов 5, манжет 6 и подшипников 7. Внутри крышки 1 есть расточка 8 и расточка 9, а внутри корпуса 2 тоже есть такие же расточки 8 и 9. Кроме того в корпусе 2 имеются отверстие 10 подвода рабочей жидкости и отверстие 11 для ее отвода из насоса в гидравлическую систему машины. Ведущая шестерня 3 имеет приводной конец 12. Ведомая шестерня 4 состоит из оси 13 и зубчатого колеса 14. Подшипники 7 имеют лыску 15, а на каждом конце оси 13 есть лыска 16. Подшипники 7 установлены в расточках 8 крышки 1 и корпуса 2, а в расточках 9 крышки 1 и корпуса 2 размещены концы оси 13 с лысками 16. В крышке 1 и корпусе 2 установлены винты 17, которые фиксируют подшипники 7 и ось 13 в неподвижном положении.
Принцип работы предложенного шестеренного насоса.
По принципу действия насос является объемным. Насос присоединяется к приводу машины приводным концом 12 ведущей шестерни 3. Рабочая жидкость поступает из гидравлической системы машины на вход отверстия 10 корпуса 2 насоса и далее из выхода этого отверстия рабочая жидкость направляется в межзубное пространство ведущей шестерни 3 и зубчатого колеса 14 ведомой шестерни 4, в котором создается разряжение, за счет чего впадины между зубьями полностью заполняются рабочей жидкостью. Во впадинах между зубьями ведомой шестерни 3 и зубчатым колесом 14 ведомой шестерни 4 рабочая жидкость перемещается в сторону входа отверстия 11 корпуса 2, а далее она под высоким давлением из этого отверстия поступает в механизмы гидравлической системы машины.
Эксплуатация предложенного шестеренного насоса является стандартной. Однако у предложенного шестеренного насоса по сравнению с известным шестеренным насосом меньше длительность проведения каждого непредвиденного внепланового ремонта при эксплуатации в случае внезапного отказа работы механизмов гидравлической системы машины и более высокая эксплуатационная надежность, что обеспечивает ему очень длительный срок службы до утилизации. Кроме того, высокая эксплуатационная надежность предложенного шестеренного насоса позволяет значительно снизить количество внезапных непредвиденных его ремонтов, а следовательно и эксплуатационные расходы. Все это позволяет предложенному шестеренному насосу по сравнению с известным шестеренным насосом быть более эффективным в эксплуатации.