Шестеренные гидронасосы и гидромоторы. Пластинчатые гидронасосы и гидромоторы

Гидронасосы с шестернями внешнего зацепления являются очень распространенными. Они состоят из пары сцепленных между собой цилиндрических шестерен, выполненных вместе с валами и помещенных в плотно обхватывающий их корпус. Корпус имеет каналы в местах входа в зацепление и выхода из него (рис. 6а).

Рис. 1. Конструктивная (а) и расчетная (б) схема шестеренного гидронасоса:

Рабочая жидкость, которая заключена во впадинах зубьев, при вращении шестерен переносится в камеру нагнетания е, которая образована корпусом насоса и зубьями а 1, в 1, в 2 и а 2 (рис. 1-б). Так как зубья а 1 и а 2 вытесняют больше рабочей жидкости, чем может поместиться в пространстве, поэтому жидкость, в количестве, равном разности объемов вытесняется в нагнетательную камеру е.

Шестеренные гидронасосы с прямозубым зацеплением шестерен получили наибольшее распространение благодаря простоте конструкции.

Многие компании выпускают сдвоенные и строенные шестеренные гидронасосы разной производительности, с установленными до 3-х пар рабочих шестерен на одном валу, с разной длиной зуба, а значит, с разными рабочими объемами.

Для синхронного движения исполнительных механизмов в гидравлическую схему машины включают шестеренный делитель потока рабочей жидкости (рис. 2). Объемный делитель разделяет поток рабочей жидкости с помощью двух или нескольких взаимосвязанных шестерен.

Рис. 2. Шестеренный делитель потока рабочей жидкости:

Рабочая жидкость подводится к входному отверстию и вращает в противоположные стороны рабочие пары шестерен, которые имеют разную длину зуба. Рабочая жидкость вытесняется в соответствующих объемах в выходные отверстия и обеспечивает деление потока рабочей жидкости в соответствующих пропорциях.

Шестеренные гидронасосы с внутренним зацеплением (рис. 3) – компактные, имеют малогабаритные. Преимущество: симметричное расположение приводного вала относительно корпуса. Принцип действия насосов аналогичен насосам с шестернями внешнего зацепления. Рабочая жидкость, которая заполняет междузубовые впадины шестерен, переносится в полость нагнетания, затем выдавливается зацепляющимися зубьями через серпообразные окна в боковых крышах корпуса (рис. 3-а) или через радиальные сверления в донышках впадин внешней (кольцевой) шестерни.

Серпообразный разделительный элемента отделяет полости всасывания и нагнетания (рис. 3-а). Шестеренные гидронасосы в зависимости от заказа могут быть собраны только для правого или только для левого вращения.

Рис.3. Шестеренный гидронасос с внутренним зацеплением:

Шестеренные гидромоторы

Конструкция шестеренных гидромоторов аналогична конструкции шестеренных гидронасосов. Рабочая жидкость воздействует на неуравновешенные зубья шестерен, создавая крутящий момент. Шестеренные гидромоторы имеют частоту вращения 100-5000 об/мин.

Пластинчатые гидронасосы и гидромоторы

Пластинчатые насосы (лопастные или шиберные) являются наиболее простыми из существующих типов гидронасосов.

Различают пластинчатые гидронасосы и гидромоторы однократного и многократного действий. Гидронасос однократного действия бывают регулируемыми (за счет изменения эксцентриситета) и нерегулируемыми, а гидронасосы многократного действия - нерегулируемыми. Преимуществом гидронасоса многократного действия является уравновешенность радиальных сил давления жидкости на пластинчатый ротор, поэтому они более пригодны для работы при более высоком давлении рабочей жидкости (14,0 МПа и выше).

Самая простая схема пластинчатого гидронасоса показана на рис. 4, где е - эксцентриситет насоса. В таких гидронасосах используют положительное перекрытие.

Рис. 4. Пластинчатый гидронасос. Схема:

Положительное перекрытие должно быть очень маленьким, для того чтобы избежать компрессии рабочей жидкости в камере, и обеспечивать разделение полостей всасывания и нагнетания.

Минимальное значение этого перекрытия должно соответствовать соотношению размеров перемычки и раствора концов пластин, а кромки окон питания должны касаться внутренних сторон пластин (угол b расположения пластин в роторе).

Радиальное движение пластин и плотность их контакта со статором происходит при помощи давления рабочей жидкости, которая подводится в прорези под пластины, также при помощи пружин.

Пластинчатые гидронасосы обычно состоят из 8 - 12 пластин. При увеличении числа пластин, действующая на них нагрузка уменьшается, увеличивая равномерность потока нагнетаемой жидкости. При уменьшении числа пластин (меньше восьми) поток становится неравномерным.

Пластинчатые гидромоторы

Пластинчатые гидромашины также применяют 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 важно контролировать механизм прижима пластин к статору при пуске мотора.

Гидромоторы однократного действия выпускают реверсивными в регулируемом и нерегулируемом исполнении, а моторы двукратного действия - нерегулируемыми в реверсивном и нереверсивном исполнениях.