Гидравлические
машины шестеренного типа
Шестеренные машины в современной технике нашли широкое
применение. Их основным преимуществом является конструкционная простота,
компактность, надежность в работе и сравнительно высокий КПД. В этих машинах
отсутствуют рабочие органы, подверженные действию центробежной силы, что
позволяет эксплуатировать их при частоте вращения до 20 с-1. В
машиностроении шестеренные гидромашины применятся в системах с дроссельным
регулированием.
Шестеренные гидронасосы.
Основная группа шестеренных насосов состоит из двух прямозубых шестерен
внешнего зацепления (рис.3.1, а). Применяются также и другие конструктивные
схемы, например, насосы с внутренним зацеплением (рис.3.1, б), трех- и более
шестерные насосы (рис.3.1, в).

Рис.3.1. Схемы шестеренных насосов:
а - с внешним зацеплением; б - с внутренним зацеплением; в - трехшестеренный
Шестеренный насос с внешним зацеплением (рис.3.1, а)
состоит из ведущей 1 и ведомой 2 шестерен, размещенных с небольшим зазором в
корпусе 3. При вращении шестерен жидкость, заполнившая рабочие камеры
(межзубовые пространства), переносится из полости всасывания 4 в полость
нагнетания 5. Из полости нагнетания жидкость вытесняется в напорный трубопровод.
В общем случае подача шестерного насоса определяется по
формуле

где k - коэффициент, для некорригированных зубьев k
= 7, для корригированных зубьев k = 9,4; D - диаметр начальной
окружности шестерни; z - число зубьев; b - ширина шестерен; n
- частота оборотов ведущего вала насоса; ?об - объемный КПД.
Шестеренный насос в разобранном состоянии представлен на
рис.3.2. Шестеренный насос состоит из корпуса 8, выполненного из алюминиевого
сплава, внутри которого установлены подшипниковый блок 2 с ведущей 1 и ведомой
3 шестернями и уплотняющий блок 5, представляющий собой другую половину
подшипника. Для радиального уплотнения шестерен в центральной части
уплотняющего блока имеются две сегментные поверхности, охватывающие с
установленным зазором зубья шестерен. Для торцевого уплотнения шестерен служат
две поджимные пластины 7, устанавливаемые в специальные пазы уплотняющего блока
с обеих сторон шестерен. В поджимных пластинах и в левой части уплотняющего
блока есть фигурные углубления под резиновые прокладки 6. Давлением жидкости из
полости нагнетания пластины 7 прижимаются к торцам шестерен, благодаря чему
автоматически компенсируется зазор, а утечки остаются практически одинаковыми
при любом рабочем давлении насоса. Ведущая и ведомая шестерни выполнены заодно
с цапфами, опирающимися на подшипники скольжения подшипникового и уплотняющего
блоков. Одна из цапф ведущей шестерни имеет шлицы для соединения с валом
приводящего двигателя. Насос закрывается крышкой 4 с уплотнительным резиновым
кольцом 9. Приводной вал насоса уплотнен резиновой манжетой, закрепленной специальными
кольцами в корпусе насоса.

Рис.3.2. Шестеренный насос НШ-К и его составные элементы
Шестеренные насосы с внутренним зацеплением сложны в
изготовлении, но дают более равномерную подачу и имеют меньшие размеры.
Внутренняя шестерня 1 (см. рис.3.1, б) имеет на два-три зуба меньше, чем
внешняя шестерня 2. Между внутренней и внешней шестернями имеется серпообразная
перемычка 3, отделяющая полость всасывания от напорной полости. При вращении
внутренней шестерни жидкость, заполняющая рабочие камеры, переносится в
напорную полость и вытесняется через окна в крышках корпуса 4 в напорный
трубопровод.
На рис.3.1, в приведена схема трехшестеренного насоса. В
этом насосе шестерня 1 ведущая, а шестерни 2 и 3 - ведомые, полости 4 -
всасывающие, а полости 5 - напорные. Такие насосы выгодно применять в
гидроприводах, в которых необходимо иметь две независимые напорные гидролинии.
Равномерность подачи жидкости шестерным насосом зависит от
числа зубьев шестерни и угла зацепления. Чем больше зубьев, тем меньше
неравномерность подачи, однако при этом уменьшается производительность насоса.
Для устранения защемления жидкости в зоне контакта зубьев шестерен в боковых
стенках корпуса насоса выполнены разгрузочные канавки, через которые жидкость
отводится в одну из полостей насоса.
Шестеренные гидромоторы.
Работа шестеренных гидромоторов осуществляется следующим образом. Жидкость из
гидромагистрали (см. рис.3.1, а) поступает в полость 4 гидродвигателя и,
воздействуя на зубья шестерен, создает крутящий момент, равный

где ?м - механический КПД гидромотора.
Конструктивно шестерные гидромоторы отличаются от насосов
меньшими зазорами в подшипниках, меньшими усилиями поджатия втулок к торцам
шестерен, разгрузкой подшипников от неуравновешенных радиальных усилий. Пуск
гидромоторов рекомендуется производить без нагрузки.
Шестеренные машины являются обратимыми, т.е. могут быть
использованы и как гидромоторы и как насосы.
--->