Шестеренный насос

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к шестеренным насосам, и может быть использовано в любой области машиностроения. Цель изобретения -упрощение конструкции. Насос содержит корпус с торцовыми крышками, в цилиндрических /н расточках которого размещены ведущая и ведомая шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленные с образованием полости поджатия в двух подпружиненных пружинами, подвижных в осевом направлении опорных втулках, сопряженных с торцами шестерен, и в двух неподвижных втулках, при этом на внешней радиальной поверхности втулки выполнен паз 12 под центральным углом а к плоскости 13, проходящей через геометрические оси вращения шестерен , определяемом из соотношения а р+ + 0,4 /3 , где р - центральный угол между плоскостью 13 и точкой выхода шестерен из контакта с цилиндрической расточкой, а (3- центральный угол контакта шестерни с цилиндрической расточкой.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1724937 А1 (19) (11) (я)5 F 04 С 2/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Вх (21) 4822576/29 (22) 03.05.90 (46) 07.04,92. Бюл. hl 13 (71) Кировский политехнический институт (72) В. Я. Малых, А. И. Седельников и А. Л. Флаксман (53) 621.664(088.8) . (56) Башта Т. М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем, — М.: Машиностроение, с. 342, рис. 128. (54) ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к шестеренным насосам, и может быть использовано в любой области машиностроения. Цель изобретения — упрощение конструкции. Насос содержит корпус с торцовыми крышками, в цилиндрических

1 - расточках которого размещены ведущая и ведомая шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленные с образованием полости поджатия в двух подпружиненных пружинами, подвижных в осевом направлении опорных втулках, сопряженных с торцами шестерен, и в двух неподвижных втулках, при этом на внешней радиальной поверхности втулки выполнен паз 12 под центральным углом а к плоскости 13, проходящей через геометрические оси вращения шестерен, определяемом из соотношения а = ун+ 0,4 Р, где p - центральный угол между плоскостью 13 и точкой выхода шестерен из контакта с цилиндрической расточкой, а P— центральный угол контакта шестерни с цилиндрической расточкой. 3 ил.

1724937

Изобретение относится к машиностроению, в частности к шестеренным насосам.

Известен шестеренный насос, содержащий корпус с торцовыми крышками в цилиндрических расточках которого размещены 5 шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленные с образованием полости поджатия в двух подпружиненных, подвижных в осевом направлении опорных втулках, сопряженных с торцами шестерен, и 10 двух неподвижных втулках, каналы входа и выхода рабочей жидкости и канал подвода рабочей жидкости в полость поджима.

Недостатком этого насоса является сложность конструкции. Опорные втулки 15 выполнены ступенчатыми, в крышке выполнены расточки с высокой степенью точности по диаметру и межцентровому расстоянию, в которые практически без зазора входят ступенчатые втулки. 20

Существуют варианты конструкции, когда вместо точных расточек в крышке используют резиновые уплотнения, охватывающие меньшую ступень втулки и образующие с втулками полость поджима. 25

Но это не исключает необходимости выполнения втулок ступенчатыми, к тому же появляется дополнительная деталь уплотнение.

Эти сложности обусловлены необходи- 30 мостью ограничения площади, на которую действует рабочее давление, создающее усилие поджима втулок к шестерням.

Цель изобретения — упрощение конструкции шестерен ного насоса с гидроподжи- 35 мом.

Указанная цель достигается тем, что канал подвода рабочей жидкости в полость поджима выполнен в виде паза на внешней радиальной поверхности втулок под цент- 40 ральным углом а, определяемым согласно уравнению а=р+04р, где p — центральный угол между плоскостью, проходящей через геометрические оси вращения шестерен и точкой выхода шестерен из контакта с цилиндрической расточкой; 45

Р- центральный угол контакта шестерен с цилиндрической расточкой, В предлагаемом техническом решении эффект упрощения конструкции достигается тем, что нет необходимости применять 50 расточки в крышке, выполненные с высокой степенью точности по диаметру и межцентровому расстоянию, или резиновые уплотнения, а также нет необходимости выполнять втулки ступенчатыми. Упрощение обеспечивается тем, что усилие поджима ограничивается не площадью воздействия рабочего давления на торцовые поверхности втулок со стороны полоСти поджима, а величиной давления поджима, следовательно, нет необходимости ограничивать каким-либо способом площадь воздействия рабочей жидкости на эти поверхности.

Давление поджима в предлагаемом насосе действует на всю торцовую поверхность подвижных втулок, обеспечивая необходимое и достаточное усилие поджима их к торцовым поверхностям шестерен и выбор торцового зазора.

Указанное выше выражение для определения величины центрального угла а можно получить следующим образом. Исходя из известной рекомендации, усилие поджима (Рпод) должно быть в 1,2 раза больше усилия отжима (Ротж) подвижных втулок от шестерен, т.е, Рпод/Foòæ="2

Зная, что Епод/гпруж.+Рподх f1 ° и Готж=Рсрх f2 где Fnpyж — усилие затяжки пружины, вследствие малости (Fnpyж = 0,5 кгс) в расчетах этой величиной можно пренебречь;

Рпод — необходимое давление рабочей жидкости в полости поджима (давление поджима);

Рср — среднее давление рабочей жидкости в торцовом зазоре между шестернями и втУлками (Рср = Рраб/2, где Рраб — давлениЕ на выходе);

f1 — омываемая площадь втулок со стороны полости поджима, на которую действует давление поджима (Рпод);

f2 — омываемая площадь втулок со стороны шестерен, на которую действует давление Рср.

В данном случае f1=f2, тогда получаем

Рпод/Еотж=РподхИ /Рсрх12=Рпод/(Рраб/2)=1,2, ОтСЮДа Рпод=0,6ХРраб.

Зная, что распределение давления во впадинах шестерен следует линейному закону, можно определить угол из пропорции

Рраб/ Р=0,6Рраб/(P — (а P)), где /3 — центральный угол контакта шестерни с цилиндрической расточкой; р- центральный угол между плоскостью, проходящей через геометрические оси вращения шестерен и точкой выхода шестерни из контакта с цилиндрической расточкой. огда P a + P = 0,6 Pðà5õ Р /Рраб и а = р = + 0 4 j3.

1724937 а =rp+0,4Р а =ср+0,4/3

55

На фиг. 1 показан шестеренный насос, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3. — разрез Б-Б на фиг. 2.

Насос содержит корпус 1 с торцовыми крышками 2 и 3, в цилиндрических расточках которого размещены ведущая 4 и ведомая 5. шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленные с образованием полости 6 поджатия в двух подпружиненных пружинами 7 подвижных в осевом направлении опорных втулках 8 и 9, сопряженных с торцами шестерен, и двух неподвижных втулках 10 и 11. На внешней радиальной поверхности втулки 8 выполнены паз 12 под центральным углом а к плоскости 13 проходящей через геометрические оси вращения шестерен, определяемым из уравнения:

Например, при диаметре расточек, а следовательно, диаметре шестерен и втулок

D=60 мм, межосевом расстоянии А=52 мм, ширине выходного отверстия B=10 мм и центральном угле между осью насоса и точкой входа шестерни в контакт с цилиндрической расточкой -90 угол а может быть определен следующим образом.

Центральный угол между осью насоса и точкой выхода шестерни из контакта с цилиндрической расточкой определяется как р =arccos((A — B)/D) (фиг. 2), а центральный угол контакта шестерни с цилиндрической расточкой как

Р=360 -90 р или

P = 270 -arccos((A — B)/D), тогда а= arccos((A-Â)/D)+0,4(270 —

- arccos((A — B)/D)) или а =108 + 0,6 х arccos ((А-B)/D) и, подставляя значения А, В и D, получим а = 135 .

Шестеренный насос работает следующим образом.

При вращении шестерен 4 и 5 обеспечивается процесс всасывания, переноса и на10

40 гнетания рабочей жидкости. При этом, учитывая, что при вращении шестерни 4 давление в каждой из впадин постепенно увеличивается, через паз 12 во втулке 8 в полость 6 поджима поступает рабочая жидкость под давлением Рпод=0,6 Ppa6 — необходимым и достаточным для поджатия втулок 8 и

9 к торцам шестерен 4 и 5. Таким образом, втулки 8 и 9 поджимаются к шестерням 4 и

5, шестерни к втулкам 10 и 11, а те в свою очередь к торцовой крышке 2 с постоянным усилием, не зависящим от износа втулок и шестерен по торцам, что обеспечивает выбор торцовых зазоров и стабильность работы насоса. Пружины 7 обеспечивают работу насоса при нулевом давлении на выходе и запуск насоса.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию шестеренного насоса с гидроподжимом и снизить трудоемкость технологического процесса его изготовления.

Формула изобретения

Шестеренный насос, содержащий корпус с торцовыми крышками, в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными с образованием полости поджатия в двух подпружиненных, подвижных в осевом направлении опорных втулках, сопряженных с торцами шестерен и в двух неподвижных втулках, каналы входа, выхода рабочей жидкости и канала подвода рабочей жидкости в полость поджима, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, канал подвода рабочей жидкости в полость поджима выполнен в виде паза на внешней радиальной поверхности втулок под центральным углом а, определяемым согласно уравнению где р — центральный угол между плоскостью, проходящей через геометрические оси вращения шестерен, и точкой выхода шестерен из контакта с цилиндрической расточкой;

P — центральный угол контакта шестерни с цилиндрической расточкой.

1724937

Б-5 noEepuymu

Рц2. t

ФигЗ

Составитель А.Флаксман

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Э.Лончакова

Редактор H.Tóïèöà

Заказ 1163 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям.при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гагарина, 101