Шестеренный насос Советский патент 1992 года по МПК F04C2/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к шестеренным насосам.

Известен шестеренный насос, содержащий корпус с торцовыми крышками в цилиндрических расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами/ установленные с образованием полости поджатия в двух подпружиненных, подвижных в осевом направлении опорных втулках, сопряженных с торцами шестерен, и 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 выполнены ступенчатыми, в крышке выполнены расточки с высокой степенью точности по диаметру и межцентровому расстоянию, в которые практически без зазора входят ступенчатые втулки.

Существуют варианты конструкции, когда вместо точных расточек в крышке используют резиновые уплотнения, охватывающие меньшую ступень втулки и образующие с втулками полость поджима. Но это не исключает необходимости выполнения втулок ступенчатыми, к тому же появ- ляется дополнительная деталь - уплотнение.

Эти сложности обусловлены необходимостью ограничения площади, на которую действует рабочее давление, создающее усилие поджима втулок к шестерням.

Цель изобретения - упрощение конструкции шестеренного насоса с гидроподжимом.

Указанная цель достигается тем, что канал подвода рабочей жидкости в полость поджима выполнен в виде паза на внешней радиальной поверхности втулок под центральным углом а, определяемым согласно уравнению

а (р + 0,4/3,

где р - центральный угол между плоскостью, проходящей через геометрические оси вращения шестерен и точкой выхода шестерен из контакта с цилиндрической расточкой;

ft- центральный угол контакта шестерен с цилиндрической расточкой.

В предлагаемом техническом решении эффект упрощения конструкции достигается тем, что нет необходимости применять 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

0 поверхности.

Давление поджима в предлагаемом насосе действует на всю торцовую поверхность подвижных втулок, обеспечивая необходимое и достаточное усилие поджи5 ма их к торцовым поверхностям шестерен и выбор торцового зазора.

Указанное выше выражение для определения величины центрального угла «можно получить следующим образом. Ис0 ходя из известной рекомендации, усилие поджима (Рпод) должно быть в 1,2 раза больше усилия отжима (Ротж) подвижных втулок от шестерен, т.е. Рпод/Ротж 1,2.

Зная, что Рпод/Рпруж.+Рподх И. 5и f2,

где Рпруж -усилие затяжки пружины, вследствие малости (Рпруж 0,5 кгс) в расчетах этой величиной можно пренебречь;

Рпод - необходимое давление рабочей 0 жидкости в полости поджима (давление поджима);

Рср - среднее давление рабочей жидкости в торцовом зазоре между шестернями и втулками (РСр Рраб/2, где Рраб - давление 5 на выходе);

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

f2 - омываемая площадь втулок со сто- 0 роны шестерен, на которую действует давление Рср.

В данном случае , тогда получаем

Рпод/Ротж РподХЛ/РсрХГ2 РПод/(Рраб/2Н,2, ОТСЮДа ,6хРраб.

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

Рраб/ ,6Рра6/(/М «-Р)).

5 где ft- центральный угол контакта шестерни с цилиндрической расточкой;

(р- центральный угол между плоскостью, проходящей через геометрические оси вращения шестерен и точкой выхода

0 шестерни из контакта с цилиндрической расточкой.

Тогда ft-a + p 0,6 Ррабх/3/Рраб и а - р + 0,4 ft.

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:

a (p + QAfi.

Например, при диаметре расточек, а следовательно, диаметре шестерен и втулок мм, межосевом расстоянии мм, ширине выходного отверстия 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

/ 360°-90°-р или

Ј 270°-arccos((A-B)/D), тогда

а arccos((A-B)/D)+0,4(270°- .arccos((A-B)/D)) или

+ 0,6 х arccos ((A-B)/D) и, подставляя значения А, В и D, получим

.

Шестеренный насос работает следующим образом.

При вращении шестерен 4 и 5 обеспечивается процесс всасывания, переноса и нагнетания 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 б поджима поступает рабочая жидкость под давлением ,6 Рраб - 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 10и11,атев 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 кор- пус 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 ча ющийся 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

+ ОАр

где р - центральный угол между плоскостью, проходящей через геометрические оси вращения шестерен, и точкой выхода шестерен из контакта с цилиндрической расточкой;

центральный угол контакта шестерни с цилиндрической расточкой.

Редактор Н.Тупица

Риг.З

Составитель А.Флаксман Техред М.МоргенталКорректор Э.Лончакова

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.