RU2374491C2

RU2374491C2 - Method to repair gear pump

Info

Publication number: RU2374491C2
Application number: RU2008100480/06A
Authority: RU
Inventors: Зявдат Мусагирович Кашафутдинов (RU); Зявдат Мусагирович Кашафутдинов; Рамиль Зявдатович Кашафутдинов (RU); Рамиль Зявдатович Кашафутдинов
Original assignee: Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия"
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2009-11-27
Also published as: RU2008100480A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used for gear pump repair. Proposed method comprises grinding gear OD and faces, as well as working surfaces of strips to remove traces of wear. Rubber seals are replaced. Stepwise cylindrical lapping tool is used to finish radial sealing and bearing surfaces of tightening holder. Larger diametre of stepwise lapping tool equals OD of finished gear, while smaller diametre equals that of gear journal. Then ground faces of the gear are lapped with the help of disk-like lapping tool and face surfaces adjoining radial sealing surfaces are processed. Now lapping plate is used to lap working surface of strips. Metal washers with thickness equal to that of removed metal layer are placed under rubber sealers.

EFFECT: longer life, increased delivery.

8 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может применяться для ремонта шестеренных насосов.The invention relates to mechanical engineering and can be used to repair gear pumps.

Известен способ ремонта шестеренного насоса внешнего зацепления, содержащего корпус и торцовые уплотнительные пластины (SU 1263910 А1, 23.02.1989). Согласно этому способу производят шлифование наружного диаметра и торцов шестерен и поверхности торцовых уплотнительных пластин до выведения следов износа. Торцовые поверхности корпуса обрабатывают для того, чтобы ширина корпуса была равна ширине венца шестерен. Колодцы корпуса растачивают радиусом, равным наружному радиусу наибольшей из шлифованных шестерен у приемной полости на части окружности длиной не менее π D/Z со смещением осей расточек в сторону приемной полости, где D - диаметр шестерни, a Z - число зубьев. При сборке в корпусе устанавливают шестерни наибольшего и наименьшего диаметров с обеспечением в зоне их сопряжения с поверхностью расточки зазора не более номинального. Способ прост в применении и позволяет снизить утечки рабочей жидкости после ремонта насоса как по торцам шестерен, так и по наружному диаметру шестерен. Однако уплотнение радиальных зазоров между шестернями и расточками корпуса происходит только в районе приемной полости (в зоне всасывания), это приводит к увеличению нагрузки на подшипники и, как следствие, к снижению ресурса работы насоса, так как увеличивается площадь поверхности шестерен, на которые воздействует давление рабочей жидкости. Другим недостатком этого способа является несколько большие утечки рабочей жидкости по радиальному зазору по сравнению с новым насосом, что снижает подачу насоса. Еще одним недостатком этого способа является невозможность полностью его применить при ремонте шестеренных насосов внешнего зацепления, в которых уплотнение радиального и торцовых зазоров происходит со стороны, близкой к зоне нагнетания (например, НШ-67К).A known method of repair of a gear pump of an external gearing comprising a housing and mechanical seal plates (SU 1263910 A1, 02.23.1989). According to this method, the outer diameter and the ends of the gears and the surfaces of the end sealing plates are grinded until traces of wear are removed. The end surfaces of the housing are treated so that the width of the housing is equal to the width of the gear crown. The wells of the casing are bored with a radius equal to the outer radius of the largest of the polished gears at the receiving cavity on a circumference of at least π D / Z with displacement of the bore axes towards the receiving cavity, where D is the diameter of the gear, and Z is the number of teeth. When assembling, the gears of the largest and smallest diameters are installed in the housing, ensuring in the zone of their interface with the surface of the bore of the gap no more than nominal. The method is simple to use and allows to reduce the leakage of the working fluid after repairing the pump both on the ends of the gears and on the outer diameter of the gears. However, the compaction of the radial clearances between the gears and the bores of the housing occurs only in the area of the receiving cavity (in the suction zone), this leads to an increase in the load on the bearings and, as a result, to a decrease in the service life of the pump, since the surface area of the gears affected by the pressure increases working fluid. Another disadvantage of this method is the somewhat large leakage of the working fluid along the radial clearance compared to the new pump, which reduces the pump flow. Another disadvantage of this method is the inability to fully apply it when repairing gear pumps of external gearing, in which the compaction of the radial and mechanical clearances occurs from the side close to the discharge zone (for example, NSh-67K).

Задачей, на решение которой направлено данное предлагаемое изобретение, является разработка способа ремонта шестеренных насосов, в которых уплотнение радиального и торцового зазоров происходит со стороны, близкой к зоне нагнетания, а также увеличение ресурса работы насоса после ремонта за счет уменьшения нагрузки на подшипники и увеличения подачи путем снижения радиальных и торцовых утечек.The problem to which this invention is directed is to develop a method for repairing gear pumps in which radial and mechanical clearances are sealed on the side close to the discharge zone, as well as increasing the life of the pump after repair by reducing the load on the bearings and increasing the supply by reducing radial and mechanical leakage.

Для решения поставленной задачи предлагается способ ремонта шестеренного насоса, включающий шлифование наружного диаметра и торцов шестерен и рабочих поверхностей платиков до выведения следов износа. Производят замену резиновых уплотнительных элементов и при помощи ступенчатого цилиндрического притира одновременную доводку радиальной уплотняющей и опорной поверхностей поджимной обоймы, причем большой диаметр ступенчатого притира изготавливают равным наружному диаметру отшлифованной шестерни, а меньший диаметр равным диаметру цапфы шестерни, после чего производят доводку отшлифованных торцов шестерен при помощи дискового притира. Производят обработку торцевых поверхностей, примыкающих к радиальной уплотняющей поверхности, а затем доводят рабочую поверхность платиков на притирочной плите, под резиновые уплотнительные элементы подкладывают металлические шайбы, толщина которых равна толщине слоя металла, снятого при шлифовке торцов шестерен.To solve this problem, a method for repairing a gear pump is proposed, which includes grinding the outer diameter and the ends of the gears and working surfaces of the plates to remove any signs of wear. The rubber sealing elements are replaced and, with the help of a stepped cylindrical lapping, the radial sealing and bearing surfaces of the clamping sleeve are simultaneously refined, the large diameter of the stepped lapping is made equal to the outer diameter of the polished gear and the smaller diameter equal to the diameter of the pin gear, after which the polished ends of the gears are refined using disk lapping. The end surfaces adjacent to the radial sealing surface are processed, and then the working surface of the plates on the lapping plate is brought up, metal washers are placed under the rubber sealing elements, the thickness of which is equal to the thickness of the metal layer removed when grinding the ends of the gears.

Замена резиновых уплотнительных элементов позволяет уменьшить протечки рабочей жидкости.Replacing rubber sealing elements can reduce leakage of the working fluid.

Одновременная доводка радиальной уплотняющей и опорных поверхностей сохраняет высокую соосность этих поверхностей, устраняет задиры, позволяет уменьшить зазор до минимума между отшлифованными наружным диаметром шестерни и радиальной уплотняющей поверхностью.The simultaneous refinement of the radial sealing and bearing surfaces maintains high coaxiality of these surfaces, eliminates scuffing, and reduces the clearance to a minimum between the polished outer diameter of the gear and the radial sealing surface.

Доводка отшлифованных торцов шестерен при помощи дискового притира увеличивает точность обработки шестерен по ширине и снижает шероховатость поверхностей, что приводит к снижению торцовых утечек.The refinement of the polished ends of the gears with the help of a disk lapping increases the accuracy of machining the gears in width and reduces the surface roughness, which leads to a reduction in mechanical leakage.

Доводка рабочей поверхности платиков на притирочной плите значительно повышает точность поверхности, снижает шероховатость, улучшает прилегание поверхности платиков к торцам шестерен, тем самым снижаются торцовые утечки.Finishing the working surface of the plates on the lapping plate significantly increases the accuracy of the surface, reduces the roughness, improves the fit of the surface of the plates to the ends of the gears, thereby reducing mechanical leakage.

Обработка торцевых поверхностей, примыкающих к радиальной уплотняющей поверхности прижимной обоймы, восстанавливает соотношение между шириной шестерни, отшлифованной по торцам, и шириной уплотняющей поверхности.Processing end surfaces adjacent to the radial sealing surface of the clamping sleeve restores the relationship between the width of the gear polished at the ends and the width of the sealing surface.

Осуществление способа поясняется на примере ремонта шестеренного насоса НШ-67К.The implementation of the method is illustrated by the example of repair of a gear pump NSh-67K.

На фиг.1 изображен общий вид шестеренного насоса модели НШ-67К; на фиг.2 - разрез А-А на фиг 1; на фиг.3 изображена поджимная обойма шестеренного насоса; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - технология одновременной доводки радиальной уплотняющей и опорных поверхностей насоса; на фиг.6 - технология фрезерования торцевых поверхностей, примыкающих к радиальной уплотняющей поверхности; на фиг.7 - технология доводки отшлифованных торцов шестерен при помощи дискового притира; на фиг.8 - доводка рабочей поверхности платиков на притирочной плите.Figure 1 shows a General view of the gear pump model NSh-67K; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 shows the clamping sleeve of the gear pump; figure 4 is a section bB in figure 3; figure 5 - technology for simultaneous refinement of the radial sealing and bearing surfaces of the pump; figure 6 - technology of milling end surfaces adjacent to the radial sealing surface; Fig.7 - technology for fine-tuning the polished ends of the gears using a disk lapping; on Fig - refinement of the working surface of the plates on the lapping plate.

Шестеренный насос НШ-67К состоит из корпуса 1, крышки 2, поджимной 3 и подшипниковой 4 обойм, ведущей 5 и ведомой 6 шестерен, а также уплотнительных и крепежных деталей. Ведущая 5 и ведомая 6 шестерни расположены в подшипниковой обойме 4, выполненной в виде полуцилиндра с четырьмя подшипниковыми гнездами. Радиальное уплотнение осуществляется с помощью поджимной обоймы 3, опирающейся на цапфу 7 шестерен 5 и 6 опорными поверхностями 8. Резиновый уплотнительный элемент 9 формирует камеру давления, в которой создается усилие поджима обоймы к зубьям шестерен. По мере износа опорных поверхностей 8 поджимная обойма 3 компенсирует радиальный зазор между своей уплотняющей поверхностью 10 и зубьями шестерен. Уплотнение торцов шестерен достигается с помощью двух платиков 11, поджим которых осуществляется усилием из камер давления, ограниченных резиновыми уплотнительными элементами 12.The gear pump NSh-67K consists of a housing 1, a cover 2, a clamping 3 and a bearing 4 cage, a drive 5 and a driven 6 gears, as well as sealing and fasteners. Leading 5 and driven 6 gears are located in the bearing race 4, made in the form of a half cylinder with four bearing seats. Radial sealing is carried out by means of a clamping sleeve 3, which is supported on the pin 7 of the gears 5 and 6 by the supporting surfaces 8. The rubber sealing element 9 forms a pressure chamber in which the clamping force is applied to the gear teeth. As the wear surfaces 8 wear, the clamping sleeve 3 compensates for the radial clearance between its sealing surface 10 and the gear teeth. The sealing of the ends of the gears is achieved using two plates 11, the compression of which is carried out by force from pressure chambers, limited by rubber sealing elements 12.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Производят осмотр шестеренного насоса, в результате которого обнаруживается, что сильно «задрались» торцы и наружный диаметр шестерен 5 и 6, образовались глубокие риски на радиальной уплотняющей поверхности 10 поджимной обоймы 3, износились рабочие поверхности платиков 11. Далее производят на круглошлифовальном станке с одной установки шлифование двух торцов и наружного диаметра шестерен 5 и 6 до выведения следов износа. При шлифовании торцов шестерен стараются добиться, чтобы разность шестерен по ширине не превышала 0,01 мм. Если до шлифовки шестерни 5 и 6 имели наружный диаметр 77 мм, ширину 30 мм, а диаметр цапф 7 был равен 40 мм, то после шлифования наружный диаметр стал равен 76,9 мм, а ширина шестерен 29,8 мм. Затем изготавливают ступенчатый притир 12, у которого больший диаметр будет равен 76,9 мм, а два меньших диаметра будут равны диаметру цапф 7 шестерен 5 и 6, то есть 40 мм. С помощью ступенчатого притира 13 производят вручную доводку двух опорных поверхностей 8 и радиальной уплотняющей поверхности 10 поджимной обоймы 3, сначала, например, для ведущей шестерни 5, затем для ведомой 6. Поджимную обойму 3 при этом закрепляют в тисках, алмазную притирочную пасту наносят на опорные 8 и радиально уплотняющие 10 поверхности поджимной обоймы 3. Притиру 13 придают вращательное возвратно-поступательное движение, прижимая притир вручную к доводимым поверхностям. В начальный момент доводки (притирки) съем металла будет производиться только с опорных поверхностей 8, так как наружный диаметр шестерен 5 и 6 после операции шлифования стал меньше, а больший диаметр ступенчатого притира 13 равен наружному диаметру шестерен 5 и 6. Для доводки используют алмазную пасту. Доводку производят до исчезновения следов износа на радиальной уплотняющей поверхности 10 поджимной обоймы 3. Затем на плоскошлифовальном станке шлифуют рабочие поверхности платиков 11 до выведения следов износа и доводят отшлифованную поверхность на притирочной плите 14 при помощи алмазной пасты. Далее шестерни 5 и 6 закрепляют за цапфы 7 на патроне токарного станка, шпинделю придают обороты 350-450 об/мин и при помощи дискового притира 15 доводят торцы шестерен, используя пасту АСМ 28/20, при этом стараются, чтобы разность по ширине шестерен 5 и 6 не превышала 2 микрона. Дисковый притир 15 имеет при этом следующие параметры - наружный диаметр на 2-3 мм больше диаметра шестерен 5 и 6, внутренний диаметр притира 15 на 3-4 мм больше диаметра цапф 7, ширина притира 10-15 мм. При доводке дисковый притир 15 прижимают к торцу шестерен, удерживая в руке, слегка притормаживая и создавая максимальный эксцентриситет, который позволяет внутренний диаметр притира. Притир 15 будет вращаться в ту же сторону, что и шестерни 5 и 6, только с меньшими оборотами. Далее фрезеруют на горизонтально-фрезерном станке торцевые поверхности 16, примыкающие к радиальной уплотняющей поверхности 10 прижимной обоймы 3. При этом добиваются, чтобы ширина отфрезерованных поверхностей 16 была максимально точно равна ширине доведенных шестерен. При сборке насоса, для того, чтобы сохранить первоначальный поджим платиков 11 к торцам шестерен 5 и 6, под резиновые уплотнительные элементы 12 подкладывают металлические шайбы, толщина которых равна толщине слоя металла, снятого при шлифовании торцов 5 и 6. Этим обеспечивается силовая уравновешенность насоса.Inspect the gear pump, as a result of which it is found that the ends and the outer diameter of gears 5 and 6 are badly “pulled up”, deep risks are formed on the radial sealing surface 10 of the clamping sleeve 3, the working surfaces of the plates 11 are worn. Next, they are made on a circular grinding machine from one installation grinding two ends and the outer diameter of gears 5 and 6 to remove traces of wear. When grinding the ends of the gears, they try to achieve that the difference of the gears in width does not exceed 0.01 mm. If before grinding the gears 5 and 6 had an outer diameter of 77 mm, a width of 30 mm, and the diameter of the pins 7 was 40 mm, then after grinding the outer diameter became 76.9 mm, and the width of the gears was 29.8 mm. Then make a step-in lapping 12, in which the larger diameter will be equal to 76.9 mm, and two smaller diameters will be equal to the diameter of the pin 7 of gears 5 and 6, that is, 40 mm. Using a step-by-step lapping 13, two supporting surfaces 8 and a radial sealing surface 10 of the clamping ring 3 are manually adjusted, first, for example, for the pinion gear 5, then for the follower 6. The clamping ring 3 is then fixed in a vice, the diamond lapping paste is applied to the supporting 8 and radially sealing 10 of the surface of the clamping sleeve 3. Lapping 13 give a rotational reciprocating movement, pressing lapping manually to the finished surfaces. At the initial moment of finishing (lapping), the metal will be removed only from the supporting surfaces 8, since the outer diameter of the gears 5 and 6 after the grinding operation has become smaller, and the larger diameter of the step grinding 13 is equal to the outer diameter of the gears 5 and 6. For the finishing use diamond paste . Finishing is done until the signs of wear disappear on the radial sealing surface 10 of the clamping sleeve 3. Then, on the surface grinding machine, the working surfaces of the plates 11 are grinded to remove any traces of wear and the polished surface on the lapping plate 14 is brought in with a diamond paste. Next, gears 5 and 6 are fixed to the pins 7 on the lathe chuck, the spindle is turned at 350-450 rpm and the ends of the gears are brought up using disk grinding 15 using AFM paste 28/20, while trying to make the difference in gear width 5 and 6 did not exceed 2 microns. The lapping disk 15 has the following parameters: the outer diameter is 2-3 mm larger than the diameter of the gears 5 and 6, the inner diameter of the lapping 15 is 3-4 mm larger than the diameter of the pins 7, the lapping width is 10-15 mm. When refining, the disk lapping 15 is pressed against the end of the gears, holding in hand, slightly braking and creating maximum eccentricity, which allows the internal diameter of the lapping. Lapping 15 will rotate in the same direction as gears 5 and 6, only with lower revolutions. Next, end surfaces 16 are milled on a horizontal milling machine adjacent to the radial sealing surface 10 of the clamping sleeve 3. At the same time, it is ensured that the width of the milled surfaces 16 is as accurately as possible the width of the brought gears. When assembling the pump, in order to maintain the initial clamping of the platens 11 to the ends of the gears 5 and 6, metal washers are placed under the rubber sealing elements 12, the thickness of which is equal to the thickness of the metal layer removed when grinding the ends 5 and 6. This ensures the power balance of the pump.

Предлагаемый способ ремонта внедрен в ОАО «КАМА3-Металлургия» в ремонтно-механическом цехе на участке ремонта гидроаппаратуры при ремонте шестеренных насосов моделей НШ-32-2Л, НШ-50-2, НШ-67К, НШ-98К.The proposed repair method has been introduced at KAMA-Metallurgy OJSC in the mechanical repair shop at the hydraulic equipment repair site during the repair of gear pumps of the NSh-32-2L, NSh-50-2, NSh-67K, NSh-98K models.

Claims

A method of repairing a gear pump, including grinding the outer diameter and the ends of the gears and working surfaces of the plates to remove any signs of wear, characterized in that the rubber sealing elements are replaced, and a radial sealing and bearing surfaces of the clamping ring are simultaneously finished with a large diameter, with a large diameter step lapping is made equal to the outer diameter of the polished gear, and a smaller diameter equal to the diameter of the pin gear after which they finish the polished ends of the gears using a disk lapping and process the end surfaces adjacent to the radial sealing surface, and then bring the working surface of the plates on the lapping plate, put metal washers under the rubber sealing elements, the thickness of which is equal to the thickness of the metal layer removed when grinding the ends of the gears.