RU76403U1

RU76403U1 - GEAR PUMP

Info

Publication number: RU76403U1
Application number: RU2008112418/22U
Authority: RU
Inventors: Зявдат Мусагирович Кашафутдинов; Рустем Зявдатович Кашафутдинов
Original assignee: Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия"
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2008-09-20

Abstract

Шестеренный насос, во взаимопересекающихся расточках корпуса которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, выполненных в виде торцевых втулок, рабочие поверхности которых сопряжены с торцами шестерен. Расточка в зоне расположения шестерен выполнена с эксцентриситетом относительно расточек под торцевые втулки, при этом направление эксцентриситета совпадает с направлением действия результирующих гидравлических нагрузок, воздействующих на шестерни, от давления рабочей жидкости. Величина эксцентриситета равна половине величины зазора в подшипниках скольжения шестерен, ширина эксцентричной расточки равна ширине шестерен, диаметр эксцентричной расточки корпуса насоса больше наружного диаметра шестерен, диаметр расточек под торцовые втулки определяют по формуле. На торцовых втулках в радиальных отверстиях, выполненных под углом друг к другу, установлены подпружиненные вставки из материала с низким коэффициентом трения, поджимающие цапфы шестерен по направлению действия результирующих гидравлических нагрузок, воздействующих на шестерни, от давления рабочей жидкости.A gear pump, in mutually intersecting bores of the housing of which gears of external engagement are placed with trunnions installed in sliding bearings made in the form of end bushings, the working surfaces of which are interfaced with the ends of the gears. The bore in the gear location zone is made with eccentricity relative to the bores for the end sleeves, while the direction of the eccentricity coincides with the direction of action of the resulting hydraulic loads acting on the gears from the pressure of the working fluid. The size of the eccentricity is equal to half the clearance in the sliding bearings of the gears, the width of the eccentric bore is equal to the width of the gears, the diameter of the eccentric bore of the pump housing is larger than the outer diameter of the gears, the diameter of the bores for the mechanical bushings is determined by the formula. On the mechanical bushings in the radial holes, made at an angle to each other, spring-loaded inserts made of a material with a low coefficient of friction are installed, compressing the gear axles in the direction of the resulting hydraulic loads acting on the gears, from the pressure of the working fluid.

Description

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, в частности к шестеренным гидронасосам.The utility model relates to the field of hydraulic engineering, in particular to gear hydraulic pumps.

Известен шестеренный насос, где для разгрузки подшипников шестерен от усилий давления жидкости, применяют схемы с гидравлическим противодавлением (Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. - М.: Машиностроение, 1974, с.327, рис.122а.). Для этой цели полость нагнетания соединяется каналом с камерой, расположенной диаметрально противоположно к этой полости. При этом происходит частичная разгрузка подшипников шестерен, однако велики радиальные утечки и как следствие, снижение КПД насоса.A gear pump is known where, for unloading gear bearings from fluid pressure forces, hydraulic backpressure schemes are used (TM Bashta. Volumetric pumps and hydraulic hydraulic motors. - M.: Mashinostroenie, 1974, p.327, Fig. 122a.). For this purpose, the injection cavity is connected by a channel to a chamber located diametrically opposite to this cavity. In this case, partial unloading of the gear bearings occurs, however, there are large radial leaks and, as a result, a decrease in the pump efficiency.

Известен, также насос с более совершенной разгрузкой шестерен, в котором выполнены радиальные не пересекающиеся каналы, соединяющие между собой каждую пару диаметрально расположенных межзубовых впадин (Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. М., Машиностроение, 1974 г., стр.327, рис.122б). Такая разгрузка более совершена, однако весьма трудоемка в изготовлении, а также вследствие больших радиальных утечек снижается КПД насоса.Also known is a pump with more perfect unloading of gears, in which radial non-intersecting channels are made connecting each pair of diametrically located interdental cavities (TM Bashta. Volumetric pumps and hydraulic hydraulic motors. M., Mechanical Engineering, 1974, pp. .327, Fig. 122b). Such unloading is more perfect, but it is very laborious to manufacture, and also due to large radial leaks, the pump efficiency is reduced.

Известен шестеренный насос НШ329У-2-Л (ГОСТ 8753-80), принятый за прототип, содержащий корпус, во взаимопересекающихся расточках которого размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, выполненных в виде торцевых втулок, рабочие поверхности которых сопряжены с торцами шестерен.Known gear pump NSh329U-2-L (GOST 8753-80), adopted as a prototype, comprising a housing, in mutually intersecting bores of which external gears are mounted with axles installed in sliding bearings made in the form of end bushings, the working surfaces of which are connected to the ends gears.

В этом насосе цилиндрические поверхности шестерен при нагрузке занимают эксцентричное положение относительно расточек корпуса. Поэтому, чтобы не происходило надиров корпуса и шестерен, радиальный зазор между шестернями и корпусом насоса принимают равным величине In this pump, the cylindrical surfaces of the gears under load occupy an eccentric position relative to the bores of the housing. Therefore, so that there is no nadir of the casing and gears, the radial clearance between the gears and the pump casing is taken equal to

зазора в подшипниках скольжения. Подшипники скольжения в шестеренных насосах работают по гидродинамическому эффекту, поэтому зазор в подшипниках в зависимости от диаметра цапф колеблется от 0.06 мм до 0.1 мм, устанавливать меньшие зазоры недопустимо, так как при этом происходит нарушение масляного клина, перегрев подшипников и насос выходит из строя. Так как радиальный зазор между расточкой корпуса и внешней цилиндрической поверхностью шестерен весьма велик, это приводит к утечкам жидкости, находящейся под давлением через радиальный зазор и увеличению нагрузки на подшипники скольжения.clearance in plain bearings. Plain bearings in gear pumps operate according to the hydrodynamic effect, therefore, the bearing clearance varies from 0.06 mm to 0.1 mm, depending on the diameter of the pins, it is unacceptable to set smaller clearances, as this results in a violation of the oil wedge, overheating of the bearings and the pump fails. Since the radial clearance between the housing bore and the outer cylindrical surface of the gears is very large, this leads to leakage of liquid under pressure through the radial clearance and an increase in the load on the plain bearings.

В основу полезной модели положена техническая задача создания шестеренного насоса, в котором шестерни постоянно занимают концентричное расположение относительно расточки корпуса, причем с максимальным радиальным зазором 0,01-0,02 мм. А это, в свою очередь, способствовало бы снижению нагрузки на подшипники шестерен, уменьшению радиальных утечек, увеличению ресурса и повышению КПД насоса.The utility model is based on the technical task of creating a gear pump, in which gears constantly occupy a concentric location relative to the body bore, with a maximum radial clearance of 0.01-0.02 mm. And this, in turn, would help reduce the load on the gear bearings, reduce radial leaks, increase the resource and increase the efficiency of the pump.

Поставленная техническая задача решается тем, шестеренный насос содержит корпус и две крышки. Во взаимопересекающихся расточках корпуса размещены шестерни внешнего зацепления с цапфами, установленными в подшипниках скольжения, выполненных в виде торцевых втулок, рабочие поверхности которых сопряжены с торцами шестерен. Расточка в зоне расположения шестерен выполнена с эксцентриситетом относительно расточек под торцевые втулки, при этом направление эксцентриситета совпадает с направлением действия результирующих гидравлических нагрузок, воздействующих на шестерни, от давления рабочей жидкости. Величина эксцентриситета равна половине величины зазора в подшипниках скольжения шестерен, ширина эксцентричной расточки равна ширине шестерен, диаметр эксцентричной расточки корпуса насоса больше наружного диаметра шестерен на 0,01-0,02 мм, The technical task is solved by the fact that the gear pump contains a housing and two covers. In mutually intersecting bores of the housing gears of external engagement are placed with trunnions mounted in sliding bearings made in the form of end bushings, the working surfaces of which are interfaced with the ends of the gears. The bore in the gear location zone is made with eccentricity relative to the bores for the end sleeves, while the direction of the eccentricity coincides with the direction of action of the resulting hydraulic loads acting on the gears from the pressure of the working fluid. The magnitude of the eccentricity is equal to half the clearance in the sliding bearings of the gears, the width of the eccentric bore is equal to the width of the gears, the diameter of the eccentric bore of the pump housing is greater than the outer diameter of the gears by 0.01-0.02 mm,

диаметр расточек под торцовые втулки определяют по формуле: Др=Дш+С, где Др - диаметр расточки; Дш - наружный диаметр шестерен; С - зазор в подшипниках скольжения шестерен, а на торцовых втулках в радиальных отверстиях, выполненных под углом 55-70 градусов друг к другу, установлены подпружиненные вставки из материала с низким коэффициентом трения, поджимающие цапфы шестерен по направлению действия результирующих гидравлических нагрузок, воздействующих на шестерни, от давления рабочей жидкости.the diameter of the bores under the end bushings is determined by the formula: Dp = Dsh + C, where Dp is the diameter of the bore; Дш - outer diameter of gears; C is the clearance in the sliding bearings of the gears, and on the end bushings in the radial holes made at an angle of 55-70 degrees to each other, spring-loaded inserts made of a material with a low coefficient of friction are installed, pressing the gear axles in the direction of the resulting hydraulic loads acting on the gears , from the pressure of the working fluid.

Выполнение расточек в зоне расположения шестерен с эксцентриситетом, направленным по направлению действия результирующих гидравлических нагрузок, воздействующих на шестерни, от давления рабочей жидкости, позволяет уменьшить радиальный зазор между наружным диаметром шестерен и расточкой корпуса до минимума 0,01-0,02 мм, надежно уплотняет насос от радиальных утечек, тем самым происходит снижение нагрузок на подшипники насоса. Выполнение эксцентричной расточки шириной, равной ширине шестерни, уменьшает торцовые утечки. Изготовление расточек под торцевые втулки диаметром Др=Дш+С, позволяет вставить шестерни в расточку корпуса. Установка подпружиненных вставок из материала с низким коэффициентом трения на торцевых втулках под углом 55-70 градусов позволяет при пуске насоса, когда он еще не набрал давление, удерживать шестерни, поджатыми по направлении эксцентриситета, то есть концентрично относительно расточки корпуса.Performing borings in the area of gear arrangement with an eccentricity directed in the direction of the resulting hydraulic loads acting on the gears from the pressure of the working fluid allows to reduce the radial clearance between the outer diameter of the gears and the housing bore to a minimum of 0.01-0.02 mm, it reliably seals pump against radial leaks, thereby reducing the load on the pump bearings. Performing an eccentric boring with a width equal to the width of the gear reduces mechanical leakage. Making boring for end bushings with a diameter of Др = Дш + С allows you to insert gears into the bore of the housing. The installation of spring-loaded inserts of material with a low coefficient of friction on the end sleeves at an angle of 55-70 degrees allows you to keep the gears pressed in the direction of the eccentricity, i.e. concentrically relative to the body bore, when starting the pump, when it has not yet gained pressure.

Сущность предлагаемого насоса поясняется чертежами, The essence of the proposed pump is illustrated by drawings,

на фиг.1 изображен продольный разрез насоса по осям шестерен, на фиг.2 - корпус насоса, вид с торца,figure 1 shows a longitudinal section of the pump along the axes of the gears, figure 2 - pump housing, end view,

на фиг.3 - поперечный разрез торцовой втулки.figure 3 is a cross section of a mechanical sleeve.

Предлагаемый насос содержит корпус 1, торцовые крышки 2 и 3, ведущую 4 и ведомую 5 шестерни внешнего зацепления, установленные своими цапфами 6, 7, 8 и 9 в подшипниках скольжения выполненных в The proposed pump comprises a housing 1, end caps 2 and 3, a leading 4 and a driven 5 external gear gears, mounted with their pins 6, 7, 8 and 9 in sliding bearings made in

виде торцовых втулок 10, 11, 12 и 13. Торцовые втулки 10, 11, 12 и 13 сопряжены одна с другой по плоским срезам 14 и размечены в соосных расточках 15, 16, 17 и 18 корпуса 1. Расточка 19 и 20 в зоне расположения шестерен 4 и 5 выполнена с эксцентриситетом относительно расточек 15, 16, 17 и 18 корпуса 1, а направление эксцентриситета совпадает с направлением действия результирующих гидравлических нагрузок воздействующих на шестерни 4 и 5. На торцовых втулках 10, 11, 12 и 13 в радиальных отверстиях 21 и 22, выполненных под углом 55-70 градусов установлены подпружиненные 23 и 24 вставки 25 и 26 из фторопласта, усилие поджатия которых регулируется при помощи винтов 27 и 28. Манжета 29 уплотняет полость высокого давления. Вал уплотняется при помощи сальника 30.in the form of end sleeves 10, 11, 12 and 13. The end sleeves 10, 11, 12 and 13 are paired with one another on flat sections 14 and marked in coaxial bores 15, 16, 17 and 18 of the housing 1. Bore 19 and 20 in the location zone gears 4 and 5 are made with an eccentricity relative to the bores 15, 16, 17 and 18 of the housing 1, and the direction of the eccentricity coincides with the direction of action of the resulting hydraulic loads acting on the gears 4 and 5. On the mechanical bushings 10, 11, 12 and 13 in the radial holes 21 and 22, made at an angle of 55-70 degrees, spring-loaded inserts 23 and 24 are installed 25 and 26 of fluoroplastic, the compressive force of which is regulated by screws 27 and 28. The cuff 29 seals the cavity of high pressure. The shaft is sealed with gland 30.

Шестеренный насос работает следующим образом. При вращении шестерен, ведущий 4 и ведомой 5, рабочая жидкость захватывается зубьями шестерен и в межзубовых впадинах переносится из полости низкого давления в зону высокого давления, где зубья, входя в защемление, вытесняют ее из впадин в выходной канал. Рабочая жидкость, поступающая из камеры нагнетания, образованной корпусом 1 и двумя парами зубьев шестерен 4 и 5 в полости манжет 29 поджимает торцовые втулки 10 и 11 к торцам шестерен 4 и 5, обеспечивая компенсацию торцовых зазоров. При пуске насоса вставки из фторопласта 25 и 26 поджимают цапфы 6, 7, 8 и 9 шестерен 4 и 5 по направлении эксцентриситета и удерживают шестерни 4 и 5 концентрично относительно расточек 19 и 20 препятствуя задеванию шестерен 4 и 5 об расточки 19 и 20 корпуса 1.Gear pump operates as follows. During the rotation of the gears, the leading 4 and the driven 5, the working fluid is captured by the teeth of the gears and in the interdental cavities is transferred from the low pressure cavity to the high pressure zone, where the teeth, entering the jamming, displace it from the cavities into the outlet channel. The working fluid coming from the discharge chamber formed by the housing 1 and two pairs of gear teeth 4 and 5 in the cavity of the cuffs 29 compresses the mechanical bushings 10 and 11 to the ends of the gears 4 and 5, providing compensation for the mechanical clearances. When starting the pump, the fluoroplastic inserts 25 and 26 press the pins 6, 7, 8 and 9 of gears 4 and 5 in the direction of the eccentricity and hold gears 4 and 5 concentrically with respect to the bores 19 and 20, preventing the gears 4 and 5 from touching the bores 19 and 20 of the housing 1 .

Claims

A gear pump comprising a housing, two covers, gears of external engagement with trunnions mounted in sliding bearings made in the form of end sleeves, the working surfaces of which are coupled with the ends of the gears, characterized in that the bore in the gear location is made with eccentricity relative to the bores under the end bushings, while the direction of the eccentricity coincides with the direction of action of the resulting hydraulic loads acting on the gears from the working fluid pressure, and the amount of eccentricity is equal to half the clearance in the sliding bearings of the gears, the width of the eccentric bore is equal to the width of the gears, the diameter of the eccentric bore of the pump housing is larger than the outer diameter of the gears by 0.01-0.02 mm, the diameter of the bores for the end bushings determined by the formula Dp = Dsh + C, where Dp is the diameter of the bore; Дш - outer diameter of gears; C - clearance in the sliding bearings of the gears, and on the end bushings in the radial holes made at an angle of 55-70 ° to each other, spring-loaded inserts made of a material with a low coefficient of friction are installed, compressing the gear axles in the direction of action of the resulting hydraulic loads acting on the gears , from the pressure of the working fluid.