Соловьев Д.А., Русинов А.В. Шестеренные гидравлические машины
Подождите немного. Документ загружается.
одновременно. Следовательно, износ обеих секций насоса ничем не
оправдан. При выходе из строя одной секции насоса нужно
ремонтировать или выбрасывать в утиль обе секции.
Кроме того, у двухсекционного насоса трудно определить, какая
из секций неисправна. Например, для них характерны усиленный
шум и пена, выходящая через сапун бака гидросистемы, так как бак
один, а рабочую жидкость потребляют обе секции насоса.
Насосы типа НМШ
Шестеренные насосы НМШ предназначены для создания и
поддержания циркуляции рабочей жидкости в гидравлических
системах трансмиссий тракторов для переключения передач,
включения и выключения вала отбора мощности. Насосы этого типа
постоянно включены в работу.
Марку насоса расшифровывают так: Н - насос, М - малого
давления, Ш - шестеренный. Цифры указывают рабочий объем
насоса в кубических сантиметрах.
Отечественные насосы условно делят по рабочему давлению на
следующие группы: низкого (малого) давления - до 2,5 МПа;
среднего - от 2,5 до 8 МПа; высокого - от 8 до 25 МПа.
Особенность насосов НМШ состоит в том, что они имеют
привалочную плоскость, через которую выведен хвостовик
ведущего вала насоса. В этой плоскости расположены всасывающие
и нагнетательные отверстия. Следовательно, такие насосы
самостоятельно не применяются, их монтируют на коробках
передач, в которых имеется масло (рабочая жидкость) и возможен
привод ведущего вала насоса.
21
1.5. Основные неисправности шестеренных насосов
1. Насос не создает необходимого давления, и поэтому навесная
машина поднимается медленно или совсем не поднимается при
исправных распределителе, силовом гидроцилиндре и запорных
устройствах.
Общей причиной этой неисправности для насосов НШ-Е, НШ-У
и НШ-К может быть низкий уровень рабочей жидкости в баке.
Устранить ее можно доливанием рабочей жидкости до нормального
уровня.
Индивидуальными причинами этой же неисправности могут быть
перетекание рабочей жидкости через фигурную манжету насоса
НШ-Е, через уплотнительную манжету крышки насоса или через
специальное клиновидное (секторное) уплотнение насоса НШ-У,
через манжету радиального уплотнения насоса НШ-К. Устранить
неисправность можно, заменив фигурную манжету насоса НШ-Е,
манжету крышки или клиновидное уплотнение насоса НШ-У, насос
НШ-К с вышедшими из строя манжетными уплотнениями
необходимо отправить на ремонт в специализированную
мастерскую.
2. Из горловины бака для рабочей жидкости выбивается пена.
Она образуется в баке для рабочей жидкости из-за подсоса воздуха
через уплотнительные манжеты ведущего вала насоса, через
уплотнение крепления всасывающего патрубка насосу или через
штуцер всасывающей гидролинии.
Для устранения пенообразования необходимо заменить
каркасные манжеты ведущего вала насоса, уплотнительное кольцо
во всасывающем патрубке или подтянуть соединения всасывающей
гидролинии.
22
3. Увеличение уровня масла в картере двигателя. Это происходит
из-за износа манжет ведущего вала насоса. Их нужно заменить
новыми.
4. Рабочая жидкость протекает через стык корпуса и крышки
насоса. Это происходит, при ослаблении затяжки болтов крепления
крышки к насосу. В этом случае необходимо затянуть болты до
предела.
5. Быстрый нагрев насоса и бака для рабочей жидкости. Причина
этой неисправности - быстрое нагревание рабочей жидкости
вследствие ее протекания сквозь щели, образующиеся при заедании
золотника или перепускного клапана в распределителе. Необходимо
проверить распределитель и устранить неисправность.
6. Шум при работе насоса наблюдают при низком уровне рабочей
жидкости в баке или при соприкосновении металлических
маслопроводов с металлическими частями трактора или машины.
Чтобы устранить шум, необходимо долить до уровня рабочую
жидкость и выяснить причины ее утечек или же ликвидировать
соприкосновение маслопроводов с металлическими частями.
Неисправности устраняют в порядке возрастания степени
сложности; сначала более простые, а затем - сложные, требующие
снятия насоса с трактора. Сложные неисправности устраняют в
мастерской.
2. ШЕСТЕРЕННЫЕ ГИДРОМОТОРЫ
2.1. Общие сведения
Шестеренные гидромоторы приобрели широкое распространение
благодаря простоте, компактности и дешевизне. По принципу
действия шестеренный гидромотор представляет собой
переделанный насос, в который подают рабочую жидкость под
давлением.
23
В гидромоторах не возникает кавитации, поэтому частота их
вращения ограничена только механическими условиями.
Минимальная частота вращения определяется плавностью
движения. Для обеспечения реверсивности шестеренных
гидромоторов их делают с внешним дренажем утечек.
Насосы характеризуются рабочим объемом, а гидромоторы -
моментом на 1 МПа перепада давления. Значительные зазоры,
необходимые для нормальной работы шестерен при больших
неразгруженных усилиях от перепада давления, приводят к тому,
что КПД гидромотора несколько ниже, чем насоса.
Диапазон моментов, развиваемых гидромотором на 1 МПа
перепада давления, составляет от 2,5 до 15 Нм. Точность
изготовления шестерен определяет максимально допустимую
частоту вращения гидромотора, уровень шума и долговечность
подшипников.
Гидромотор работает за счет давления рабочей жидкости,
которую подводят в его полость нагнетания. Она действует на
поверхность зубьев шестерен и создает вращательный момент
относительно центра вращения шестерен. Запускать гидромотор
следует без нагрузки.
Все объемные насосы - обратимы, то есть выполняют двойную
функцию: насоса - потребителя энергии и гидромотора -
передатчика энергии. Как правило, гидромоторы конструктивно
подобны насосам.
На корпусе гидромотора против нагнетательного отверстия есть
надпись «Вход». Для определения направления вращения
необходимо гидромотор поставить выходным валиком вверх и
повернуть корпус так, чтобы надпись «Вход» была обращена к
наблюдателю. Если шестерня c приводным валиком находится с
левой стороны от наблюдателя, то гидромотор правого вращения,
24
если с правой - левого вращения. Обычно направление вращения
гидромотора указывают на этикетке. Нужно помнить, что шестерни
гидромотора вращаются всегда от нагнетательного отверстия
наружу, если смотреть со стороны выходного вала. Направление
вращения шестерен определяет результирующий крутящий момент.
Шестеренные гидромоторы изготовляют двух типов: один - на
основе круглых насосов (ГМШ-32, ГМШ-50 и ГМШ-100), другой -
на основе насоса НШ-У с манжетным уплотнением (мотор-насос
МНШ-46-У).
Корпусы шестеренных гидромоторов и насосов изготавливают из
чугуна, стали или алюминия, шестерни - из легированных сталей
(20Х, 40Х, 18ХНЗА и др.) с применением цементации и закалки или
азотирования. Боковые крышки выполняют из чугуна, стали, иногда
- из бронзы.
2.2. Гидромоторы типа ГМШ
Шестеренные гидромоторы типа ГМШ предназначены для
приведения в движение активных рабочих органов (вентиляторов,
транспортеров и т. д.).
Гидромотор типа ГМШ (рис. 6, табл. 2) состоит из корпуса 1;
шестерни 2, изготовленной заодно с выходным валом; шестерни 3;
центрирующей втулки 6; подшипниковой обоймы 5; поджимной
обоймы 14; двух платиков 7 манжеты радиального уплотнения 13;
опорной пластины 12; двух манжет торцевого уплотнения,
находящиеся на дне корпуса и в крышке гидромотора; двух манжет
торцевого уплотнения и шести глухих малых манжет,
расположенных в платиках 7; уплотнительного кольца 1; крышки 4;
25
восьми болтов; деталей уплотнения выходного вала гидромотора:
каркасных манжет 8, опорного 9 и пружинного 10 колец.
Рис. 6. Гидромотор типа ГМШ-50: 1 - корпус; 3 - шестерня с
выходным валом; 5 - шестерня; 4 - крышка: 5 - подшипниковая
обойма: 6 - центрирующая втулка; 7 - платики; 8 - каркасные
манжеты; 9 - опорное кольцо; 10 - пружинное (стопорное)
кольцо: 11 - уплотнительное кольцо; 12 - опорная пластина; 13 -
манжета радиального уплотнения; 14 - поджимная обойма
Радиальная манжета 13 под давлением рабочей жидкости
уплотняет поджимную обойму 14. Опорная пластина 12
перекрывает зазор между корпусом 1 и поджимной обоймой 14.
Шестерни по торцам уплотнены двумя платиками 7, которые
находятся под действием давления рабочей жидкости в полостях с
торцевыми манжетами.
Выходной вал гидромотора центрируют относительно
установочного бурта корпуса втулкой 6 и уплотняют в донышке
корпуса двумя каркасными манжетами, сложенными внутрь
юбками, которые фиксируют опорным 9 и пружинным 10 кольцами.
Крышку 4 присоединяют к корпусу 1 шестью болтами, герметизируя
разъем резиновым уплотнительным кольцом 11 круглого сечения.
2.3. Гидромоторы типа МНШ-У
26
Мотор-насос МНШ-46-У (см. табл. 2) предназначен для
приведения во вращательное движение активных органов
сельскохозяйственных машин.
Таблица 2. Техническая характеристика гидромоторов
Показатели
Марка гидромотора
ГМШ-32 МНШ-46-У ГМШ-50 ГМШ-100
Рабочий объем, см
3
32 45,7
50 100
Давление на входе, МПа
номинальное
максимальное
14
16
10
14
14
16
Максимальное давление на
сливе, МПа
0,4
Частота вращения вала, мин
-1
минимальная
номинальная
максимальная
750
1500
1920
800
1200
1650
750
1500
1920
Номинальный расход, л/мин
51,4 67 79,6
161
КПД
гидромеханический
полный
0,85
0,78
0,80
0,75
0,85
0,78
0,82
0,75
Крутящий момент, Н
.
м:
номинальный
запуска
59,6
17,9
43
28
92
27,6
180
54
Номинальная мощность, кВт 9,2 5,14 14,2 27,75
Масса, кг 6,8 5,8 7,4 17,5
Направление вращения вала
правое
или левое
реверсивны
й
правое или левое
Мотор-насос создан на базе серийного насоса типа НШ-У. Его
отличает от насоса только то, что в его донышке есть коническое
резьбовое отверстие для присоединения с помощью конического
штуцера дренажной гидролинии (металлическая труба или гибкий
рукав высокого давления), предназначенной для отвода утечек от
27
гидромотора в бак. Конец трубопровода, присоединенный к баку,
должен быть ниже уровня рабочей жидкости. Давление в дренажной
гидролинии не должно превышать 0,05 МПа. Собранный мотор-
насос - реверсивный и обратимый. Он может работать как насос
правого или левого вращения и как реверсивный гидромотор. Чтобы
переоборудовать мотор-насос в насос, нужно снять крышку и со
стороны нагнетания извлечь вкладыш и специальное уплотнение.
При включении гидромотора в гидросистему необходимо
присоединить нагнетательную магистраль гидросистемы к входному
отверстию гидромотора и проверить совпадение направления
вращения выходного вала гидромотора, указанного на этикетке, с
направлением вращения рабочего органа машины. Сливную и
нагнетательную гидролинии присоединяют к гидромотору при
помощи фланцев с уплотнительными кольцами и закрепляют
болтами.
Условия монтажа, демонтажа и эксплуатации гидромоторов
такие же, как и насосов. После остановки насоса, нагнетающего
рабочую жидкость в гидромотор, не допускается его длительное
вращение по инерции.
2.4. Основные неисправности гидромоторов типа ГМШ и
МНШ-У
1. Течь рабочей жидкости в местах присоединения угольников и
труб, в стыках деталей гидромоторов. Это проявляется при
ослаблении креплений, поэтому необходимо подтянуть
соответствующие резьбовые соединения и проверить целостность
контровки.
2. Течь рабочей жидкости через манжетные уплотнения
выходного вала появляется при выходе из строя манжетного
уплотнения.
28
Для устранения данной неисправности необходимо снять
гидромотор с машины, убрать опорное и пружинное кольца
гидромотора и осмотреть состояние рабочих кромок манжет; в
случае непригодности кромок нужно снять манжеты, очистить
шейку вала от загрязнения и рабочей жидкости, проверить, нет ли
забоин, а после этого смазать манжеты консистентной смазкой и
поставить на место. В случае выхода из строя манжет необходимо
новые манжеты промыть в чистой рабочей жидкости, смазать их
консистентной смазкой и установить в гидромотор, а затем одеть
опорное и пружинное кольца; установить гидромотор на машину.
Другой причиной течи рабочей жидкости через манжетные
уплотнения может быть появление подпора в сливной магистрали.
Для выявления этой причины необходимо замерить давление слива.
В случае его повышения проверить, нет ли сужений в сливной
магистрали, перекрытия клапанов и т. п.
2.5. Планетарные гидромоторы
Планетарные гидромоторы бывают легкой и средней серий, в
каждой из которых по четыре типоразмера. Серии отличаются
между собой рабочим объемом, величиной потока и крутящим
моментом.
Внутренний ротор планетарного гидромотора имеет на один зуб
меньше, чем внешний ротор. Каждый зуб спрофилирован по
специальной кривой так, что зубья внутреннего ротора имеют
постоянный скользящий контакт с зубьями внешнего ротора,
обеспечивая надежное уплотнение. Так как разница диаметров
обоих роторов невелика, то скорость относительного скольжения
мала. Это обеспечивает спокойную работу гидромотора и его
долговечность.
29
При небольших габаритах и компактной конструкции
гидромотор развивает сравнительно большой крутящий момент и
имеет достаточно высокий КПД при давлении 17,5 МПа. Недостаток
планетарных гидромоторов - большой момент запуска по сравнению
с шестеренными гидромоторами.
Условия эксплуатации и область применения планетарных
гидромоторов - такие же, как и шестеренных гидромоторов.
3. РАСЧЕТ ШЕСТЕРЕННЫХ ГИДРОМАШИН
Основные параметры насосов и гидромоторов приведены в табл.
3. Номинальные подачу насоса, расход жидкости гидромотора,
коэффициент подачи, гидромеханический и полный КПД,
номинальные мощность и вращающий момент определяют при
номинальных давлении (для насосов) или перепаде давлений (для
гидромоторов), частоте вращения и рабочем объеме. Номинальные
значения параметров, кроме номинального давления, приводят с
допускаемыми отклонениями.
Характеристикой гидромашины называют функциональную
зависимость между ее определенными параметрами при неизменных
других параметрах. Характеристики гидромашин приводятся
аналитически, в таблицах или чаще в виде диаграмм.
Функциональные зависимости и параметры гидромашин (за
исключением рабочего объема и давления) приводятся с указанием
температуры рабочей жидкости, значения кинематической вязкости
и давления на входе в насос или на выходе гидромотора.
Под рабочим объемом V насоса или гидромотора понимается
разность наибольшего и наименьшего значений объемов всех
рабочих камер за один оборот его вала. Чем больше рабочий объем
30