Ремонт шестеренных насосов☛Ремонт ✎ |
В гидравлических системах многих машин широкое распространение нашли шестеренные насосы типа НШ. Отечественной промышленностью выпускаются шестеренные насосы двух конструктивных схем.
Насосы НШ-А (круглые) отличаются ограниченной камерой высокого давления, разгруженным корпусом, большей мощностью, высоким коэффициентом подачи и общим КПД. Эти насосы обычно выпускаются крупных типоразмеров. Сложная конструкция насосов НШ-А объясняется тем, что в этих насосах предусмотрена автокомпенсации торцевых и радиальных зазоров, что дает возможность повысить давление, коэффициент подачи и надежность этих насосов. Наряду с указанными преимуществами усложнение конструкции ведет за собой увеличение стоимости, в 2-2,5 раза более насосов типа НШ-У. Насосы типа НШ-А используют на энергонасыщенные землеройной технике - скреперы, бульдозеры, а также на крупных промышленных тракторах и автомобилях, в горной технике и т.д.. В других видах техники, где не требуется большая мощность широкое распространение нашли шестеренные насосы типа НШ-У.
К преимуществам насосов НШ - В следует отнести значительно более простую конструкцию гораздо большую зону высокого давления, нагрузки от которого воспринимают подшипники и корпус насоса. К преимуществам
+++Анализ причин потери трудоспособности шестеренных насосов+++
Работоспособность насоса, как системы, определяющие параметры технического состояния ее структурных элементов - деталей. В процессе работы детали насоса подвержены различным видам повреждений таких, как смятие, эрозия, коррозия, кавитация, усталостное выкрашивание, абразивный и гидроабразивная износа.
В результате износа деталей шестеренных насосов типа НШ уменьшается объемный КПД и подача насоса и резко падает давление, развиваемое им. Известно, что величина внутренних потерь рабочей жидкости сопряжения насосов пропорциональна кубу зазора, т.е. при увеличении зазоров в сопряжении насосов в 2 раза внутренние потери рабочей жидкости увеличиваются почти в 8 раз.
Преобладающим видом износом деталей и сопряжений шестеренных насосов является абразивный вид износа. В шестеренных насосов изнашиваются корпуса, втулки, шестерни, крышки и резиновые уплотнения.
Большое количество выполненных исследований позволяет утверждать, что износ деталей является основной причиной снижения функциональных параметров насоса, и его ресурса. С износом деталей связано 67-75% отказов насосов.
В процессе эксплуатации насосов происходит неизбежный износ его деталей, что вызывает искажение первичной макро-и микрогеометрия сопрягаемых, изменение их физико-механических свойств. Крайне отрицательное влияние на работоспособность насоса оказывает неравномерность износа его деталей. Результатом износа является нарушение начальных посадок, наличие перекоса соединяемых деталей, уменьшения расчетной зоны контакта и ускорения износа деталей насоса. Все это способствует нарушению условий герметичного отделения нагнетательной пустые ни от впитывающей, резкому росту внутренних потерь рабочей жидкости, величина которых определяет, технические характеристики насоса, как гидромашины.
+++Анализ степени влияния зазоров в сопряжения шестеренного насоса на его работоспособность+++
Интегральным показателем, определяющим работоспособность насоса, как гидромашины - есть коэффициент подачи насоса. В соответствии с ГСТУ 3-25-180-97, разработанными заводом-ваны шестеренных насосов, предельным состоянием следует считать такое состояние, когда коэффициент подачи насоса снижается более чем на 20% по сравнению с исходным и конечно составляет 0,70-0,74.
Убеждение разных авторов о степени влияния технического состояния того или иного сопряжения на работоспособность шестеренного насоса разделились. И все же многие авторы сходятся в том, что основным направлением потерь рабочей жидкости является сопряжения торцов шестерен с втулками - 70%-80% и радиальное сопряжения верхушки зубьев шестерен и корпуса насоса - 20%-30%.
Кроме этого роста износа шестерен по диаметру способствует снижению подачи насоса и уменьшению коэффициента перекрытия зубчатого зацепления шестерен, что способствует снижению работоспособности шестеренного насоса. В справедливости этого утверждения можно убедиться из приведенных ниже аналитических зависимостей рабочего объема насоса - q и
коэффициента перекрытия зубчатого зацепления - есть от износа шестерен по наружному диаметру.
+++Анализ существующих способов ремонта шестеренных насосов+++
На рис. приведены графики приведенных зависимостей, из которых видно, что с увеличением износа шестерен по наружному диаметру в интервале ADe = 0-1,6 мм рабочий
объем насоса снижается с 46,7 см3 до 38,7 см3. Аналогично убывающий характер имеет и зависимость коэффициента перекрытия зубчатого зацепления - есть. При этом следует заметить, что при износе шестерен ADe = 0,54 мм коэффициента перекрытия зубчатого зацепления соответствует предельному состоянию является = 1, ведь известно, что при является <1 зубчатое зацепление становится неработоспособным.
Все известные методы ремонта насосов можно классифицировать по методу устранения радиального зазора. Выбор такой признаки классификации методов ремонта насосов дают следующие причины: устранение радиального зазора является наиболее сложным при ремонте насоса, при ремонте насосов решают, в основном, проблему восстановления сопряжения "верхушки зубьев шестерен - корпус", остальные сопряжении устраняется за счет изменения размеров на ремонтные подшипников насоса, вновь производятся, размеры радиального сопряжения, во многом определяют рабочий объем насоса; техническое состояние радиального сопряжения определяет, в основном, работоспособность и надежность насоса, для обеспечения работоспособности насоса вводят специальную операцию - обкатка, в процессе которой происходит приработки шестерен к корпусу насоса и обеспечивает работоспособность радиального зазора насоса. Так руководствуясь этим подходом классификация всего многообразия известных способов ремонта насосов базируется на том, каким образом устраняется зазор в радиальном сопряженные насоса.
+++Ремонт шестеренных насосов методом номинальных размеров+++
Первая группа - это способы ремонта насосов методом номинальных размеров, которые призваны осуществить ремонт насосов, которые потеряли свою работоспособность из-за незначительных неполадок. Способ отличается высокой эффективностью, поскольку не требует существенных затрат. Но количество таких насосов не превышает 5-7% от общего количества насосов.
Способ номинальных размеров может быть успешно реализован при замене изношенных деталей запасными частями, которые поставляются заводом-изготовителем, или при изготовлении комплектующих деталей насоса по технологии завода-изготовителя на ремонтном предприятии. Экономически способ оправдан только для предотвращения простоя стоимостной техники или в случае необходимости ликвидации простоя машин на непрерывных производствах.
Способ номинальных размеров позволяет восстановить технические характеристики насоса давление, подачу и коэффициент подачи до номинальных параметров, при компенсации радиального зазора за счет наращивания изношенных верхушек зубьев шестерен и стенок корпуса насоса.
К негативным сторонам способа следует отнести высокую сложность ремонта, необходимость использования различного дорогостоящего оборудования, а также ремонтные материалы при восстановлении шестерен и корпуса. Все это сказывается на повышении трудоемкости и себестоимости ремонта насоса.
+++Ремонт шестеренных насосов уменьшенным ремонтным размером+++
Вторая группа - это методы ремонта уменьшенным ремонтным размером. Следует заметить, что под уменьшенным ремонтным размером в этом случае будем понимать, что при шлифовке шестерен под уменьшен ремонтный размер рабочий объем насоса тоже уменьшается. Способ заключается в шлифовке шестерен под ближайший уменьшен ремонтный размер при компенсации радиального зазора наращиванием стенок корпуса. При этом, удается максимально использовать тот запас надежности деталей насоса, который заложен в них при проектировании. Этим объясняются малые затраты на ремонт и широкое использование в производстве. Такой ремонт обеспечивает послеремонтный ресурс насосов не менее 80% от ресурса новых, а себестоимость не более 50% от себестоимости нового насоса. К достоинствам следует отнести простоту ремонта наиболее сложных и ответственных деталей - шестерен насоса, а в недостатками снижение подачи насоса из-за уменьшения рабочего объема насоса.
Развитием метода уменьшенных ремонтных размеров является устранение радиального зазора смещением качая узла эксцентричными втулками в сторону всасывающей полости насоса. Способ отличается от других простотой осуществления, а также очень низкой трудоемкостью и себестоимостью ремонта. Это объясняется тем, что ремонт и шестерен и корпуса насоса осуществляют за одну операцию - шлифовкой шестерен под ремонтный размер и расточкой корпуса до выведения следов износа. Новые втулки изготавливаются в любом случае.
+++Характеристики способов ремонта шестеренных насосов+++
Модернизацией способа является отказ от расточки корпусу насоса по всему периметру, а только с изношенной стороны и сборки насоса со смещением качая узла в сторону максимального износа корпуса. Однако образа свойственны и недостатки, заключающиеся в снижении ресурса, подачи и коэффициента подачи шестеренного насоса из-за увеличения зоны высокого давления и уменьшении рабочего объема насоса по сравнению с номинальным значением.
Дальнейшим совершенствованием способа является повышение подачи и коэффициента подачи отремонтированного насоса уменьшения межцентрового расстояния на 0,35 мм. Уменьшением межцентрового расстояния достигается компенсация снижения рабочего объема насоса при шлифовке шестерен под первый ремонтный размер и достигается возможность использовать более изношенные шестерни, поскольку это обеспечивает увеличение коэффициента подачи зубчатого зацепления.
Исходя из того, что существуют способы ремонта насосов под уменьшен и номинальный ремонтные размеры естественно предположить существование способа ремонта насосов под увеличенный ремонтный размер.
При этом следует заметить, что под уменьшенным и увеличенным ремонтным размером понимаем то, что во время шлифовки шестерен под уменьшен ремонтный размер до выведения следов износа - уменьшается и рабочий объем насоса и наоборот восстановления шестерен под увеличенный ремонтный размер является залогом увеличения рабочего объект объема насоса.
+++Ремонт гидравлических шестеренных насосов+++
С появлением способов, позволяющих восстанавливать шестерни под увеличенный ремонтный размер, стало возможным осуществление способа ремонта насосов под увеличенный ремонтный размер. Компенсация радиального зазора достигается, при этом, за счет восстановления изношенных вершин зубьев шестерен. Ремонт корпуса сводится в этом случае в расточки его колодцев до выведения следов износа и поэтому этот способ отличается низкой себестоимостью. Метод позволяет обеспечить восстановление и объемной подачи и коэффициента подачи насоса. Метод отличается низкой трудоемкостью и себестоимостью и высокой эффективностью благодаря высокой технологичности существующих методов восстановления шестерен и корпусов насосов.
Восстановление шестерен под увеличенный ремонтный размер может быть осуществлено пластической деформацией, прижиганием или наваркой металлических порошков или нанесением гальванических покрытий.
При ремонте насосов с ограниченной камерой высокого давления решаются те же задачи, что и при ремонте насосов типа НШ-У: устранение радиального и торцевого зазоров и зазоров в сопряженные цапф шестерен и вершин зубьев шестерен с напивобоймами.
Предложенная классификация ремонта шестеренных насосов включает как известные способы ремонта шестеренных насосов, так и те, которые могут появиться в связи с совершенствованием и возникновением новых технологий восстановления деталей насоса, именно в этом заключается ее преимущество над существующими классификациями.
Насосы НШ-А (круглые) отличаются ограниченной камерой высокого давления, разгруженным корпусом, большей мощностью, высоким коэффициентом подачи и общим КПД. Эти насосы обычно выпускаются крупных типоразмеров. Сложная конструкция насосов НШ-А объясняется тем, что в этих насосах предусмотрена автокомпенсации торцевых и радиальных зазоров, что дает возможность повысить давление, коэффициент подачи и надежность этих насосов. Наряду с указанными преимуществами усложнение конструкции ведет за собой увеличение стоимости, в 2-2,5 раза более насосов типа НШ-У. Насосы типа НШ-А используют на энергонасыщенные землеройной технике - скреперы, бульдозеры, а также на крупных промышленных тракторах и автомобилях, в горной технике и т.д.. В других видах техники, где не требуется большая мощность широкое распространение нашли шестеренные насосы типа НШ-У.
К преимуществам насосов НШ - В следует отнести значительно более простую конструкцию гораздо большую зону высокого давления, нагрузки от которого воспринимают подшипники и корпус насоса. К преимуществам
+++Анализ причин потери трудоспособности шестеренных насосов+++
Работоспособность насоса, как системы, определяющие параметры технического состояния ее структурных элементов - деталей. В процессе работы детали насоса подвержены различным видам повреждений таких, как смятие, эрозия, коррозия, кавитация, усталостное выкрашивание, абразивный и гидроабразивная износа.
В результате износа деталей шестеренных насосов типа НШ уменьшается объемный КПД и подача насоса и резко падает давление, развиваемое им. Известно, что величина внутренних потерь рабочей жидкости сопряжения насосов пропорциональна кубу зазора, т.е. при увеличении зазоров в сопряжении насосов в 2 раза внутренние потери рабочей жидкости увеличиваются почти в 8 раз.
Преобладающим видом износом деталей и сопряжений шестеренных насосов является абразивный вид износа. В шестеренных насосов изнашиваются корпуса, втулки, шестерни, крышки и резиновые уплотнения.
Большое количество выполненных исследований позволяет утверждать, что износ деталей является основной причиной снижения функциональных параметров насоса, и его ресурса. С износом деталей связано 67-75% отказов насосов.
В процессе эксплуатации насосов происходит неизбежный износ его деталей, что вызывает искажение первичной макро-и микрогеометрия сопрягаемых, изменение их физико-механических свойств. Крайне отрицательное влияние на работоспособность насоса оказывает неравномерность износа его деталей. Результатом износа является нарушение начальных посадок, наличие перекоса соединяемых деталей, уменьшения расчетной зоны контакта и ускорения износа деталей насоса. Все это способствует нарушению условий герметичного отделения нагнетательной пустые ни от впитывающей, резкому росту внутренних потерь рабочей жидкости, величина которых определяет, технические характеристики насоса, как гидромашины.
+++Анализ степени влияния зазоров в сопряжения шестеренного насоса на его работоспособность+++
Интегральным показателем, определяющим работоспособность насоса, как гидромашины - есть коэффициент подачи насоса. В соответствии с ГСТУ 3-25-180-97, разработанными заводом-ваны шестеренных насосов, предельным состоянием следует считать такое состояние, когда коэффициент подачи насоса снижается более чем на 20% по сравнению с исходным и конечно составляет 0,70-0,74.
Убеждение разных авторов о степени влияния технического состояния того или иного сопряжения на работоспособность шестеренного насоса разделились. И все же многие авторы сходятся в том, что основным направлением потерь рабочей жидкости является сопряжения торцов шестерен с втулками - 70%-80% и радиальное сопряжения верхушки зубьев шестерен и корпуса насоса - 20%-30%.
Кроме этого роста износа шестерен по диаметру способствует снижению подачи насоса и уменьшению коэффициента перекрытия зубчатого зацепления шестерен, что способствует снижению работоспособности шестеренного насоса. В справедливости этого утверждения можно убедиться из приведенных ниже аналитических зависимостей рабочего объема насоса - q и
коэффициента перекрытия зубчатого зацепления - есть от износа шестерен по наружному диаметру.
+++Анализ существующих способов ремонта шестеренных насосов+++
На рис. приведены графики приведенных зависимостей, из которых видно, что с увеличением износа шестерен по наружному диаметру в интервале ADe = 0-1,6 мм рабочий
объем насоса снижается с 46,7 см3 до 38,7 см3. Аналогично убывающий характер имеет и зависимость коэффициента перекрытия зубчатого зацепления - есть. При этом следует заметить, что при износе шестерен ADe = 0,54 мм коэффициента перекрытия зубчатого зацепления соответствует предельному состоянию является = 1, ведь известно, что при является <1 зубчатое зацепление становится неработоспособным.
Все известные методы ремонта насосов можно классифицировать по методу устранения радиального зазора. Выбор такой признаки классификации методов ремонта насосов дают следующие причины: устранение радиального зазора является наиболее сложным при ремонте насоса, при ремонте насосов решают, в основном, проблему восстановления сопряжения "верхушки зубьев шестерен - корпус", остальные сопряжении устраняется за счет изменения размеров на ремонтные подшипников насоса, вновь производятся, размеры радиального сопряжения, во многом определяют рабочий объем насоса; техническое состояние радиального сопряжения определяет, в основном, работоспособность и надежность насоса, для обеспечения работоспособности насоса вводят специальную операцию - обкатка, в процессе которой происходит приработки шестерен к корпусу насоса и обеспечивает работоспособность радиального зазора насоса. Так руководствуясь этим подходом классификация всего многообразия известных способов ремонта насосов базируется на том, каким образом устраняется зазор в радиальном сопряженные насоса.
+++Ремонт шестеренных насосов методом номинальных размеров+++
Первая группа - это способы ремонта насосов методом номинальных размеров, которые призваны осуществить ремонт насосов, которые потеряли свою работоспособность из-за незначительных неполадок. Способ отличается высокой эффективностью, поскольку не требует существенных затрат. Но количество таких насосов не превышает 5-7% от общего количества насосов.
Способ номинальных размеров может быть успешно реализован при замене изношенных деталей запасными частями, которые поставляются заводом-изготовителем, или при изготовлении комплектующих деталей насоса по технологии завода-изготовителя на ремонтном предприятии. Экономически способ оправдан только для предотвращения простоя стоимостной техники или в случае необходимости ликвидации простоя машин на непрерывных производствах.
Способ номинальных размеров позволяет восстановить технические характеристики насоса давление, подачу и коэффициент подачи до номинальных параметров, при компенсации радиального зазора за счет наращивания изношенных верхушек зубьев шестерен и стенок корпуса насоса.
К негативным сторонам способа следует отнести высокую сложность ремонта, необходимость использования различного дорогостоящего оборудования, а также ремонтные материалы при восстановлении шестерен и корпуса. Все это сказывается на повышении трудоемкости и себестоимости ремонта насоса.
+++Ремонт шестеренных насосов уменьшенным ремонтным размером+++
Вторая группа - это методы ремонта уменьшенным ремонтным размером. Следует заметить, что под уменьшенным ремонтным размером в этом случае будем понимать, что при шлифовке шестерен под уменьшен ремонтный размер рабочий объем насоса тоже уменьшается. Способ заключается в шлифовке шестерен под ближайший уменьшен ремонтный размер при компенсации радиального зазора наращиванием стенок корпуса. При этом, удается максимально использовать тот запас надежности деталей насоса, который заложен в них при проектировании. Этим объясняются малые затраты на ремонт и широкое использование в производстве. Такой ремонт обеспечивает послеремонтный ресурс насосов не менее 80% от ресурса новых, а себестоимость не более 50% от себестоимости нового насоса. К достоинствам следует отнести простоту ремонта наиболее сложных и ответственных деталей - шестерен насоса, а в недостатками снижение подачи насоса из-за уменьшения рабочего объема насоса.
Развитием метода уменьшенных ремонтных размеров является устранение радиального зазора смещением качая узла эксцентричными втулками в сторону всасывающей полости насоса. Способ отличается от других простотой осуществления, а также очень низкой трудоемкостью и себестоимостью ремонта. Это объясняется тем, что ремонт и шестерен и корпуса насоса осуществляют за одну операцию - шлифовкой шестерен под ремонтный размер и расточкой корпуса до выведения следов износа. Новые втулки изготавливаются в любом случае.
+++Характеристики способов ремонта шестеренных насосов+++
Модернизацией способа является отказ от расточки корпусу насоса по всему периметру, а только с изношенной стороны и сборки насоса со смещением качая узла в сторону максимального износа корпуса. Однако образа свойственны и недостатки, заключающиеся в снижении ресурса, подачи и коэффициента подачи шестеренного насоса из-за увеличения зоны высокого давления и уменьшении рабочего объема насоса по сравнению с номинальным значением.
Дальнейшим совершенствованием способа является повышение подачи и коэффициента подачи отремонтированного насоса уменьшения межцентрового расстояния на 0,35 мм. Уменьшением межцентрового расстояния достигается компенсация снижения рабочего объема насоса при шлифовке шестерен под первый ремонтный размер и достигается возможность использовать более изношенные шестерни, поскольку это обеспечивает увеличение коэффициента подачи зубчатого зацепления.
Исходя из того, что существуют способы ремонта насосов под уменьшен и номинальный ремонтные размеры естественно предположить существование способа ремонта насосов под увеличенный ремонтный размер.
При этом следует заметить, что под уменьшенным и увеличенным ремонтным размером понимаем то, что во время шлифовки шестерен под уменьшен ремонтный размер до выведения следов износа - уменьшается и рабочий объем насоса и наоборот восстановления шестерен под увеличенный ремонтный размер является залогом увеличения рабочего объект объема насоса.
+++Ремонт гидравлических шестеренных насосов+++
С появлением способов, позволяющих восстанавливать шестерни под увеличенный ремонтный размер, стало возможным осуществление способа ремонта насосов под увеличенный ремонтный размер. Компенсация радиального зазора достигается, при этом, за счет восстановления изношенных вершин зубьев шестерен. Ремонт корпуса сводится в этом случае в расточки его колодцев до выведения следов износа и поэтому этот способ отличается низкой себестоимостью. Метод позволяет обеспечить восстановление и объемной подачи и коэффициента подачи насоса. Метод отличается низкой трудоемкостью и себестоимостью и высокой эффективностью благодаря высокой технологичности существующих методов восстановления шестерен и корпусов насосов.
Восстановление шестерен под увеличенный ремонтный размер может быть осуществлено пластической деформацией, прижиганием или наваркой металлических порошков или нанесением гальванических покрытий.
При ремонте насосов с ограниченной камерой высокого давления решаются те же задачи, что и при ремонте насосов типа НШ-У: устранение радиального и торцевого зазоров и зазоров в сопряженные цапф шестерен и вершин зубьев шестерен с напивобоймами.
Предложенная классификация ремонта шестеренных насосов включает как известные способы ремонта шестеренных насосов, так и те, которые могут появиться в связи с совершенствованием и возникновением новых технологий восстановления деталей насоса, именно в этом заключается ее преимущество над существующими классификациями.
Другие статьи по теме:
- Ремонт рам и рессор- Ремонт передних мостов
- ремонт рулевого управления автомобиля
- Преимущества гидропривода по сравнению с другими видами приводов
- Ремонт приборов зажигания
Добавить комментарий:
