Насосы

Насос преобразует механическую энергию двигателя комбайна в энергию потока рабочей жидкости. В гидросистемах зерноуборочных комбайнов и самоходных шасси применяют шестеренчатые насосы типа НШ, такие же, как в тракторных гидросистемах. В основной гидросистеме комбайнов и самоходных шасси используют насос с рабочим объемом 31,7 см3, а в системе гидроусилителя рулевого управления — с рабочим объемом 10 см3 за оборот вала.

С 1957 по 1962 г. эти насосы имели марки НШ-40В и НШ-16В. Первые две буквы обозначают «насос шестеренчатый», цифры 40 и 16 — производительность (л/мин), буква В — высокое давление. С 1962 г. принята новая маркировка этих насосов — НШ-32 (НШ-32Э и НШ-32У) и НШ-10 (НШ-10Д и НШ-10Е), где цифры 32 и 10 — рабочий объем в см3/об.

Шестеренчатые насосы рассчитаны на рабочее давление до 100 кгс/см2 и наибольшее давление при перепуске масла через предохранительный клапан 135 кгс/см2. Объемный к. п. д. насосов доведен до 0,92 при работе на масле Дп-11 с температурой 50±5°С и давлении 100 кгс/см2.

В зерноуборочных комбайнах шестеренчатые насосы работают при давлении 50 кгс/см2 (СК-3, СК-4, «Сибиряк» и их модификации) и 63 кгс/см2 («Нива» и «Колос»), На самоходных шасси в основной гидросистеме насос развивает давление при перепуске масла через предохранительный клапан до 130 кгс/см2, а насос системы гидроусилителя рулевого управления — до 50 кгс/см2.

В насосах ведущее зубчатое колесо находится в постоянном зацеплении с ведомым. При вращении колес в противоположном направлении впадины их заполняются рабочей жидкостью, которая перемещается вдоль цилиндрических стенок корпуса и переносится со стороны всасывания на сторону нагнетания (рис. 75). При вхождении зубьев в зацепление жидкость выталкивается из впадин зубьями. Между зубьями образуется плотный контакт, и жидкость из полости нагнетания в полость всасывания не переносится. В полости всасывания зубья выходят из зацепления, образуя разрежение (вакуум), за счет которого жидкость поступает в полость и заполняет впадины зубчатых колес.

Насосы НШ-32Э и НШ-10Д выполнены по одинаковой конструктивной схеме (рис. 76) и состоят из корпуса 17, ведущего 8 и ведомого 19 зубчатых колес, бронзовых опорных втулок 7, 9, 18, 20, крышки 1, разгрузочной пластины 11 и уплотнений.

Корпус насоса отлит из алюминиевого сплава. Его рабочие поверхности обработаны с большой точностью для обеспечения нормальной работы зубчатых колес и надежного уплотнения в сопряжениях со втулками и крышкой. Внутри корпуса сделаны две ступенчатые расточки, в которые устанавливают втулки и зубчатые колеса. Торцовые поверхности расточек обрабатывают так, чтобы несовпадение их плоскостей не превышало 0,01 мм. Этим достигают надежного прилегания торцов втулок к зубчатым колесам. В боковых приливах насоса имеются всасывающий (большего диаметра) и нагнетательный (меньшего диаметра) отверстия. В его корпусе выфрезерованы две лыски. Лыска со стороны всасывающего отверстия идет от привалочного торца корпуса до паза, соединяющего колодцы. Между лыской и наружными поверхностями втулок образуется канал 13 низкого давления, по которому утечки масла отводятся во всасывающую камеру насоса. Лыска со стороны нагнетательного отверстия идет от привалочного торца корпуса, но не доходит до торцов расточек. Между лыской и наружными поверхностями втулок образуется канал 14 высокого давления для подвода масла в камеру поджима втулок.

Схема работы шестеренчатого насоса

Рис. 75. Схема работы шестеренчатого насоса.

Шестеренчатый насос НШ-32Э

Рис. 76. Шестеренчатый насос НШ-32Э:

1 — крышка; 2 и 3 — стопорное и опорное кольца; 4 — манжета; 5, 6, 12 и 21 — уплотнительные кольца; 7, 9, 18 и 20 - втулки; 8 и 19 — зубчатые колеса; 10 — проволочная пружинка; 11 —разгрузочная пластина, 13, 14 и 23 — каналы; 15, 16, 22 и 25 — полости: 17 — корпус; 24 — отверстие.

Крышка насоса отлита из алюминиевого сплава и имеет две расточки (глухую и сквозную) для выхода шлицевого конца цапфы (вала) ведущего зубчатого колеса. В отверстия крышки входят хвостовики втулок, центрирующие ее относительно корпуса.

Для исключения повышенных давлений перед манжетой 4 полость 25 соединена со всасывающей полостью насоса через отверстие 24, полость 22, осевой канал 23 в зубчатом колесе 19, полости 16 и 15, соединенные между собой пазом, и сливной канал 13.

Втулки насоса отлиты из специальной бронзы. В отверстиях втулок сделаны продольные канавки для подачи масла к подшипникам (в насосе НШ-10Д они винтовые). На торце втулок со стороны зубчатых колес имеются две радиальные смазочные канавки.

Для улучшения приработки внутренняя поверхность и торцовая поверхность втулок, сопряженная с зубчатым колесом, покрыты слоем свинца толщиной 1—3 мк. Втулки сортируют на группы через каждые 0,005 мм по высоте цилиндра большего диаметра. Каждую пару втулок подбирают с одним и тем же номером группы.

Пара втулок, расположенная на дне корпуса насоса, в процессе работы не перемещается, а передние втулки могут передвигаться в осевом направлении к дну колодца корпуса под действием давления рабочей жидкости, подводимой по лыске корпуса из нагнетательной камеры. За счет такой конструкции устраняют зазоры по торцам зубчатых колес.

Давление жидкости на торцовую поверхность втулок передается неодинаково, нарастая от полости всасывания к полости нагнетания. В связи с этим может быть перекос зубчатых колес с втулками в корпусе насоса. Для уменьшения этого перекоса на торцовую поверхность передних втулок накладывают со стороны всасывающей полости насоса разгрузочную пластину 11, по периметру которой надето резиновое уплотнительное кольцо круглого сечения. Это кольцо разъединяет зону всасывания от зоны гидравлического поджатия.

Деформация резинового кольца создает предварительное поджатие втулок на холостом ходу. После приработки к зубчатым колесам насоса втулки не меняют местами.

При установке опорных втулок в колодцы насоса в стыке между лысками втулок образуется зазор 0,1— 0,15 мм, который устраняют, разворачивая втулки одну относительно другой в сторону вращения ведомого зубчатого колеса. Для удержания втулок в развернутом состоянии в сопряженные втулки вставлены по две изогнутые проволочные пружины 10. Зубчатые колеса, выполненные как одно целое с цапфами, изготовлены из легированной стали.

В шлицевой части цапфы ведущего зубчатого колеса имеются кольцевые канавки, в которые вставляют стопорные кольца для упора кулачковых муфт в неотключаемых приводах.

Ведомое и ведущее зубчатые колеса насоса НШ-32Э имеют 8 зубьев, а насоса НШ-10Д— 10. Профиль зубьев шевингуют, чем обеспечено высокое качество поверхности. Ведомое и ведущее колеса сортируют на заводе через каждые 0,005 мм по ширине на группы и устанавливают в насосе только из одинаковых групп.

Для того чтобы создать необходимое предварительное сжатие резинового уплотнительного кольца 5, зубчатые колеса и втулки комплектуют по определенным размерным группам.

Крышки насоса, цапфы передних опорных втулок и разгрузочную пластинку уплотняют резиновыми кольцами круглого сечения, выступающую наружу цапфу ведущего зубчатого колеса — манжетой. От осевого перемещения манжету с одной стороны удерживает упор в вытачку крышки, с другой — опорное 3 и стопорное 2 кольца.

В собранном насосе вал плавно, без заеданий, проворачивается, несовпадение осей диаметра посадочного бурта крышки и шлиц не превышает 0,05 мм.

Для присоединения всасывающего и нагнетательного маслопроводов корпуса насосов имеют по две симметрично обработанные плоскости с четырьмя резьбовыми отверстиями у насоса НШ-32Э и с двумя — у насоса НШ-10Д.

Всасывающий маслопровод подсоединяют к плоскости, имеющей отверстия большего диаметра (на корпусе насоса с этой стороны имеется надпись «Вход»), нагнетательный — к плоскости, имеющей отверстия меньшего диаметра. Для подсоединения используют фланцы с уплотнительными кольцами круглого сечения, устанавливаемыми в торцовые канавки фланцев.

Насос НШ-32У имеет ряд отличительных конструктивных элементов. Вместо разгрузочной пластины с резиновым кольцом круглого сечения и резиновых колец, уплотняющих хвостовики втулок, введена манжета 6 (рис. 77), представляющая собой сплошную резиновую пластину, зажатую между крышкой и корпусом. Со стороны крышки в цилиндрические отверстия пластины вставлены стальные плоские кольца 7 и 13. В расточку корпуса со стороны всасывания вставлено сегментообразное резиновое уплотнение 15 с алюминиевым вкладышем 16.

Втулки в насосе НШ-32У поджимаются автоматически. Полость между передними втулками и резиновой пластиной соединена с камерой нагнетания, и давление жидкости стремится прижать втулки к торцам зубчатых колес. Со стороны зубьев на втулки также давит масло. С целью сохранения оптимальной величины соотношения прижимающих и отжимающих усилий на втулках введена дуговая канавка А.

В насосе НШ-32Э при увеличении износа трущихся поверхностей втулок и зубчатых колес происходит проседание верхних подвижных втулок. Если это проседание больше 0,1—0,15 мм, то увеличенный зазор между разгрузочной пластиной и деталями насоса вызывает разрушение резинового уплотнительного кольца круглого сечения. Замена кольца без уменьшения образовавшегося зазора не устраняет повторного его разрушения. В насосе НШ-32У торцовый износ зубчатых колес и втулок не влияет на уплотняющие свойства резиновой манжеты 6, так как она зажата между крышкой и корпусом. Кроме того, в этом насосе бронзовые втулки заменены антифрикционными алюминиевыми. Применив алюминиевый сплав, рабочие поверхности втулок свинцом не покрывают.

Шестеренчатый насос НШ-32У

Рис. 77. Шестеренчатый насос НШ-32У:

1 — корпус; 2, 4, 11 и 14 — втулки; 3 и 12 — зубчатые колеса; 5 — крышка; 6 и 8 — манжеты; 7 и 13 — стальные кольца; 9 — опорное кольцо; 10 — стопорное кольцо; 15 — уплотнение; 16 — вкладыш.

Шестеренчатый насос HШ-10E

Рис. 78. Шестеренчатый насос HШ-10E:

1 — стопорное кольцо; 2 — опорное кольцо; 3, 8 и 12 — манжеты; 4 — крышка; 5 — пластина; 5 — резиновое уплотнительное кольцо; 7 и 15 — штифты; 9 и 11 — спаренные втулки; 10 и 13 — зубчатые колеса; 14 — корпус.

Таблица 8

Обозначение и величина размеров

Насос НШ-10Е (рис. 78) отличается от насоса НШ-10Д измененной системой осевой компенсации. В нем применены спаренные втулки 9 и 11, которые за счет повышенной точности изготовления позволили получить более высокий объемный к. п. д. и незначительные износы деталей.

Спаренные втулки, выполненные без хвостовиков, вместе с ведущим 13 и ведомым 10 зубчатыми колесами вставлены в расточки корпуса 14. Со стороны крышки 4 и дна корпуса втулки имеют специальные фасонные расточки, в которых вставлены манжеты 8 и 12. Манжеты вставляют рабочими кромками в сторону зубчатых колес. Рабочие кромки манжеты образуют замкнутый профиль, а ее внутренняя часть соединена через сегментную лыску во втулках с нагнетательной камерой насоса. При работе насоса давление жидкости внутри манжеты прижимает втулки к зубчатым колесам, при этом манжета не доходит до зоны всасывания.

Для отвода утечек масла глухие колодца в корпусе насоса соединены между собой и каналом низкого давления, который образуют лыски в корпусе и поверхности втулок. Канал низкого давления проходит через полость всасывания. Утечки жидкости из полости манжеты 3 и полости, образованной крышкой и торцом цапфы ведомой шестерни, попадают в канал низкого давления через отверстия в пластине 5.

Крышку насоса с корпусом центрируют штифты 7 и 15.

Разбирают и собирают насосы только в закрытых помещениях под руководством опытного механика. Для замены резиновых уплотнительных колец круглого сечения, манжет и других деталей снимают крышку, отвернув болты, крепящие ее к корпусу. Манжету, уплотняющую вал насоса, выпрессовывают после снятия стопорного и опорного колец. При сборке насоса предохраняют уплотняющую поверхность манжеты от повреждений, применяя оправку (табл. 8).

Таблица 9

Неисправности насосов и способы их устранения

Неисправности

Причины неисправности

Способы устранения

Снижение производительности насоса, вследствие чего жатка или кузова поднимаются замедленно

Вышли из строя резиновые кольца круглого сечения, уплотняющие цапфы втулок или разгрузочную пластину в насосах НШ-10Д и НШ-32Э, манжета (сплошная резиновая пластина) в насосе НШ-32У или манжеты, установленные в расточках спаренных втулок насоса НШ-10Е

Заменить вышедшие из строя уплотнения. При большом износе втулок и зубчатых колес в насосах НШ-10Д и НШ-32Э заменить или отремонтировать насос

Течи масла из насоса в месте стыка корпуса с крышкой

Разорвалось резиновое уплотнитель-ное кольцо круглого сечения, установленное в торцовой выточке корпуса

Ослабла затяжка болтов крепления крышки к корпусу

Заменить вышедшее из строя уплотнительное кольцо круглого сечения

Затянуть болты до отказа

Увеличение уровня масла в картере двигателя на комбайнах СК-3, СК-4, СКД-5, СК-5 и их модификациях

Вышла из строя манжета, уплотняющая вал насоса

Заменить манжету

Течь масла в приводе насосов НШ-10Е и НШ-32У на комбайнах «Колос»

То же

То же

В гидробаке образуется пена

Подсасывается воздух через манжету, уплотняющую вал насоса, или через соединения во всасывающем трубопроводе

Заменить манжету или устранить негерметичность во всасывающем трубопроводе

При работе насос сильно шумит

Низкий уровень масла в гидробаке

Долить масло до уровня

Манжету запрессовывают так, чтобы маслоснимающая кромка ее была направлена внутрь корпуса насоса.

Болты, крепящие крышку к корпусу, затягивают до отказа. Если по какой-либо причине при разборке вынимали втулки, необходимо при сборке насоса сохранить их прежнее расположение и направление разворота (втулки развертывают по направлению вращения ведомой шестерни). Разгрузочную пластину с уплотнительным кольцом устанавливают поверх втулок на стороне всасывания. После сборки насоса проверяют, чтобы его ведущий вал свободно проворачивался без заеданий.