Шестерённый насос простым языком

Когда инженеры используют термин гидронасос шестеренчатый, речь идёт о компактном объёмном агрегате, который превращает вращение вала в устойчивый поток масла под давлением. Внутри корпуса расположены две шестерни в зацеплении, одна ведущая, другая ведомая, и именно они переносят жидкость от зоны всасывания к зоне нагнетания по замкнутым карманам между зубьями и стенкой корпуса. Принцип работы основан на создании разрежения там, где зубья расходятся, и на вытеснении жидкости там, где они снова сходятся, благодаря чему при каждом обороте формируется почти постоянный поток. В выборе конкретной модели для станка, пресса или спецтехники удобно ориентироваться на каталоги и сервисы, где можно купить шестеренчатый гидронасос с уже указанными диапазонами давлений, объёмов и рекомендуемых оборотов.

Из чего состоит такой насос

Корпус образует рабочие камеры, в которых вращаются зубчатые колёса, и одновременно служит опорой для валов, подшипников и уплотнений, удерживая минимальные зазоры между торцами шестерён и стенками. Ведущая шестерня соединена с приводным валом и получает вращение от двигателя или вала отбора мощности, а ведомая следует за ней за счёт зацепления, создавая объёмный перенос жидкости за каждый оборот.

Внешнее и внутреннее зацепление

В варианте с внешним зацеплением используются две одинаковые шестерни с наружными зубьями в общем корпусе, что делает конструкцию простой и распространённой для гидросистем с открытым контуром. Модели с внутренним зацеплением имеют смещённые относительно друг друга колёса и серповидный разделитель, который разделяет зоны всасывания и нагнетания и даёт более плавный поток при работе с разными режимами.

Внешнее зацепление

В насосе с внешним зацеплением две шестерни одинакового размера вращаются в противоположные стороны, а жидкость заполняет впадины между зубьями в зоне всасывания и переносится вдоль корпуса к выходу. Герметичность обеспечивается малыми зазорами между зубьями и корпусом, что уменьшает утечки и даёт предсказуемый объём перекачиваемой среды за один оборот.

Такие агрегаты отличаются простой конструкцией, доступной стоимостью и устойчивостью к колебаниям вязкости масла, поэтому широко применяются на мобильной и стационарной технике, где ценится ремонтопригодность и наличие аналогов на рынке.

Внутреннее зацепление

Внутреннее зацепление использует внешнюю ведущую шестерню и внутреннюю ведомую, смещённые по осям, а серповидный разделитель разделяет полости всасывания и нагнетания. Жидкость захватывается объёмами между зубьями и разделителем, перемещается по дуге корпуса и выталкивается в напорный патрубок там, где зубья снова входят в зацепление.

Такая схема даёт более плавный поток, относительно низкий уровень шума и хорошую работу на малых оборотах, что ценится в промышленных установках с повышенными требованиями к стабильности подачи и акустическому комфорту.

Как создаётся поток и давление

Работа насоса делится на два основных процесса: всасывание и нагнетание, которые непрерывно повторяются по мере вращения шестерён. В зоне, где зубья выходят из зацепления, объём между ними и корпусом увеличивается, там падает давление, и жидкость из всасывающей линии заполняет образовавшиеся полости.

Перемещение жидкости внутри

Заполненные полости движутся по периферии корпуса почти без связи с зоной входа, что предотвращает обратный переток и сохраняет объём до момента нагнетания. Когда зубья снова входят в зацепление в зоне выхода, объём между ними уменьшается, жидкость вытесняется и уходит в напорный патрубок, формируя рабочее давление в линии.

Работа при малой нагрузке

При небольшом сопротивлении потоку давление на выходе остаётся умеренным, а подача близка к теоретической, определяемой объёмом рабочих камер и частотой вращения. Такой режим характерен для холостого хода, циркуляции жидкости через байпас или работы вспомогательных контуров с небольшими потерями.

Нагрузка на зубья и подшипники в этом случае меньше, снижаются потери на трение и нагрев масла, что положительно влияет на ресурс агрегата и интервал между регламентными операциями.

Работа при высокой нагрузке

Когда сопротивление в линии растёт, давление на выходе увеличивается до уровня, заданного настройками предохранительной арматуры и прочностью деталей. При этом повышается нагрузка на зубья, подшипники и корпус, а утечки через зазоры сильнее влияют на фактический расход, снижая объёмный коэффициент полезного действия.

Для таких режимов в технической документации задают допустимое рабочее давление и рекомендуемый диапазон оборотов, соблюдение которых помогает избежать кавитации, перегрева и ускоренного износа узла.

Плюсы, ограничения и простое объяснение

Если объяснять без формул, гидронасос шестеренчатый можно представить как пару зубчатых колёс в плотном корпусе, которые за каждый оборот захватывают порции масла и проталкивают их к выходу, похожим образом на то, как конвейер переносит груз. Такой объёмный принцип даёт предсказуемый расход на оборот и удобен для расчётов привода, но делает агрегат чувствительным к чистоте рабочей среды и перегрузкам по давлению. При правильном подборе по параметрам и корректной эксплуатации устройство работает годами, обеспечивая стабильную подачу для цилиндров, гидромоторов и другой аппаратуры.

Преимущества включают простую конструкцию, доступную стоимость и широкую область применения от мобильной техники до стационарных прессов и станков.
К ограничениям относятся повышенный шум на высоких оборотах, чувствительность к загрязнениям и ограниченный верхний предел рабочего давления по сравнению с более сложными типами насосов.
Установка фильтров, предохранительных клапанов и правильный выбор вязкости масла помогают защитить внутренние поверхности от износа и от повреждений при гидроударах.
Размещение насоса ниже уровня жидкости в баке и качественные соединения магистралей уменьшают риск подсоса воздуха и кавитации, что сохраняет ресурс оборудования.
Согласование характеристик насоса с параметрами клапанов, распределителей и трубопроводов делает всю гидросистему более предсказуемой и облегчает обслуживание.

Сначала определите, какое давление и расход действительно нужны механизму с учётом сил и скорости перемещения.
Подберите тип зацепления и рабочий объём под доступный диапазон оборотов приводного двигателя.
Проверьте совместимость выбранной модели с существующей арматурой и схемой трубопроводов.
Заложите систему фильтрации и предохранительные устройства, чтобы защитить узел от грязи и перегрузок.
Продумайте регламенты контроля температуры, шума и утечек, чтобы насос служил весь расчётный срок.

Гидронасос шестеренчатый остаётся одним из самых востребованных источников потока в гидросистемах благодаря сочетанию простоты, ремонтопригодности и понятного объёмного принципа работы. При грамотном выборе по давлению, подаче и режимам эксплуатации он уверенно обеспечивает нужный поток масла, не требуя сложной настройки и дорогого обслуживания. А понимание его устройства и действия простыми словами позволяет инженерам и операторам использовать агрегат без излишнего риска для ресурса всей гидросистемы.