Файл: Прошков А.Ф. Машины для производства химических волокон. Конструкции, расчет и проектирование учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 319
Скачиваний: 3
UmsY |
ztp |
гі cos а |
TttYlEcos а |
|
~2~ |
2 |
|
2 " |
|
|
|
|||
|
|
, 1 |
rru |
I |
rr = rR + K = -2~ + %m> |
||||
можно записать формулу |
(214) в |
виде |
||
|
|
л 2е2 cos2 а |
100. |
|
|
|
4% (г + |
X) |
|
Исследование последней зависимости показывает:
при увеличении числа зубьев z ведущего колеса и коэффициента
корригирования % зубьев по высоте пульсация уменьшается; |
|
б) |
пульсация не зависит от модуля зацепления; |
в) |
с увеличением коэффициента перекрытия е пульсация резко |
возрастает. |
|
При некорригированном зацеплении (% — 1, hr = т) пульса ция минимальная
6 = я 2е2 cos2 а 100. |
(215) |
4 ( 2 + 1) |
|
Таким образом, для уменьшения пульсации необходимо стре миться в первую очередь, к уменьшению коэффициента перекры тия до минимально возможной величины (е = 1) и применять некорригированное зацепление.
Однако дозирующие насосы с е = 1 применять нельзя, так как при этом возможно нарушение зацепления, в результате чего камера всасывания может соединиться с камерой нагнетания, и подача раствора в этот момент может прекратиться.
Следовательно, при проектировании дозирующих насосов сле
дует выбирать 1 < е < 2 . При е > |
1 |
пульсация большая, а по |
||
дача скачкообразная. |
|
|
|
формулу |
Определив <3Фтах и <2Фт1п и подставив их значения в |
||||
(213), при г — 20, т = 1, b = 1 |
см, |
а = 0,34 рад, hr — т\ г0 = |
||
= 0,94 см; Гд = 1 см, гг = 1,1 см, |
і0 = |
0,295 см; 2Птах = |
0,464 см; |
|
е = 1,65 получим б = 25%. |
|
|
|
|
Каждый дозирующий насос обязательно проверяют на заводеизготовителе. Испытания проводят на специальном стенде, в по мещении при температуре 293—295 К по следующим показателям:
а) неравномерность подачи испытательной жидкости (масло М-20 при испытании насосов, дозирующих растворы полимера, и масло цилиндровое 38 или турбинное 57 для насосов, дозиру
ющих |
расплавы) при разности давлений 1 МН/м2; |
б) |
пульсация; |
в) |
плотность соединения деталей. |
234
Неравномерность подачи определяют по формуле
T) = Qmg-qmln 100,
Ѵшах
гДе Qrnax |
и Qmln ‘— максимальная |
и минимальная подача насоса |
||
|
за определенное число оборотов. |
|||
При выработке текстильных нитей неравномерность подачи |
||||
должна |
составлять 0,8— 1,5%, |
а при |
выработке |
технических |
нитей — 3—5%. Пульсация насосов для |
растворов |
и расплавов |
||
полимеров не должна превышать 25%. |
|
|
||
Плотность соединения деталей должна обеспечивать отсут ствие течи масла при давлениях: напор 0,2 МН/м2 и противодавле ние 1 МН/м2 для насосов, дозирующих растворы; напор 0,025 МН/м2 и противодавление 6 МН/м2 для насосов, дозирующих расплавы полимера.
Определение объема раствора, подаваемого из запертого про странства« Обозначим через гх, г2, г3 и г4 радиусы-векторы точек зацепления С и С3двух пар зубьев, находящихся в одновременном зацеплении (см. рис. 161).
При повороте |
колеса 1 |
на угол dcp запертое пространство |
0 1С 02С30 1 (см. |
рис. 161) |
уменьшается на объем, описанный |
стенками ОхС и С 02 и увеличивается на объем, описанный стен ками OjCg и С30 2, так как стенки ОхС и С 02 вытесняют раствор,
а стенки |
ОхС3 |
и С30 2 |
|
освобождают для него место. |
|
Аналогично рассмотренному, найдем изменение объема запер |
|||||
той камеры: |
|
|
|
|
|
|
|
dQ3= |
|
± - ( r 2i + |
r l - r l - r l ) dy, |
2 |
2 |
2 |
2 |
и\ — расстояние от полюса Р |
|
где гг + |
Г2 = 2/*д + 2u\ |
(здесь |
|||
до точки С зацепления зубьев с и d);
га + г4 = 2гд + 2и2 (и — расстояние от полюса Р до точки Сз зацепления зубьев е й / ) ;
Таким образом, после подстановки и замены переменных по лучим
d(?3 = — (и? — и2) du. |
(216) |
Го |
|
Тогда величина подачи раствора из запертого |
пространства |
на единицу угла поворота |
|
Q3¥ = - S r = 6 |
(217) |
•235
Так как расстояние по линии |
зацепления между точками С |
||
и Сз двух пар зубьев равно |
шагу |
/0, то легко установить, что |
|
(рис. 164) |
|
|
|
«1 = |
t0 — |
и. |
(218) |
Тогда из выражений (216), (217) и (218), находим |
|
||
|
dQ3 = ~ { t 20 — 2tou) du, |
(219) |
|
|
|
Q3<p= bt0 (t0 — 2u). |
(220) |
Рис. 164. Схема к определению зависимости между и и г ^ п р и е ^ І
Если из запертого объема ра створ не имеет выхода, то при уменьшении объема Q3 запертого пространства раствор будет испы тывать сжатие и вытекать через имеющиеся кинематические за зоры. Следовательно, -эта часть раствора не попадет в основную камеру нагнетания Н, и подача насоса уменьшится, примерно на
3—4%.
Исследование формулы (220)
показывает, что Q3V больше нуля при и <С. t0 т. е. когда и изме
няется от и = t0 — и тяк до и =
= Значение Q3(p меньше нуля
(увеличение объема запертого пространства — разрежение) при дальнейшем увеличении и от и = t j 2 до и — £/тах.
Подставляя значения пределов в выражение (219), получим после интегрирования
_С_
2
q = <2з = -у- |
[ |
(^о — 2i0u) du = |
|
•О |
* |
|
|
|
С—^іпах |
|
|
= |
t0Umax + f/L x) - |
(221) |
|
Следовательно, общая подача насоса за один оборот ведущего
колеса |
1 |
|
|
|
Qo6 |
btoZ |
(222) |
|
— ~>Ъ~ |
||
|
|
||
Если |
соединить запертое пространство каким-либо каналом |
||
с камерой нагнетания, |
то подача насоса увеличится, пульсация |
||
'236
уменьшится, устранится течь, уменьшится расход мощности на привод насоса и увеличится срок его службы.
При ориентировочном определении подачи насоса за один обо рот можно пользоваться формулой
<?об = 4яbrjir. |
(223) |
При hr — т |
|
Qo6 = 4пЬтгл = 2nbm2z. |
(224) |
Исследование последней зависимости показывает, |
что с увели |
чением модуля и уменьшением числа зубьев при прочих равных условиях, возрастают подача и пульсация.
При проектировании дозирующих насосов следует больше внимания обращать на равномерность подачи, а не на ее величину, т. е. при одинаковом диаметре ведущего колеса брать меньший модуль т и большее число зубьев z. Обычно у дозирующих насо сов z — 20-f-30, т = 1-7-2, 1 < е < 2 .
Определение размеров и положения разгрузочной камеры
Раствор из запертого пространства камеры отводится в камеру нагнетания насоса через специальные разгрузочные каналы (камеры), выполненные в неподвижных частях насоса, которые прилегают к торцам рабочих колес. Разгрузочные камеры пред ставляют собой сверленные или фрезерованные углубления раз личной формы. Глубина этих камер не превышает 3 мм.
' Разгрузочную камеру располагают в пределах нагнетающей камеры насоса так, чтобы раствор из запертого пространства попадал в нее, когда он подвергается сжатию. Как только в за пертом пространстве создается разрежение (Q3 < 0 ), необходимо прекратить доступ запертого раствора в разгрузочную камеру.
Из формулы (220) следует, что Q3(p = |
0 |
при" |
и = tJ2, т. е. |
при расстоянии от точки зацепления С3 |
(см. рис. 164) первой |
||
пары зубьев е и / до полюса Р, равном РСз = |
t j 2. |
В этот момент |
|
точка С зацепления второй пары зубьев с и d удалена от полюса Р на расстояние (рис. 165) PC = — t j 2.
Следовательно, нижний край разгрузочной камеры должен доходить только до точки С, а все ее пространство — распола гаться в пределах камеры нагнетания Я насоса.
Раствор из запертого пространства должен легко попадать в углубление разгрузочной камеры, а затем в камеру нагнетания насоса. Это возможно, если размер разгрузочной камеры по линии зацепления
|
|
|
(225) |
а в перпендикулярном |
направлении |
|
|
а 2 f r _ |
“ I- U щахшах— 2 г д■£дЯтах/ , |
Sin а. |
(226) |
237
Если разгрузочная камера изготовляется сверлением, то диа метр сверла dy> а1 и d > а2.
Пример. Определить подачу (производительность) насоса, размеры и поло
жение |
разгрузочной камеры, а также пульсацию |
подачи |
раствора |
при 2гѵ = |
= 50 |
мм, г = 23 (зацепление некорригированное), |
т = 2 |
мм, &= |
35 мм, а = |
|
= я/9 рад. |
|
|
|
|
Решение. Так как |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тг |
46 |
23 мм; |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
||
|
|
|
|
О --------Г тт |
|
- /іг; - 23 + 2 = |
25 мм; |
||||||
|
|
|
|
|
|
г„ cos а ■ |
23-0,939 |
= |
21,6 |
мм; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 6,28-0,94 |
= 5,9 |
мм; |
||
|
|
|
21/ |
|
= |
2 |
]Л ?- |
А |
: 2г0 tg а = 9,60 мм; |
||||
|
|
|
iu max |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
е = |
2ил |
5,9 |
|
1 |
,625 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
to |
|
|
|
|||
Рис. 165. Схема к опре |
|
|
|
|
|
bt0z |
А |
А |
|
f |
|
||
делению положения и раз |
|
|
^об |
|
|
L0 |
|
||||||
меров |
разгрузочной ка |
|
|
|
|
Г |
Гд. |
|
12 |
|
|||
меры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■20 |
см3/об = |
|
и3/рад; |
||||
|
пт |
Uп |
|
: 3,14 -f 4,80 — 2,95 = |
4,99 мм. |
|
|||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
а 2 = ГГ - |
] Л д + |
^max - |
2гдУ гаах |
sin « |
= 1,2 |
мм. |
|
|||||
Для насоса с полученным значением Q0q форму сечения |
камеры можно при- |
||||||||||||
нять в виде круга с радиусом 2,5 мм. |
|
AnmbrA = |
|
|
|
|
|
||||||
По |
приближенной |
формуле |
Q0g = |
20,2 |
см3/об. |
|
|||||||
Пульсация подачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
28 2 c o s 2 а |
100 = 25%. |
|
|
|
|
|||||
|
|
4(z + 1) |
|
|
|
|
|||||||
Нагрузка на валы и оси рабочих колес« Дозируемый раствор во впадинах рабочих колес находится под различным давлением, причем наибольшее давление в камере нагнетания, наименьшее в камере всасывания. В промежуточных впадинах это давление постепенно увеличивается от камеры всасывания к камере нагне тания. Результирующие силы давления передаются на валы и оси, воздействуя на колеса в направлении от точки зацепления и смещая их к всасывающей камере.
Эти распорные усилия, а также крутящий приводной момент вызывают изгиб и износ главного вала, осей, колес, опор скольже-
238
