Файл: Семидуберский, М. С. Насосы, компрессоры, вентиляторы учебник.pdf

жидкость поступать не может, так как между зубьями обеспечено плотное сцепление.

Для вывода формулы производительности шестеренного на­ соса принимают, что объем головки зуба равен объему впадины (от начальной окружности к окружности впадин). За один оборот каждая шестерня нагнетает объем, равный объему кольца с диа­

"По = 0,7-ч-0,9 — коэффициент наполнения.

Практика показала, что при высокой степени точности изготов­ ления этих насосов коэффициент наполнения можно довести до 0,90-4-0,95, а коэффициент полезного действия— до 0,6-4-0,7. Вме­ сте с тем при значительном износе зубьев плотность сцепления на­ рушается, в результате возможно обратное попадание жидкости,

На шестеренные насосы имеется ГОСТ 12222—66. Стандарт рас­ пространяется на насосы с подачей до 144 м3/ч и давлением наг­ нетания до 25-ІО5 Н/м2. Стандарт не распространяется на насосы для станочных и других гидросистем, встроенные, являющиеся неотъемлемыми сборочными единицами машин.

Шестерни могут иметь прямые, косые и шевронные зубья. Чис­ ло зубьев для наибольшей компактности обычно небольшое (8-4-12, иногда больше). Чем меньше модуль, тем больше число зубьев.

9»

При работе насоса иногда объем междузубовых впадин во всасывающей камере насоса не заполняется полностью, что при­ водит к уменьшению объемного к. п. д., износу насоса, вибрации его и к процессу кавитации. Во избежание этого окружная ско­ рость не должна превышать 6-ь8 м/с. Чем больше вязкость пере­ качиваемой жидкости, тем меньше должна быть частота враще­ ния. Абсолютное давление во всасывающей полости должно быть больше давления, создаваемого центробежными силами, в про­ тивном случае жидкость не сможет заполнять впадины. В шесте­ ренном насосе возможно запирание жидкости в междузубовых впадинах, что вызывает повышение давления и увеличение нагруз­ ки на зубья шестерен. Кроме того, жидкость в замкнутых объе­ мах при этом нагревается и, так как зубья выходят из зацепления в сторону всасывающей камеры, где давление пониженное, из жидкости выделяются газы и пары. Последнее вызывает умень­ шение подачи, кавитацию и ухудшение качества перекачиваемой жидкости (для масел). Для предупреждения запирания жидкости уменьшают ширину зуба, применяют косозубые шестерни, устра­ ивают в шестернях радиальные разгрузочные каналы или в крыш­ ках— разгрузочные канавки. Однако косозубые колеса испытыва­ ют осевое усилие. Рекомендуется применять в зависимости от дав­ ления следующие типы шестерен: шестерни с прямыми зубьями — при давлении (40 ч-100) • Ю5 Н/м2 = 40-ь100 ат; шестерни с шев­ ронными зубьями при давлении (20-ъ40) • ІО5 Н/м2 и шестерни с косыми зубьями, когда давление не превышает (3-ь5) - ІО5 Н/м2, во избежание большого осевого усилия.

Шестеренные насосы применяются в основном для перекачи­ вания вязких, но чистых жидкостей и используются в качестве масляных (смазочных), топливных, перекачивающих насосов и насосов для различных гидросистем управления и автоматики. Легкоплавкие массы (парафин при температуре 100°С и др.) пере­ качиваются шестеренными насосами, у которых крышки и корпус имеют специальные соединенные между собой полости, в которые подводится пар для обогрева.

Насосы просты по конструкции, не имеют клапанов, легкие и компактные, реверсивные (можно изменить направление подачи жидкости), обратимые и непосредственно соединяются с электро­ двигателями. Кроме того, они надежно работают при любой вяз­ кости жидкости, сравнительно быстроходны, долговечны и обеспе­ чивают практически равномерную подачу. При шевронной нарезке зубьев частоту вращения насоса можно увеличить. Недостатками шестеренных насосов являются несколько пониженный к. п. д. (в связи с большими потерями мощности, расходуемой на преодо­ ление трения внутри насоса), относительно невысокая производи­ тельность и повышенный износ от включенных в жидкость при­ месей. Эти насосы не регулируются по подаче, хотя регулирование в принципе можно осуществить.

100

Рис. 80. Трехшестеренный насос

^ 3

Рис. 81. Схема трехступенчатого шестеренного насоса

Рис. 82. Схема шестеренного насоса с параллельно-последователь­ ными потоками жидкости

дительность из-за утечек несколько меньше удвоенной производи­ тельности одной пары шестерен. Чтобы повысить давление жидко­ сти, шестеренные насосы выполняются многоступенчатыми. Ввиду утечек жидкости подача от ступени к ступени в них уменьшается. При уменьшении потребления излишек жидкости в каждой (/, 2, 3) ступени насоса сливается через перепускной клапан, отрегули­ рованный на соответствующее давление (рис. 81). Однако при этом

\Нагнетание

Всасывание

Рис. 83. Двухкулачковый и трехкулачковый на­ сосы

уменьшается общий к. п. д. насоса. Для повышения и давления, и подачи в одном агрегате соединяются несколько групп шестерен, получается многопоточный насос высокого давления (рис. 82).

Шестеренные насосы выпускают заводы «Красный факел», Ливенский (Орловская область), Бобруйский машиностроительный, Белопольский машиностроительный (Сумская область), Брян­ ский дорожных машин. В табл. 11 приведены характеристики не­ которых шестеренных насосов отечественного производства.

Разновидностями шестеренных насосов являются двухкулачко­ вые и трехкулачковые насосы (рис. 83, а, б, соответственно). Они применяются для перекачивания жидкостей под небольшим давле­ нием— до 5- ІО5 Н/м2.

§ 49. Винтовые насосы

Винтовой насос (рис. 84, а) состоит из корпуса 1, внутри кото­ рого расположены ведущий 2 и два ведомых стальных винта 3. Все три винта заключены в специальную обойму 4. Внутри обой­ мы имеются три сообщающихся между собой цилиндрических канала, поверхности которых залиты баббитом. Средний канал — для ведущего винта 2, боковые — для ведомых винтов. Винты двухзаходные (рис. 84, б), а направление винтовой нарезки веду­

102

щего винта противоположно направлению ведомых. Форма нарезки винтов позволяет герметически отделять камеру нагнетания Б от камеры впуска А. Это обеспечивает высокий объемный к. п. д. на­ соса. Ведомые винты применяются как герметические затворы, препятствующие перетеканию перекачиваемой жидкости. Чем

Рис. 84. Трехвинтовой насос Ленинградского метал­ лического завода

больше число шагов (длина винтов), тем больше конечное давле­ ние насоса. При давлении до 20-ІО5 Н/м2 = 20 ат длина винтов несколько больше величины шага нарезки, при давлении до 60ІО5 Н/м2 — несколько больше трех шагов, что способствует большой компактности этих насосов. В месте выхода ведущего винта 2 из корпуса устанавливают сальник. С противоположной стороны расположена крышка 5 со всасывающим патрубком. Для разгрузки винтов от осевого давления под их пяты б и 7 из каме-

103

ры нагнетания по специальным каналам в винтах поступает жид­ кость под давлением.

При вращении винтов места их взаимного контакта поступа­ тельно перемещаются вдоль оси от камеры всасывания в сторону нагнетания. При этом жидкость, заполнившая впадины (нарезки) винтов со стороны всасывания, после небольшого поворота винтов оказывается герметически замкнутой между впадиной винта и обоймой и по этой впадине перемещается вдоль оси к камере Б нагнетания и далее в напорный патрубок.

Скорость жидкости во всасывающем трубопроводе составляет 0,5-г- 1,2 м/с, а максимальное осевое перемещение ее не должно превышать 5~ь5,5 м/с. Для сохранения насоса и облегчения его

сов достигает 0,8-т-0,9. Они применяются для подачи 0,5-^210 л/с при давлении нагнетания до 175 -ІО5 Н/м2 и частоте вращения до 10000 об/мин. Изменение подачи достигается регулированием час­ тоты вращения двигателя. Применяют также пятивинтовые насо­

104