Файл: Семидуберский, М. С. Насосы, компрессоры, вентиляторы учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 138
Скачиваний: 1
сы, у которых четыре винта располагаются вокруг центрального ведущего винта.
Винтовые насосы имеют следующие достоинства: простота кон струкции, более высокий, чем у шестеренных, к. п. д.; бесшумность в работе и долговечность; прямолинейность движения жидкости внутри насоса; полная равномерность подачи и отсутствие пере мешивания и взбалтывания жидкости. Недостатком этих насосов является требуемая высокая точность изготовления, особенно винтов.
Винтовые насосы выпускают заводы «Красный факел» (Мос ква), машиностроительный им. Гаджиева (г. Махачкала), Боб руйский машиностроительный, Коломенский им. Куйбышева, Сыз ранский тяжелого машиностроения.
§50. Радиальнонпоршневые насосы
Вцилиндрическом статоре 4 радиально-поршневого насоса (рис. 85) на неподвижной оси 3 эксцентрично вращается ротор 1.
Ось имеет две изолированные друг от друга полости: верхнюю
всасывающую |
и |
|
ниж- |
|
||
нюю |
нагнетательную. |
Ротор |
|
|||
представляет |
собой |
|
блок |
|
||
радиально |
расположенных |
|
||||
цилиндров, в которых пере |
|
|||||
мещаются |
поршни 2. |
При |
|
|||
вращении ротора 1 в пре |
|
|||||
делах угла си каждый из |
|
|||||
поршней, |
выдвигаясь |
из |
|
|||
своего цилиндра, засасыва |
|
|||||
ет масло через каналы в по |
|
|||||
лость |
всасывания; |
|
при |
|
||
дальнейшем |
повороте |
|
рото |
|
||
ра на угол ct2 поршни вхо |
|
|||||
дят обратно в свои цилин- |
Рис. 85. Радиально-поршневой насос |
|||||
дры и подают масло в по |
|
|||||
лость |
нагнетания. |
Таким |
|
образом, за один оборот ротора каждый поршень один раз вса сывает и один раз нагнетает масло. Причем, когда одни поршни всасывают, другие нагнетают. Поэтому поток масла непрерывно поступает в гидросистему.
Грибообразные головки поршней прижимаются к корпусному кольцу центробежной силой и давлением масла от специального шестеренного насоса, приводимого от вала основного насоса. При достаточной центробежной силе вспомогательный насос не нужен. Поршни также выдвигаются из своих цилиндров пружинами. В других насосах этого типа на свободных концах поршней шар
нирно укреплены ползушки, движущиеся |
при вращении ротора |
в кольцевом пазу цилиндрического статора, |
обеспечивая этим дви- |
105
жение поршней в своих цилиндрах. Число цилиндров в роторе 5,7 или 9. Количество поршней в одном ряду принимается нечетным для уменьшения пульсации подаваемой жидкости, т. е. начало работы одного поршня не совпадает с концом работы другого (что возможно при четном количестве поршней). Число рядов поршней 24-6, следовательно, число поршней — до 54. Обычно роторы насоса изготовляются из чугуна марки СЧ32—52, твер
дость после термообработки не менее |
НВ 180; |
поршни — из |
ша |
рикоподшипниковой стали марки ШХ15 |
с твердостью после |
тер |
|
мообработки HRC 574-59. |
|
насосов, л/мин |
|
Производительность радиально-поршневых |
|
||
Q = |
|
|
(62) |
где d > 12 мм — диаметр поршня;
е= 54-35 мм — эксцентриситет;
г— число поршней (цилиндров);
п= 960 об/мин — частота вращения ротора;
Чо — объемный к. п. д. насоса.
Регулировать производительность насоса можно изменением эксцентриситета. Для этого статор 4 (корпус) делают подвижным относительно ротора. Перемещая статор влево, уменьшаем эксцен
триситет и, следовательно, производительность |
(е > 0 ). При сов |
||||
мещении осей |
е= 0 и |
Q= 0. При |
дальнейшем |
смещении |
статора |
влево (е<0) |
полость |
всасывания |
становится |
полостью |
нагнета |
ния и, наоборот,— изменяется направление движения потока мас ла. Таким образом, радиально-поршневые - насосы допускают не только регулирование производительности, но и реверсирование. Последнее свойство используется для реверсирования гидродви гателей.
Эти насосы обратимы, т. е. при подаче в них масла под давле нием другим насосом они превращаются в гидродвигатели вра щательного движения.
Мощность электродвигателя насоса |
|
|
||
|
/V |
pQr |
|
(63) |
|
612і) |
’ |
||
|
|
|
||
где |
р — рабочее давление насоса, кгс/см2; |
|||
|
QT— теоретическая производительность, л/мин; |
|||
rl — rlo • ?ім = 0,654-0,75 — общий эффективный к. п. д. насоса |
||||
[Л'] = |
кгс • 1000 см3 |
_ |
1 |
|
см- • 60с • 100(см/м)-- 102 (кгс • м/кВт) |
612 кВт. |
|||
Объемный |
ч0 = 0,904-0,99 и механический |
цм = 0,60—0,98 |
к. п. д. зависят от эксцентриситета, давления и температуры пере качиваемого масла.
Значительно более простой для пользования и универсальной для насосов всех типов является формула (40'). Для получения
106
высокого г)о рекомендуется применять для насосов НП (насос поршневой) масла с вязкостью 6-т- 80Eso, если гидросистема допу скает применение такого масла, в противном случае применяется масло с меньшей вязкостью (индустриальное-12, индустриаль-
ное-20 и т. п.).
Производительность насосов НП 0,2-4-4 л/мин для малых моде
лей; |
1 8 6 0 |
0 |
л/мин — для больших моделей. |
Давление |
(75 : |
300) ІО5 |
Н/м2. |
|
В 1970 г. заводом «Гидропривод» (г. Ереван) выпущена пер
вая партия мощных радиально-поршневых |
насосов давлением |
|
500-ІО5 Н/м2 для гидропрессов, |
используемых |
в машиностроении |
и станкостроении. Применение |
этих насосов |
позволит повысить |
производительность машин на 10-=-15%.
Ротационно-поршневые насосы применяются в гидравлических системах станков и машин, где требуются высокие рабочие давле ния, относительно большие расходы масла, а также регулирование расходов. Наибольшее применение они нашли в протяжных станках, гидравлических прессах и экскаваторах. Эти насосы ме нее сложны в изготовлении, чем аксиально-поршневые.
§ 51, Аксиально-поршневые насосы
Аксиально-поршневой насос состоит из ротора (блока цилинд ров) 5, соединенного пространственным шарниром с наклонным валом (рис. 86). Поршни 4 цилиндров соединены с шайбой 2 ша
|
Рис. 86. Аксиально-поршневой насос |
тунами 3. |
Число поршней 5, 7 или 9. При повороте вала вместе |
с ротором |
на пол-оборота поршень 4 всасывает масло через канал |
а, а расположенный сверху поршень нагнетает его в канал Ь. Таким образом, за полный оборот вала 1 поршень один раз вса
107
сывает и один раз нагнетает жидкость. Ротор 5 вращается отно сительно неподвижной распределительной плиты 6, в которой выполнены дуговые пазы А и В, соединенные соответственно с каналами всасывания а и нагнетания Ь. В процессе вращения ротора 5 цилиндры с поршнями последовательно проходят пазы всасывания А и нагнетания В, что обеспечивает непрерывное дви жение масла в нагнетательный трубопровод. Таким образом, про цессы всасывания и нагнетания происходят без применения клапа нов, что выгодно отличает эти насосы от обычных поршневых на
сосов клапанного типа. |
поршневых насосов, |
л/мин |
|||
Производительность осевых |
|||||
|
|
|
Q = 4 ^ Г Dznut tg а, |
(64) |
|
где |
d — диаметр |
поршня, |
мм; |
|
|
|
D — диаметр |
окружности, на которой расположены цен |
|||
|
тры цилиндров, мм; шаг (ход) поршней l = D tg а; |
||||
a = 20-f-25° — угол наклона вала; |
|
||||
|
2 — число |
|
поршней |
(цилиндров); |
|
|
п — частота вращения вала, об/мин; |
|
|||
|
■цо — объемный к. п. д. насоса. |
изменением |
|||
Регулирование |
производительности достигается |
||||
угла |
наклона вала |
(шага поршней). При а = 0, Q=±0. Насосы |
снеизменным углом наклона вала (например, НПА-64) не регу лируются.
Как и радиально-поршневые, эти насосы также обратимы: при подаче в них масла под давлением от другого насоса они стано вятся гидродвигателями вращательного движения. По сравнению
срадиальными, осевые поршневые насосы при одинаковой произ водительности имеют меньший вес и размеры. Кроме того, ввиду меньшего момента инерции вращающихся масс, они допускают
большую частоту |
вращения, |
п > 5000 об/мин (п= 15000 об/мин |
у насосов на |
самолетах). |
Производительность насосов до |
900 л/мин, давление (200-^600) • ІО5 Н/м2, ц0 = 0,95^-0,99; г)= 0,90-^- |
-^0,95. Продолжительность |
непрерывной |
работы ротационно-пор |
шневых насосов составляет |
5000-^20 000 |
ч. Масло нужно менять |
после первого пуска через |
10 ч работы, |
второй раз — после 100 ч |
и в дальнейшем — через каждые 500 ч работы, но не реже одного раза в год.
§52. Пластинчатые насосы
Встаторе 4 помещено статорное кольцо 3 (рис. 87) овальной формы, внутри которого вращается от электродвигателя цилиндри ческий ротор 2. На роторе под углом к радиусу профрезерованы 12 канавок, в которые входят пластины 1. Статорное кольцо и ро тор прикрыты с обеих сторон торцовыми уплотнительными брон
зовыми дисками, в которых профрезерованы дугообразные окна А, В, С, D. При вращении ротора лопасти прижимаются к внут
108
ренней поверхности статорного кольца под действием центробеж ной силы и давления масла (поджима), подведенного из полости нагнетания по радиальным и кольцевой канавкам к тыльной сто роне пластин. По мере поворота ротора в зонах окон Л и С про странство между двумя соседними пластинами увеличивается, образуется вакуум, про
исходит |
В |
всасывание, |
|||||
а в зонах |
и |
D объем |
|||||
уменьшается |
и |
происхо |
|||||
дит |
нагнетание |
мисла. |
|||||
За |
один |
оборот |
ротора |
||||
каждая |
пластина |
дваж |
|||||
ды всасывает и нагнета |
|||||||
ет. Поэтому насос—двой |
|||||||
ного |
действия. |
Толщина |
|||||
лопастей |
(пластин) |
2-н |
|||||
3 мм. При большей тол |
|||||||
щине |
действующие |
на |
|||||
них усилия поджима мас |
|||||||
ла |
вызывали |
бы |
силь |
||||
ный нагрев и чрезмер |
|||||||
ные |
потери |
мощности на |
|||||
трение о статорное коль |
|||||||
цо. |
|
|
для |
|
пластин |
||
Пазы |
в |
||||||
имеют |
наклон |
сторону |
вращения |
ротора |
для |
|
||
предотвращения |
закли |
Рис. 87. Пластинчатый насос |
|||
нивания |
пластин |
в па |
|||
|
|||||
зах в |
зоне |
нагнетания, |
|
когда они скользят по переходной кривой профиля статорного
кольца от большего радиуса к меньшему. |
При диаметре |
ротора 56-^85 мм <х=13-т-15°; при диаметре 140 |
мм а = 7-ь8°. На |
личие угла наклона лопастей допускает вращение ротора насоса только в одном направлении. При необходимости вращения рото ра в обратном направлении требуется разобрать насос, повернуть ротор, статор и диски на 180°, а также круговым поворотом на 90° вокруг оси вращения ротора переменить места соединения окон дисков с каналами всасывания и нагнетания в корпусе.
Рекомендуемая высота всасывания пластинчатых насосов — не более 0,5 м, практически эти насосы работают удовлетворительно при высоте всасывания до 5 м на масле небольшой вязкости.
Производительность лопастных насосов, л/мин
Q = 2- 10-б£л(Я — ^ ( |
Я + г ) - - ^ - ] ^ , |
(65) |
где В — ширина статорного кольца |
(длина ротора), мм; |
|
z— число пластин;
п— частота обращения вала, об/мин;
109