Файл: Петрина, Н. П. Объемные гидромашины (насосы и двигатели).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 74

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

3

 

W T = ( F - f ) S = ( D a - c l 2 ) Y b ^ ~ »

(2.4)

где f и d - соответственно площадь и диаметр штока.

Сум­

марный объем жидкости, поданный насосом за один двойной ход (один оборот вала), будет

v T = v ; + \ N T - e ( F - y ) s

( 2 . 5 )

что в теории гидромашин называют удельной подачей (производительностью) насоса или расходом двигателя.

На рис. 2 . 5 показана схема устройства одноцилиндрового поршневого насоса двойного действия. Эрот насос по сравне­ нию с предыдущим короче, что является его преимуществом.

Рис. 2 . 5 . Принципиальная схема гидравлической части горизонтального поршневого насоса двойного действия

Всасывающий трубопровод 8 через всасывающие клапаны 4 и 5 попеременно подводит жидкость в правую W T и левую V T рабочие камеры. Из этих камер жидкость подается в напорный трубопровод через напорные клапаны б и 7 . Рабочие камеры разделяются перегородкой 10.

59


Соединяя два насоса двойного действия (рис. 2.5) в од­ ном корпусе (блоке цилиндров), получим насос четвертого (че ­ тырехкратного) действия. Такие насосы широко применяются на кораблях, так как они в достаточной мере удовлетворяют требованиям небольших размеров и внсокой надежности дейст­ вия.

Основным недостатком кривошипно-порганевых и прямодействующих насосов являются клапаны, которые вследствие их инерционности ограничивают число оборотов насоса; они услож­ няют устройство и уменьшают надежность;

д ) п о в и д у

д в и ж е н и я и

р а с п о л о ­

ж е н и я

п о р ш н е й

все насосы можно

разделить

на насосы

с п р о с т ы м

и с л о ж н ы м

д в и ­

ж е н и е м

поршней. К насосам с простым движением поршней

относятся вышерассмотренные, у которых поршни имеют только возвратно-поступательное движение обычно в одной плоскости. Кроме этих насосов, которые принято называть собственно поршневыми, имеется еще большая группа насосов многократно­ го действия, у которых поршни, как правило, имеют сложное движение - переносное круговое и относительное возвратнопоступательное . Такие насосы называются роторно(ротационно)- поршневыми (плунжерными); они делятся на два вида - аксиаль­ ные (осевые) й радиальные.

При этом к рабочим камерам (цилиндрам) жидкость может подводиться при помощи клапанов или специальных каналовраспределителей. Бесклапанные насосы обладают обратимостью, т. е. могут работать в качестве гидродвигателей (гидромото­ ров) .

Роторно-поршневые аксиальные насосы. Кинематические схемы всех этих насосов очень разнообразны, но в основе их находится шатунно-кривошипный механизм.

На рис. 2.6 показана схема устройства аксиального ротор-- нр-поршневого насоса, где в роторе 4 имеются цилиндры, в которых помещаются плунжеры 5. В верхней своей части они обычно имеют сферические головки, которыми упираются в на60


клонный диск 6. В нижней части имеется неподвижная распре­ делительная головка 3 с дугообразными каналами, которые соединяют цилиндры с патрубками I и 2.

При вращении вала насоса 7 будет вращаться ротор 4 с находящимися в нем поршнями (плунжерами). Нижняя, торцо-

еэя поверхность ротора будет скользить по неподвижной пло­ скости распределительной головки 3 . Пружины 8 прижимают головки поршней к неподвижному диску, поэтому плунжеры будут не только вращаться вместе с ротором, но и совершать

относительно его возвратно-поступательное

движение. Если

ротор будет вращаться

в сторону, указанную стрелкой, то

поршни, обращенные на

рисунке к читателю,

будут засасывать

 

 

61

жидкость, и трубопровод 2 будет всасывающим, чему соответ­ ствует дуга на диске в пределах 0°-900 -180°.

Дальнейшее движение поршней в пределах углов 180-360° будет сопровождаться нагнетанием жидкости, и патрубок I бу­ дет напорным. Если диск 6 повернуть относительно оси Х-Х в противоположное положение, то стороны всасывания и нагнета ния также изменятся на противоположные, т. е. патрубок I станет всасывающим, а патрубок 2 - напорным.

Существуют и другие более сложные варианты конструктив­ ных схем аксиальных роторно-поршневых насосов, которые мож­

но классифицировать следующим образом:

 

 

а) п о

к о н с т р у к т и в н ы м

п р и з н а - -

к а м

- насосы с наклонной шайбой (рис. 2.7)

и с наклонным

блоком

цилиндров (рис. 2 . 8 ) ;

 

Рис. 2.7 Конструктивная схема роторно-поппневсго аксиального насоса с наклонной шайбой

б) п о к и н е т и ч е с к и м п р и з н а к а м насосы с вращающимся блоком цилиндров и с вращающейся шай­ бой;

в) п о

 

с п о с о б у

р е г у л и р о в а н и я

п о д а ч и

-

насосы с поворотной шайбой и с поворотной

люлькой блока

цилиндров;

 

г) п о с п о с о б у

р а с п р е д е л е н и я

ж и д к о с т и

- насосы с

торцовым плоским распределитель­

ным узлом, с

торцовым сферическим распределительным УЗЛОМ


и с клапанным или

зо ­

 

 

 

 

лотниковым

распределе­

 

 

 

 

нием.

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 2.7 и 2.8

 

 

 

 

показаны наиболее

рас­

 

 

 

 

пространенные

конст­

 

 

 

 

руктивные схемы

аксиаль­

 

 

 

 

ных роторно-поршневых

 

 

 

 

насосов. Обычно у

этих

 

 

 

 

насосов

цилиндровый

 

 

 

 

блок I

вращается при

Рис. 2.8 Конструктивная схема ротор-

г т ^ . ^ т , ,

т . о п о

и

о

т ^ г т г ^

но-поршневого

аксиального насоса с

помощи вала 4 , а распре-

н а £ л 0 Н Н Ы М б

л о к о м

цилиндров

делительное

устройство

 

 

 

 

(головка) 3 неподвижно. При этом максимальный

угол наклона

шайбы б

или

блока

(рис. 2.8) составляет J i m a x

= 20430и .

Когда

fi^O

,

то при вращении блока цилиндров поршни 2,

шарнирно связанные шатунами 5 с наклонной шайбой 6 или веду­ щим диском 9 (рис. 2 . 8 ) , совершают возвратно-поступательное перемещение в цилиндрах. Жидкость подводится к цилиндрам и отводится от .них через отверстия В в торце цилиндрового бло­ ка, которые попеременно соединяются с распределительными серповидными окнами 7 и 8, имеющимися в распределителе 3 (рис. 2 . 7 ) .

Торцовое распределение жидкости у аксиальных насосов позволяет выполнить всасывающие каналы больших размеров, чем у радиальных насосов с цапфовым распределением (рис. 2 . 9 ) , поэтому число оборотов у аксиальных насосов мо­

жет быть больше, чем у радиальных, что позволяет увеличивать подачу без увеличения размеров и веса. Для насосов большой мощности п = 500^700 об/мин, для малой - 4000-5000 об/мин. Минимальное число оборотов для насоса, работающего в качест­

ве гидромотора, n

= 5 f I 0

об/мин.

Наиболее часто встречающееся число цилиндров в аксиальных

роторно-поршневых

насосах

Z = 7т9 шт.

Ценным свойством этих насосов является малый момент инер63


ции,что имеет значение при использовании их в качестве

гидро­

двигателей.

 

 

Аксиальные роторные насосы изготовляются с рабочими па­

раметрами Я = 5т300 \Р/ч

и Н = 500*7000 м вод. ст.

Они применяются при небольших крутящих моментах, но при

боль­

ших скоростях.

 

 

Существуют конструкции аксиальных роторно-поршневых на­ сосов с неподвижными блоками пдлиндров и клапанным распре­ делением жидкости, поэтому они не являются роторными.

Р а д и а л ь н ы й

р о т о р н о - п о р ш н е в о й

н а с о с (рис. 2.9)

состоит из 5-9 плунжеров I в одном

ряду, которые расположены в направлении радиусов ротора 2 . Ротор вращается вокруг вала-цапфы 3 . Цапфа расположена эксцентрично относительно обоймы 4 . Для ясности чтения ри-

90°

270°

Рис. 2 . 9 . Схема устройства роторно-поршневого ра­ диального насоса

сунка на нем изображено только три поршня. Если ротор 2 вращается в сторону, указанную стрелкой, то и поршни будут вращаться в ту же сторону; кроме того, они будут двигаться прямолинейно, возвратно-поступательно. В цилиндры, которые

64

будут двигаться по дуге окружности 0и -90и -180°, поршни будут засасывать жидкость через окно Б, а из цилиндров, дви­

жущихся по дуге 180° - 270° - 360°, плунжеры будут вытеснять жидкость в окно А. Окна А и Б образованы в цапфе 3 ее пере­ городкой.Если обойму k передвинуть с правой стороны на левую, то стороны всасывания и нагнетания изменятся на противополож­ ные.

Цилиндры у радиальных насосов и моторов могут распола­ гаться в несколько рядов, до шести, поэтому можно получить

подачу до 500

или большой вращающий (крутящий) момент

на валу гидромотора.

 

 

Роторные поршневые насосы, изменяя угол

(рис.2.7)

или величину эксцентриситета е (рис.2.9),

могут изменять

подачу без изменения скорости вращения ротора, что является наиболее ценным их свойством. Насосы и гидродвигатели мощ­

ностью до

3-5 квт не регулируются (j5=C0nst).

§ 2 .

2 . Краткие сведения из истории развития и

 

область применения

Среди насосов поршневые являются наиболее древними. Имеются исторические сведения о том^что простейшие поршне­ вые насосы применялись в Греции уже во П веке до нашей эры.

До появления паровых поршневых машин, т. е. до ХУШ сто­ летия, порпневые насосы не развивались, так как в качестве

.двигателей могли применяться только водяные колеса и мускуль­ ная сила людей или животных. Ручные насосы обычно были прямодействукхдими.

Появление паровых поршневых машин, улучшение технологии металлов, развитие промышленности и транспорта - все это благоприятно повлияло на развитие поршневых насосов: увели­

чилась подача насосов

и кратность их действия. До середины

XIX столетия применяются главным образом приводные насосы,

у которых движение от

вращающегося в<ала паровой поршневой

 

65