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
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 |