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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 68

Скачиваний: 0

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

 

а)

по числу

винтов - одновинтовые, двухвинтовые, трех-

винтовые и пятивинтовые;

 

 

 

 

 

 

 

б)

по степени плотности между винтовыми поверхностями,

находящимися в зацеплении -

негерметичные

и герметичные;

 

в)

по форме профиля нарезки винтов -

геликоидальные,

и

эвольвентно-циклоидальные;

 

 

 

 

 

 

г)

по числу подводов жидкости к насосу -

с односто­

ронним подводом и с двусторонним подводом;

 

 

 

 

д)

по назначению и роду перекачиваемой жидкости

-

масляные,

топливные

(нефтяные и т. п . ) , водоотливные,

про­

тивопожарные водяные, насосы силовых

гидросистем и т. п .

 

В СССР и других

странах

винтовые

насосы изготовляются

по соответствующим

стандартам и ведомственным (фирменным)

нормалям. На кораблях находят наиболее широкое

применение

трехвинтовые насосы с циклоидальным зацеплением -

герме­

тичные насосы типа

ЗМО . Параметры этих насосов по

 

 

ГОСТу 10056-62 следующие:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q. = 0,4*00 м ^ ч ,

 

 

 

 

 

 

 

 

Н = I00f2500 м вод.ст.;

 

 

 

 

 

 

.доп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нвак= 5r5,5 м вод. ст.

 

 

 

Не оговариваемые ГОСТом параметры находятся в пределах:

 

Г\= 0,54-0,8

 

и

п = 960т3000 об/мин.

 

 

 

Кроме этих насосов на кораблях применяются в качестве

масляных пятивинтовые герметичные насосы с эвольвентно-

циклоидальным зацеплением и насосы двухвинтовые

с таким же

зацеплением в качестве топливных (нефтяных), основные

 

эксплуатационные

параметры которых такие же, как и у цик­

лоидальных насосов. При этом для двухвинтовых насосов

обыч­

но Q< 250 м3/ч

, а для пятивинтовых насосов

Н^-

 

<200 м вод. ст. Пятивинтовые

насосы при Q.> 50 м^/ч

ло

1

Название Шведской фирмы, которая в 1924-1932 гг . на­

чала изготовлять

эти насосы,

изобретенные

шведским инжене­

ром Монтелиусом.

 

 

 

 

 

 

 

 

193

сравнению с трехвинтовыми имеют меньший вес и размеры, более высокое число оборотов и меньший уровень шума. Двух­ винтовые, за исключением числа оборотов и уровня шума, других существенных преимуществ перед трехвинтовыми насо­ сами типа ЗМО не имеют.

Для нарезки винтов рассмотрен..ых типов насосов необхо­ дим специальный режущий инструмент, поэтому изготовление этих насосов дороже. Кроме того, между винтовыми поверхно­ стями соблюдаются небольшие зазоры, что требует соответст­ вующей чистоты (фильтрации) жидкости. Этих недостатков лишены негерметичные геликоидальные двухвинтовые насосы, которые находят применение на кораблях (судах) в качестве пожарных, балластных, осушительных, грузовых, циркуляцион­

ных для систем охлаждения ДВС и т. д. Основные

предель­

ные эксплуатационные параметры этих насосов следующие:

Q. -

до 1200 м3 /ч ;

Н -

до 300 м вод. ст . ;

У\ - до

80^;

Н*а£- до 8,5 м вод.

ст.

 

 

В 1937 году французским инженером Моно был предложен

одновинтовой насос

с однозаходной нарезкой. Винт враща­

ется при помощи двигателя в корпусе с двухзаходной нарез­ кой; между осями винта и корпуса имеется эксцентриситет,

что требует

карданного соединения между валами насоса и

двигателя.

Это недостаток ограничивает

параметры

насоса,

подача которого не превышает 40 м3/ч

, а напор

-

200 м вод. ст.; У\ = 0 , 4 - 0 , 7 . Эти насосы обычно

называют

героторными; на кораблях они имеют ограниченное

применение.

194

§ 4 . 2 . Геликоидальные (негерметичные) насосы

I . Устройство насоса и построение профиля его винтов На рис. 4.3 представлен геликоидальный двухвинтовой

насос с

двухсторонним подводом жидкости, подача которого

Q. = 250

м^ч

при Н = 200 м вод. ст. В корпусе

3 ,

который

закрывается

крышками 8 и 2 , расположены ведущий

I

и ведо­

мый 4 винты. Ведущий винт вращает ведомый через шестеренча-

Рис. 4.3.Геликоидальный двухвинтовой насос с двухсторонним подводом жидкости

туго передачу 7. На каждом винте имеются противоположно направленные нарезки (с противоположными углами подъема винтовых поверхностей), что обеспечивает двухсторонней под­ вод жидкости, необходимый для уравновешивания осевых сил PZ

195

и для уменьшения диаметров винтов при больших подачах. Жидкость, которая подводится к всасывающим патрубкам 6 и 9

в количествах

, винтами подается к напорному патрубку 5

в количестве Q. . На рис. 4 . 4 показаны продольный и попереч­ ный профили винтов геликоидального насоса; винты однозаходные с трапецоидальной нарезкой. Геликоидальная поверхность

Рис. 4 . 4 . Профили геликоидального двухвинто­ вого насоса с трапецоидальной нарезкой; а-про-

дольный профиль; б-поперечный Iторцовый) профиль

(рис. 4.5) образуется, если прямую вращать и равномерно

перемещать относительно оси 0-0,

что показано стрелками. На

рисунке показана однозаходная

геликоидальная поверхность,

у которой m a r t и ход$

являет­

ся одной и той же величиной.

Таким способов получены

винтовые поверхности винтов у

насосов, показанных на рис.4.I

и 4 . 3 . Основное отрицательное

свойство геликоидальных

поверх­

Рис. 4 . 5 . Геликоидальная

ностей состоит в том, что они

винтовая поверхность

 

196

 

образуют зазоры 64 и 6\ между винтами, находящимися в зацеплении; это вызывает большие протечки, для уменьшения которых за счет увеличения числа шагов (замкнутых объемов) удлиняют винты. Увеличением числа шагов на длине винта создается лабиринтное уплотнение. Для того чтобы винты не получились слишком длинными, уменьшают величину хода (шага) винта за счет уменьшения угла ft подъема винтовой линии. При углах fb< 20°f25° возникает самоторможение винтов,

т. е. ведущий винт не может непосредственно вращать ведомый, так как между сопрягающимися винтовыми поверхностями возни­ кает большая сила трения. Поэтому ведомый винт вращается ведущим посредством шестеренчатой (синхронизирующей) переда­ чи.

Наличие зазоров между геликоидальными винтовыми поверх­ ностями предохраняет винты от быстрого износа при перекачке загрязненных жидкостей, что является преимуществом этих насосов перед циклоидальными и эвольвентно-циклоидальнчми. Однако из-за увеличения протечек и механического трения при больших напорах к. п. д. насосов может значительно умень­ шаться, почему геликоидальные насосы, как уже было сказано, применяются для небольших напоров.

Среди других винтовых насосов геликоидальные имеют наиболее простую нарезку, в чем и состоит их преимущество.

2 . Уравнения подачи

(производительности)

 

 

На длине

хода винта

S

в его впадинах (рис. 4".1,

4 . 4 ,

4.5) заключен объем жидкости,

равный произведению

живого

(поперечного)

сечения винтов

Р

т

ход винта;

такой

объем

жидкости

подается насосом за

один

ооорот-его винтов,

т. е.

без учета

протечек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V T = FS

м'/о&фогл ,

л/оборот .

 

 

(4.1)

Так как винты вращаются с числом оборотов

п

об/мин,

то теоретическая (геометрическая) подача будет

 

 

 

 

 

Q T = ^ n = F 5 n

м3/мин

,71/мин,

 

 

(4.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

197

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q T = F 5 ^ -

м'/с

 

,

л/с

.

(4.3)

 

Пользуясь уравнением

сплошности,

получим

 

где

 

Q T = F C

 

м

 

во

 

 

(4.4)

с - осевая

скорость

жидкости

впадинах винтов,

 

 

 

 

'/с

,

 

 

 

 

м/с .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из уравнений

(4.3) и

(4.4)

 

следует,

что

 

 

 

с

=

| г

'

 

 

 

 

 

( 4 - 5 )

т. е . каждая частица жидкости

за время одного оборота винта

проходит путь, равный его ходу.

 

 

 

 

 

 

 

Площадь живого сечения

винтов обычно

выражается

через

геометрические параметры винтов главным образом через ради­

ус R

или диаметр нарезки3например,

в таком

виде:

 

 

 

 

 

F = K 4 R Z ,

 

 

 

 

(4.6)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обычно принимают:

 

 

 

 

 

 

 

 

£ - 0 , ^ 0 , 7 0 , 5 - 1 , 2 5 ;

« - 0 - 1 5 ° .

При

а

= 0° продольный профиль нарезки имеет

прямоугольную

форму,

а при с о 0 °

нарезка

становится

трапецоидальной,

что

показано на рис.

4.4,а.

 

 

 

 

 

 

 

Вместо уравнения

(4.3)

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

Qr-K^-gg- ,

 

 

 

 

(4.7)

учитывая, что

S=2ftl?tg J5 , где

ji>

-

угол

подъема

винто­

вой

нарезки,

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

Q T = 2 < n r K , t g j 5 j ^ R 5 n = KR3 n , .

 

(4.8)

где

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

^.^Действительная подача Ц = г [ о Ц т

,

 

где объемный

(4.9)

Смотрите также файлы