Файл: Энгель, В. Ю. Основы теории и расчет объемных гидромашин с фазовым регулированием учебное пособие.pdf

в.каждое окно. Эта симметричность связана с двумя факторами:

1)симметричным расположением участков постоянной и пе­

ременной кривизны относительно главных осей контура -профи­ ля статора;

2) четным числом пластин в роторе.

Имея насос двойного действия, включающий один poTqp и один статор, конструкция которого рассматривается в настоя­ щем разделе, мы практически лишены возможности как-либо влиять на первый из факторов. Остается исследовать, как по­ влияет на равномерность расхода введение нечетного числа пла­ стин.

|Из1ГОтавление насоса с -нечетным числом пластин не вызыва­ ет особых трудностей и при сделанных допущениях не влияет на величину расхода насоса. Введение нечетного числа пластин повлечет за собой изменение схемы нагрузок на ротор насоса, в частности возникновение неуравновешенных сил давления со стороны окон нашнетания. Однако при необходимости, пользу­ ясь раоп,ростра-ненными методами гидравлической разгрузки, эти силы можно свести к минимуму.

Чтобы представить характер изменения мпновенного расхо­ да насоса, имеющего нечетное число пластин, больше восьми, на рис. 1.9 в качестве примера изображена схема насоса с три­ надцатью пластинами, а на рис. 1.10 графики расхода этого насоса в функции угла а.

Коэффициент неравномерности при нечетном числе пластин значительно ниже, чем при четном; с увеличением числа пластин

ного числа пластин существует обратная закономерность. Это объясняется тем, что при нечетном числе пластин -равномер­ ность расхода зависит преимущественно от соотношения объе­ мов жидкости вытесняемой ,в данный момент времени каждой пластиной, иными словами, от соотношения радиусов кривизны участков профиля статора, по которым в данный момент дви­ жутся пластины, вытесняющие жидкость в оба окна,

зо

Анализ табл. 1 показывает, что насосы с нечетным числом пластин, в частности от 9 до 13, могут использоваться в систе­ мах гидропривода с регулируемым насосом, где диапазон регу­ лирования выходной скорости DsC2

коэффициента неравномерности расхода.

3. Поворот распределителей в противоположные стороны

Бели объединить в одном корпусе два параллельно располо­ женных статора и два ротора с пластинами, причем по бокам каждого ротора расположить пару распределительных дисков с окнами нагнетания .в одном из пары и окнами всасывания в другом и при этом обеспечить полную идентичность конструк­ ций каждой пары статоров, роторов и одноименных дисков, то при условии соединения посредством .каналов всех окон всасы­ вания и отдельно всех окон нагнетания получится насосный агрегат с двумя раздельными качающими узлами, одноименные окна которых объединены между собой.

В случае, когда а=0 (рис. 1.11,а), работа насоса при числе пластин, равном 8, протекает следующим образам. Жидкость нагнетается пластиной 12 в окно 13 и пластиной 2 в окно 3. Од­ новременно происходит нагнетание через окна 6 и 10 пластина­ ми 5 и 9. Потоки из всех перечисленных окон объединяются в один общий поток 14. Через окна 1,4, 8 к 11 осуществляется всасывание жидкости общим потоком 7.

Мгновенный расход может быть определен по выражению

ранее рассмотренных примерах, при четном числе пластин (см., например, рис. 1.3). График расхода в это окно имеет вид 1

(рис. 1.12, а).

При вытеснении жидкости в окно 3 (рис. 1.11) вытесняющая пластина 2 движется по участку статора, .кривизна которого представляет собой зеркальное отображение профиля, по кото­ рому движется пластина 12. Вследствие этого кривая 2

31

2

(рис. 1.12, а) графика расхода, создаваемого этой пластиной, также представляет собой зеркальное отображение кривой 1.

Общий и .мгновенный расход через оба окна 13 и 3 (ем. рис. 1.11) изображен на рис. 1.12, а в виде кривой 3. Чтобы по­ лучить суммарный расход наооса, необходимо учесть расход через окна 6 и 10. Расход через окно 6 равен расходу, определяе-

Р и с . 1Л2. График мгновенного расхода спаренного насоса:

a — z= 8, 6=66%, а = — ; б - z - 1 6 , 6=16,8%, а = — ; в — z =116, 6 = 12,8%, а = — 7:

мому кривой 2, а расход, через окно 10 — кривой 1. Поэтому график суммарного расхода насоса можно построить, удвоив ординаты кривой 3. Этот график изображен под номером 4. Коэффициент неравномерности подачи равен 66%. Хотя эта величина оказалась во много раз меньше, чем у насоса с одним статором с таким же числом пластин, все же она больше, чем у большинства объемных насосов.

Посмотрим, как повлияет «а коэффициент неравномерности расхода увеличение числа пластин. Расход насоса с 16 пласти­ нами получается значительно равномернее, чем при восьми пла­ стинах. Графики (рис. 1.12,б,в,) наглядно подтверждают это. Максимальный коэффициент 'неравномерности составляет 16,8%

и соответствует а — . При всех других значениях угла а коэф­

фициент неравномерности не достигает указанной величины. ид

3 Заказ 275

Таким образом, коэффициент неравномерности расхода спарен­ ного пластинчатого насоса изменяется в пределах от 0% при

а = 0 до 16,8% при а = — и затем вновь падает до 0% при а = —.

к большинству гидросистем.

4. Поворот статоров в противоположные стороны

Данный метод заключается в том, что поворот статоров осу­ ществляется при неподвижных распределителях одновременно в противоположные стороны. По сравнению с предыдущим ме­ тодом совершена инверсия. Сущность способа увеличения рав­

Для поворота статоров необходимо затратить мощность зна­ чительно более высокую, чем для поворота распределительных дисков. Это объясняется тем, что к статору приложен реактив­ ный момент, равный по величине полному крутящему моменту насоса, тогда как на распределительные диски действует зна­ чительно меньший вращающий момент (см. Вгведение).

Насосы с поворотными распределителями позволяют полу­ чить мощность привода, прикладываемого к органу регулиро­ вания, в 2—3 раза меньше по сравнению с насосами, регулируе­ мыми посредством поворота статора. Увеличение мощности при­ вода ведет к возрастанию габаритов и веса насосав.

Таким образом, рассматриваемый метод, имея равные воз­ можности с предыдущим по снижению неравномерности пода­ чи, обладает рядом существенных недостатков (увеличение га­ баритов и веса). Эти недостатки сказываются тем сильнее, чем больше мощность насоса, и при определенном значении мощно­ сти регулирование поворотом статоров вообще может оказать­ ся невозможным.

В заключение необходимо отметить, что действительные ве­ личины коэффициентов неравномерности, полученные у реаль­ ных насосов с фазовым регулированием, получаются меньши­ ми, чем их расчетные значения.

§ 3. Средний расход насосов двойного действия

Для того чтобы от формул .мгновенного расхода насосов перей­ ти к выражениям, устанавливающим зависимость между вели­ чиной средней подачи и значением фазового угла а, воспользу­ емся теоремой о среднем значении функции:

3

34