Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Шестеренні насоси, пластинчасті насоси і гідромотори

Предмет: 
Тип роботи: 
Контрольна робота
К-сть сторінок: 
22
Мова: 
Українська
Оцінка: 

є відношення ходу поршня S (м) до його діаметра D (м), середня швидкість поршня = S•n/30 м/с, швидкохідність та число подвоєних ходів за хвилину (n — частота обертання вала насоса, хв.-1). Швидкохідні поршневі насоси характеризуються n = 150 — 300 хв.-1, S/D = 0,5 — 1,2 ; середньохідні — n = 80 — 150 хв.-1, S/D = 1,2 — 2,0; тихохідні — n = 40 — 80 хв.-1, S/D = 2 — 2,25. Подача (до 8000 л/хв.) і напір (до 10 МПа) змінюються в широкому діапазоні до 8000 л/хв при к.к.д. до 80 %.

Поршневі насоси знаходять широке застосування у нафтовій промисловості (як свердловинні насоси тощо), а також у магістральних та промислових гідротранспортних системах для переміщення твердих сипких матеріалів (вугілля, руд та концентратів руд чорних та кольорових металів, будівельних матеріалів тощо), де високий напір дає змогу зменшити кількість насосних станцій. Вимоги надійності при проходженні транспортованого матеріалу у клапанному апараті обмежує крупність твердих частинок не більшою 3-4 мм (допустимий вміст частинок розміром до 6 мм не більше 10 %). Поширення у світовій практиці знайшли поршневі насоси фірм «Wilson Snyder», «Ingersoll rand» (США), «Wirth» (ФРН), «Geho» (Нідерланди).
 
Рис. 7. Розріз поршневого насосу.
 
5. Пластинчасті насоси і гідромотори
 
Насос пластинчастий — насос шиберний, шибери якого виконано у формі пластин.
Розрізняють насоси одноразової та багаторазової дії, одинарні та подвоєні. Насоси одноразової дії можуть бути із сталою та мінливою подачею, регулювання якої здійснюється шляхом зміни ексцентриситету. Ротор та підшипники насоса одноразової дії зазнають однобічної сили тиску, що зменшує їх довговічність. У насосах дворазової дії, завдяки наявності двох протилежно розташованих порожнин, ротор розвантажено від сил тиску, а підвід рідини до камер та відвід з них здійснюють через торцеві вікна статора, проте такі насоси не регулюються.
Основні параметри:
Робочий об'єм від 5 до 350 см3.
Робочий тиск до 140 бар.
Діапазон частот обертання 1000…1500 хв-1
Пластинчасті насоси з продуктивністю від 5 до 200 л/хв та тиском від 6,3 до 12,5 МПа широко застосовують у гідроприводах прохідницьких комбайнів та свердлувальних машинах.
 
Рис. 8. Принцип роботи роторно-пластинчастого насоса одинарної дії
 
Пластинчасті насоси та гідромотори так само, як і шестеренні, прості по конструкції, компактні, надійні в експлуатації і порівняно довговічні. У таких машинах робочі камери утворені поверхнями статора, ротора, торцевих розподільних дисків і двома сусідніми витіснювачами-Платіні. Ці пластини також називають лопатями, лопатками, шиберами. 
Пластинчасті насоси можуть бути одно-, двох- і багаторазової дії. У насосах однократної дії одного обороту вала відповідає одне всмоктування і одне нагнітання, в насосах дворазового дії - два всмоктування і два нагнітання. 
Насос складається з ротора 1, встановленого на приводному валу 2, опори якого розміщені в корпусі насоса. У роторі є радіальні або розташовані під кутом до радіусу пази, в які вставлено пластини 3. Статор 4 по відношенню до ротора розташований з ексцентриситетом. До торців статора і ротора з малим зазором (0,02 ... 0,03 мм) прилягають торцеві розподільні диски 5 із серповидними вікнами. Вікно 6 каналами в корпусі насоса з'єднане з гідролінією всмоктування 7, а вікно 8 - з напірними гідролініями 9. Між вікнами є ущільнювальні перемички 10, що забезпечують герметизацію зон всмоктування і нагнітання. Центральний кут, утворений цими перемичками, більше кута між двома сусідніми пластинами. 
При обертанні ротора пластини під дію відцентрової сили, пружин або під тиском рідини, що підводиться під їх торці, висуваються з пазів і притискаються до внутрішньої поверхні статора. Завдяки ексцентриситету обсяг робочих камер спочатку збільшується - відбувається всмоктування, а потім зменшується - відбувається нагнітання. Рідина з лінії всмоктування через вікна розподільних дисків спочатку надходить у робочі камери, а потім через інші вікна витісняється з них у напірну лінію. 
При зміні ексцентриситету змінюється подача насоса. Якщо е = 0 (ротор і статор розташовані соосно), платини не будуть здійснювати зворотно-поступальних рухів, обсяг робочих камер не буде змінюватися, і, отже, подача насоса буде дорівнює нулю. При зміні ексцентриситету з +е на -е змінюється напрямок потоку робочої рідини (лінія 7 стає нагнітальною, а лінія 9 - всмоктуючою). Таким чином, пластинчасті насоси однократної дії в принципі регульовані і реверсируючі. 
 
Рис. 9. Схема пластинчастого насоса однократної дії:
1 - ротор; 2 - приводний вал, 3 - пластини, 4 - статор; 5 - розподільний диск; 6, 8 - вікна; 7 - гидролінія всмоктування; 9 - гидролінія нагнітання.
 
Число пластин z може бути від 2 до 12. Зі збільшенням числа пластин подача насоса зменшується, але при цьому збільшується її рівність для всіх. 
В насосах подвійної дії ротор 1 і 2 статор соосни. Ці насоси мають по дві симетрично розташовані порожнини всмоктування і порожнини нагнітання. Таке розташування зон врівноважує сили, що діють з боку робочої рідини, і розвантажує приводний вал 2, який буде навантажений тільки крутним моментом. Для більшої врівноваженості число пластин 3 в насосах подвійної дії приймається парним. Торцеві розподільні диски 5 мають чотири вікна. Два вікна 6 каналами в корпусі насоса з'єднуються з гідроліній всмоктування 7, інші два 8 - з напірні гідролінії 9. Так само як і в насосах одноразової дії, між вікнами є ущільнювальні перемички 10. Для герметизації зон всмоктування і нагнітання повинен бути дотримана умова, при якому ε < β. 
Профіль внутрішньої поверхні статора виконаний з дуг радіусами R1 і R2  з центром в точці О. Пази для пластин в роторі можуть мати радіальне розташування під кутом 7 ... 15 до радіусу, що зменшує тертя і виключає заклинювання пластин. Насоси з радіальним розташуванням пластин можуть бути реверсивними. 
 
Рис. 10. 1, 7 - розподільні диски; 3 - статор; 4 - ротор; 5 - пластини; 6, 8 - вікна напірної порожнини; 2, 12 - вікна всмоктуючої порожнини; 9 - штифт; 10 - внутрішня поверхня статора; 11 - отвір.
 
Розглянемо ще раз пристрій і принцип роботи пластинчастого насоса подвійної дії на прикладі насоса Г12-2М. Основними деталями насоса є корпус з кришкою, приводний вал з підшипниками і робочий комплект, що складається з розподільних дисків 1 і 7, статора 3, ротора 4 і пластин 5. Диски і статор, зафіксовані в кутовому положенні відносно корпусу штифтом 9, туляться один до одного пружинами (не показані), а також тиском масла в напірній лінії. При обертанні ротора 4, пов'язаного через з'єднання із приводним валом, в напрямку, вказаному стрілкою, пластини 5 відцентровою силою і тиском масла, підведеного в отвори 11, притискаються до внутрішньої поверхні 10 статора 3, що має форму овалу, і, отже, роблять зворотно-поступальний рух у пазах ротора. 
У розточеннях корпусу і кришки 1 встановлений робочий комплект (диски, статор, ротор, пластини). Ротор через з'єднання пов'язаний з приводним валом, що спирається на шарикопідшипники. Зовнішні витокуи або підсмоктування повітря по валу виключається манжетами 10, встановленими в розточенні фланця. Комплект стискається трьома пружинами 12 і тиском масла в камері 13. Вікна 4 диски 3 через отвори 17 статора з'єднані з глухими вікнами всмоктування 14 диска 7, завдяки чому олія з всмоктуючої лінії надходить в ротор з двох сторін, що полегшує умови всмоктування. У напірну лінію масло витісняється через вікна диска. Поворот комплекту запобігається штифтом (або гвинтами), що проходять через отвори в деталях 1, 3, 5, 7 і 15. 
Подачу пластинчастого насоса подвійної дії визначають за формулою 
 
  (4)
 
де b - ширина ротора; R1 і R2 - радіуси дуг, що утворюють профіль внутрішньої поверхні статора; t - товщина платин; z - число пластин; α - кут нахилу пластин до радіусу. 
 
Пластинчасті гідромотори можуть бути також одно-, двох- і багаторазової дії. Пластинчасті гідромотори від пластинчастих насосів відрізняються тим, що в їх конструкцію включені пристрої, що забезпечують постійний притиск пластин до статорними кільцю. 
При підведенні до машини рідини на робочу поверхню пластин діє сила, яка створює обертовий момент на валу гідромотора, який для гідромоторів однократної дії визначається за формулою: 
 
  (5)
 
а для гідромоторів подвійної дії 
 
  (6)
 
Гідромотори подвійної дії так само, як і насоси подвійної дії, нерегульовані. 
Надійність і термін служби пластинчастих гідромашин залежать від матеріалу пластин і статорного кільця. Щоб уникнути відпустки матеріалу пластин через нагрівання від ренію про статорні кільце пластини виготовляють із сталі з високою температурою відпустки. Статорні кільце цементується і гартується. Ротор виготовляють із загартованої хромової сталі, а торцеві розподільні диски з бронзи.
 
Список використаних джерел:
 
1. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. — М., 2009.
2. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика. — М.: Стройиздат, 2008.
3. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика. — М., 2006.
4. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. — М., 2009.
5. Киселев П. Г. Справочник по гидравлическим расчетам. 3-е изд. — М., 2004.
6. Чугаев Р.Р. Гидравлика. — М. 1990.
Фото Капча