Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Кроме того, благодаря концентричности межоконных участков статора, пластины в периоды, когда они находятся под боновой односторонней гидравлической нагрузкой, не перемещаются в пазах, вследствие чего уменьшается их износ. Для улучшения динамических качеств насоса, а также повышения равномерности подачи участки статора, сопрягающие указанные межоконные концентричные участки, обычно выполняются так, чтобы было обеспечено постоянное ускорение пластины прн движении в пазах ротора и соответственно постоянное ускорение жидкости в каналах. Обычно эти участки выполняются по архимедовой спирали: р=г,+ — и, (232) где р и Н вЂ” полярные координаты профиля: г, — наименьший радиус направляющей статора; э =.
сопз$ — скорость перемещения пластины в роторе; ю — угловая скорость ротора. Для того чтобы устранить возможность отрыва пластин от статора при копировании ими его профиля, отношение радиусов профиля статора — ' для числа пластин 8; 12 и 16 не должно превышать соответственно 1,15; 1,27 и 1,34.
Должно быть также обеспечено условие — (0,92, где 1,— наибольшая длина части пластины, выступающей из ротора, и 1, — наименьшая длина части пластины, находящейся в пазу ротора. Средняя скорость течения жидкости во всасывающих окнах обычно не превышает 1,5 м1сек. Применяется также профиль, обеспечивающий синусоидальное изменение ускорения пластин. Однако этот профиль допускает меньшее отношение большого гз и малого г, радиусов статора, чем первый профиль. Из расчетной схемы, приведенной на рис.
100, а — в, видно, что каждая пластина за один оборот ротора нагнетает жидкость 2 раза. Поскольку рабочее давление жидкости действует на диаметрально противоположные стороны ротора (со стороны окон 5 н У), подшипники ротора практически разгружены от снл давления жидкости. Для полной уравновешенности радиальных снл давления жидкости на ротор число камер (чпсло пластин) должно быть четным. Распространены насосы с 12 и 16 пластинами, 2ш Плотность контакта между пластинами 3 и статором обеспечиваетсн давлением жидкости, подводимой н пазы ротора под лопасти через кольцевую проточку 10 на крышке корпуса. Боковое уплотнение достигается тем, гго бронзовые боковые диски 2 (см. рис.
99) могут быть прижаты уемой плотностью. ения изготовления щения его к. п. д. (диск а) часто высшим с поджатием г аг о, Чг'Ь ю Ю! а! Рнс. 100. Расчетные схемы пластннчатого насоса двойного действия его к торцу статора 5 (рис. 101) давлением жидкости и несколькими спиральными пружинами. Усилие прижима в этом случае повышается с повышением давления. В тот момент, когда насос не работает и в системе отсутствует давление, начальное усилие прижима, необходимое для чй пуска насоса в ход, обеспечивается пружинами. Благодаря высоким качествам рассматриваемого насоса его принципиальная схема положена в основу стандартных насосов многих сотен типоразлгеров (в США свыше 500 стандартных еди- н ниц). Ряд заграничных фирм выпускает зти модифициро- 4 ванные насосы на давления 70, 100, 140 и 175 кГ/сага и производительность от 3 до Рнс.
101. Пластннчатый насос даойно- 950 л|мим. Весовая отдача, го действия с плавающим диском приходящаяся на 1 л. с., у этих насосов доведена до 0,5 — 0,4 кГ!л. с. При последовательной установке двух насосов, рассчитанных на давление 140 кГ!сача, давление может быть повышено до 220 кГ)см'. Общий к. п. д. насоса средней мощности при давлении 140 кГ!саха равен 0,85 практически на всем рабочем диапавоне 211 дэвления.
Число оборотов этих иасосов от 500 для насосов большой мощности до 1500 — 3000 в минуту для насосов средней и малой мощности. Миниатюрные пластинчатые васосы ракетных гидро- систем выпускаются на расход 1 л1мин в менее и работают при скоростях до 30 000 об(мин. Ограничения по давлению обусловлены тем, что при более высоком давлении пластины при проходе зоны всасываиия, в которой они не разгружаются давлением, действующим со стороны статорного конца, прижимаются с большим усилием к профильной поверхности статора, в результате чего они быстро изнашиваются.
Усилие, с которым пластина прижимается к статору, в атом случае вычисляется по выражению (231). В новейших конструкциях этого насоса (см. стр. 215) применен ряд конструктивных мер по разгрузке пластин, что позволило повысить рабочее давление. Расчет проианодительности, По принципу действия этот насос можно сравнить с поршяевым насосом с прямоугольным изогнутым по дуге цилиндром, в котором роль поршня выполняет рабочая часть пластины высотой Ь =.
г, — г, (см. рис. 100). Пластина при перемещении по концептричным участкам между окнами у и 8 или 6 и У вытесняет объем (7', по величине равный проивведению площади рабочей части пластины 1 на окружную скорость в ее центра давления: Е'= У= ЬЬ.
Подставив значения э= ы, и Ь=г, — г„получим Ю г~ + г~ Д = ю — (гз — г,) Ь = — (гт — г,), где Ь и Ь вЂ” ширина и высота рабочей части пластины; г, и г, — большой и малый радиусы (полуоси) статора; ы — угловая скорость ротора. Подставив значеиие ы и учитывая, что одновременно происходит вытеснение жидкости двумя пластинами, получим приближеяное выражение (без учета толщины пластин) для вычисления расхода (производительности) насоса: Д = юЬ (гз — г') = 2ялЬ (гз — г,'). (233) С учетом толщины пластины (см.
стр. 207) () = 2Ьп ~п (г,' — г-',)— (234) 212 где а — угол наклона пластины к радиусу. Рассматриваемые насосы выпускают как с ваклонным к радиусу (см. рис. 99), так я с радиальным располсокенксм пластик (см, рис. 107), причем более распростравеккыми являются насосы первого типа. Угол а наклона пазов ротора под пластины к радиусу ротора обычно принимают равным 13 — 15' при диаметре ротора 56 — 85 зьи и 7 — 8' при диаметре 140 ми.
Ьлагодаря наклону пластин улучшаются условия движения их в павах, однако наклонное их положение исключает возможность реверса беа перемонтажа ротора.' Для насосов с радиальным расположением лопастей выражение (234) примет вид Д = 25п [я (т; '— г[) — (г, — ~,) гз[. (235) Частота колебаний подачи и давления равна проиаведенню числа пластин на число оборотов, а амплитуда пропорциональна перепаду давления. Неравномерность подачи обусловлена, как было указано, изменением в процессе хода нагнетания объема пластин в результате утапливания их в прорези, а в основном— влиянием сжимаемости жидкости и частично деформацией камеры насоса при переходе ее из полости всасывания в полость нагнетания. Последний процесс сопровождается акустическим эффектом, который повышается с повышением перепада давления.
В насосах двукратного действия, выполненных по схеме, приведенной на рис. 100, каждая пластина при перемещении от центра к периферии забирает жидкость из линии нагнетания, а при перемещении от периферии к центру вытесняет ее обратно. Поэтому для снижения влияния насосного действия пластин на равномерность подачи необходимо, чтобы объем жидкости, выгесняемой в каждый данный момент из прорезей ротора утапливающимися пластинами, был равен объему количества жидкости, требующемуся для заполнения объема, освобождаемого пластинами, перемещающимисн от центра. Для обеспечения этого количество пластин должно быть кратным четырем, но не менее восьми.
Практически это число пластин выбирают равным 12 или 16. Кроме того, профиль кривой статора должен быть строго симметричен. Однако опыт покааывает, что даже при самом оптимальном выборе параметров наблюдается неравномерность подачи, вызываемая деформацией деталей насоса н сжатием я<идкости в рабочих его камерах при переходе нх из полости всасывания в полость нагнетания.
Для уменьшения влияния последних факторов в некоторых конструкциях этих насосов профиль статора на участках, описанных большим радиусом, выполняется таким обрааом, что при переносе рабочей камеры вз полости всасывания в полость нагнетания осуществляется незначительное сжатие жидкости (преднамеренная компрессия), что способствует снижению пульсации давяения жидкости. Для этого профиль статорного кольца насоса (см. рис. 100) выполняется таким, что при проходе замкнутой камеры объемом о, (отмечена точечной штриховкой) через перевальные перемычки, очерченные большим радиусом (В ) г), происходит некоторое 213 уменьшение объема камеры до прихода ее к нагнетательному окну, вследствие чего заключенная в ней жидкость будет подвергнута предварительному сжатию.
В этом случае в запертой камере создается предварительная компрессия жидкости (д, ) оэ), подбором величины которой может быть обеспечено полное выравнивание давлений в камере и нагнетательиом окне. Указанное уменьшение объема камеры достигается смещением центра Оэ, из которого описываются образующие профиль статорного кольца дуги кругов радиусом Л относительно осн О вращения ротора. Выбор рабочих параметров насоса.
Для обеспечения герметичности насоса расстояние между соседними всасывающим и нагнетательным окнами (размер перевальной перемычки) должно быть несколько больше, чем наибольшее возможное расстояние между концами двух соседних пластин в положении их на этой перемычке. При выборе разности радиусов гэ и г, профильных участков статора между окнами, определяющих величину рабочей высоты пластин й = г, — г,, исходят из того, что увеличение высоты приводит к повышению опрокидывающего момента от давления жидкости, защемляющего пластину в пазу ротора, а уменьшение — к понижению проиэгодительностн и объемного к. п. д.
насоса. Для насосов небольшой производительности величина й может быть равной или меньше 0,4 полной высоты пластины. Число пластин равно 12 — 16 (обычно 12 пластин). Толщина пластин 2 — 2,5 льк; ширина статора и ротора (длина пластины) 20 — 40 мм. В рассматриваемом насосе двухкратного действия всасывание (и соответственно нагнетание) происходит на сравнительно небольшом участке кривой статора, ввиду чего создаются неблагоприятные условия питания насоса.
Время прохождения пластиной эоны всасывания 1 = †, где а и и — угол, соответствующий окну всасывания, и угловая скорость вала. Для улучшения питания жидкость обычно подводят через расположенные друг против друга окна, которые сообщаются между собой каналами в корпусе. Средняя скорость течения жидкости во всасывающих окнах не более 1,5 — 2 мосек. Ротор 1 и статор 4 изготовляют из легированных сталей с цианированнем, боковые диски 2 — из кремнистой или марганцовистой бронзы, корпус и крышки — иэ чугуна (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
