Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Расчетная производительность шестеренных насосов с косоаубыми и шевронными шестернями может быть приближенно определена по выражению (249), ШЕСТЕРЕННЫЕ ГИДРОМОТОРЫ Шестеренные машины в практике часто используют в качестве гидромоторов. Из схемы, представленной на рис. 119, видно, что жидкость, подводимая от источника давления в полость а шестеренной машины, действуя иа зубья шестерен, образующие замкнутую камеру, развивает крутящий момент, величина которого равна произведению площади рабочей части профиля зубьев на расстояние от центра давления этой площади до оси шестерен н на рабочее давление жидкости. 238 Среднее расчетное значение крутящего момента М„получим, подставив в формулу (138) значение расхода из выражения (247): М, = Лрбт (г(„+ т) или - ЛХ„= Ьрбтг (г + 1).
(261) ЛХ= Р (а+1) лГм, р — давление жидкости в яГ~сггг; т и Ь вЂ” модуль и ширина шестерен в сас Ркс. 119. Расчеткая схема Момент можно также рассчиты- шестереквого птдромотора вать по выражению (138), Подставляя значения (), !см. выражение (247)) в выражение (141), получим уравнение средней расчетной мощности мотора )У,=Ар~, =2пЛр Ьт(Ы„+т) или 11"т', = 2яйри бтг (г' + 1).
(262) При изготовлении шестеренных моторов следует максимально уменьшать зазоры в подшипниках и гарантировать радиальный зазор между корпусом и шестернями (особенно со стороны, про- тивоположной рабочей полости мотора) прп нагружении шестерен давлением. Целесообразно также применять разгрузку подшип- ников от радиальных усилий давления жидкости на шестерни, как это показано на рис. 113, что уменьшает трение и облегчает пуск мотора под нагрузкой. Шестеренные моторы удовлетворительно работают в диапазоне числа оборотов от 100 до 10 000 в минуту.
где НАСОСЫ С ШЕСТЕРНЯМИ ВНУТРЕННЕГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ Шестеренные насосы с внутренним зацеплением (рис. 120, а) отличаются компактностью и малыми габаритами в сравнении с насосами с шестернями внешнего зацепления той же производительности. Преимуществом этих насосов является также симметричное расположение приводного вала относительно корпусш Принцип действия этих насосов аналогичен насосам с шестернями внешнего аацепления. Жидкость„заполняющая междузубо- Колебания момента будут подобны как по величине, так и по характеру колебаниям подачи насоса.
Средний расчетный крутящий момент шестеренного гидромотора (с коэффициентом корригировакия зацепления й = 0,5) вые впадины шестерен, переносится в полость нагнетания, где и выдавливается зацепляющимися зубьями через серпообравные окна в боковых крышках корпуса (рис. 120, а) или через радиальные сверления в донышках впадин внешней (кольцевой) шестерни (рис. 121). Для отделения (уплотнения) полостей всасывання н Исасьианое нагнетоное асосьианое ногнетаноа а) Рнс. 120. Схемы насосоя с шестернями внут- реннего зацепления нагнетания применен серпообразный разделительный элемент а (рис. 120, а).
Производительность такого насоса можно определять по выражению (247), причем все входящие в него параметры должны быть взяты по ведущей шестерне (с внутренними зубьями). Число зубьев внутренней шестерни (с внешними зубьями) обычно на 2 — 3 зуба Рпс. 121. Схемы насоса с шестернями внутреннего зацеплення с пптзнпем через радиальные свервення внешней шестерни меньше, чем кольцевой шестерни. Насосы пригодны для работы прн числах оборотов до 5000 в минуту и давлении до 70 яГьсмз. Применяются также насосы с шестернями виутренпего зацепления со специальным профилем зуба (см. рис. 120, 6), п которых отсутствует разделительный элемент. Внутренняя шестерня этих насосов имеет на один зуб меньше, чеы внешняя (кольцевая) шестерня, ввиду этого скорость относительного скольжения вращаю- 240 шихся элементов весьма мала, что обеспечивает большой срок службы в плавяую работу насоса. Межзубовые впадины сообщаются с в< асывающимв в нагветательиыми каналами с помощью серпообразвых окон или радиальных сверлений во впадинах кольцевой шестерни.
Кольцевав шестерня своей внешней поверхностью вращается в подшипнике скольжения. Уплотнение по торцам шестерен обеспечивается с помощшо подвижных в осевом направлении втулок (см. стр. 233). Схема действия такого насоса показана кв рис. 122. Насосы пригодны для работы при давле- Рлс. Г22. Схемы, вллюстрирующво работу насоса с шсстсрвлмм внутреннего еацевлеввл ниях до 140 нГ~смт. Число оборотов 1800 в минуту для малых (до 100 л1хин) и 1200 — для больших (150 л/мин) подач. Подобные машины пригодны также для работы в качестве гидро- моторов.
ВИНТОВЫЕ НАСОСЫ Винтовой насос представляет собой одну или несколько пар злцеоляющихся винтов, плотно посаженных в расточьи корпуса. При вращении винтов их нарезки, взаимно замыкаясь, отсекают во впадинах некоторый объем жидкости, который вытесняется по впадине вдоль оси вращения. Поскольку выступы нарезки винтов в этих насосах, выполняющие роль поршней, движутся непрерывно в одном направлении, расчетная пульсация подачи в насосе (при полном заполнении насоса и нулевом давлении) практически отсутствует.
Однако при работе под давлением наблюдается пульсация подачи, обусловленная обратным потоком при переходе рабочей камеры из полости всасывания в полость нагнетания. Как показали испытания, коэффициент неравномерности (пульсации) винтового насоса при давлении 60 кГ~смт находится в пределах 6 = 6 —: 7 о4. Винтовые насосы и гидромоторы отличаются надежностью, компактностью и относительной бесшумностью в работе. Насосы выпускаются в двух- и трехвинтоволт исполнении. Трехвиятовой насос. В практике распространены трехвинтозые насосы (рис. 123).
Насос состоит из трех винтовых роторов, средний из которых является ведущим, а два боковых — ведомыми. Наревка винтов обычно двухааходная с углом подъема винтовой линии 47', профиль — циклоидальный. Ведомые винты (замыкатели) вращаются под действием давления жидкости на их нитки, а следовательно, их функции сводятся лишь к герметиаации гндромашины, благодаря чему они не нагружены крутящим моментом и отличаются большой долговечностью.
Насосы допускают высокие числа оборотов, доходящие до 18 000 в минуту, и выпускаются на расход до 15 000 л!мин с приводной мощностью до 2000 л. с. Трехвинтовые насосы пригодны для работы при давлении до 200 кГ!сна. По сообщениям же иностранной печати, некоторые Рнс. 123. Трехнннтовой насос фирмы выпускают винтовые насосы на давление 350 кГ)см'. Объемный к. п.
д. насоса в вависимости от литража и прочих параметров составляет 0,75 — 0,95. Проиаводительность насоса. При вращении винтов жидкость, наполняющая их впадины, перемещается поступательно на величину одного шага за один оборот ведущего винта. В соответствии с этим производительность трехвинтового насоса аа один оборот ведущего винта равна объему каналов, по которым жидкость движется вдоль винтов в пределах одного шага. Этот объем равен (à — 7) г.
Следовательно, расчетная производительность при числе оборотов п в минуту равна Д = (г" — Д гп, (263) где Е и 7 — площадь поперечного сечения расточая корпуса под винты и площадь сечения винтов; $0 2 — шаг винта; обычно принимают ~= — Ы„, где а'„— наружный диаметр ведомых винтов. Для трехвинтовых насосов площадь сечения потока принимают (г" — 7) = 2,4 сн„.
В качестве исходной величины при расчетах трехвинтовых насосов принимают диаметр И„наружной окружности ведомых винтов, через который выражают все прочие размеры. Наиболее рациональными соотношениями между отдельными параметрами винтов можно принять = з ~("' А= з ~("' г= з о("' (264) где О, и Є— внутренний и наружный диаметры нарезки веду- щего винта. Для обеспечения герметичности необходимо соадать постоянное перекрытие между камерами всасывания и нагнетания; для етого минимальная длина винтов должна быть равна Б 1,25~.
При атой длине обеспечивается одно перекрытие канала (впадины) винта. Для получения более высоких давлений предусматривают несколько перекрытий, в соответствии с чем длина винта увеличивается,причем для давлений 150— 200 кГ/ела она принимается равной Ь =- (6 — 8) 1. Для компенсации осевых сил, которые при высоких перепадах давлений могут достигать больших аначений, применяют гидрав- Ряс. 124. Виытовой насос о челическую раагрузку.
Для етого у тырьмя ворамв ааммкателей торцов винтов предусматривают разгруаочные поршни а и Ь (см. рис. 123), под которые подводят жидкость с рабочим давлением, что соадает на винтах усилия, обратные по знаку основным. Применяют также винтовые насосы с несколькими (тремя и четырьмя) парами замыкателей. Размеры деталей насоса с четырьмя парами замыкателей указаны на рис. 124. Двухвинтовой насос. Двухвинтовые насосы (ркс. 125, а) обычно выпускаются на относительно небольшие расходы (20 — 40 л1мин) при давлении до 100 кГ/см'. Винты обычно однозаходные с прямоугольной реаьбой и профклированной обрааующей. Винты гидростатически раагружены от осевых сил с помощью каналов а и Ь.
Расчетная проиаводительность двухвинтового насоса (265) е= ° где 1 — шаг винта (рис. 125, б); к — число оборотов; Р— площадь сечения канавки винта. Значение г' определяют по выражению (см. рис. 125, б) Н (~~от ~ат) Вт„~ ч 1г*= — — "~и — ' — з(н а~, 4 4 ~ 180 (266) где Р„и Р, — внешний и внутренний диаметры винта; т) — угол пересечения винтов. Рнс. 125. Конструктивные н расчетные схемы двухвннто- вого насоса Значение ст определяют из выражения а ы 2 а соз — = — =— 2 „Є 2 (267) где а= Он +На 2 — расстояние между осями винтов, Расчетная производительность двухвинтового насоса может быть такх<е определена с достаточной точностью по формуле ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И НАСОСЫ СВЕРХВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ 244 В практике применения гидроприводов часто возникает потребность в устройствах, преобразующих величины давлений и расходов. Подобные устройства получили название гидравлических преобразователей (гидротрансформаторов).
В общем случае гидравлическим преобразователем объемного типа навывают устройство, изменяющее (повышающее нли понижающее) расход и давление жидкости в гидросистеме при условии обязательного разобщения (разделения) магистралей высокого и низкого давлений. Преобразователь состоит из двух ступеней: моторной и насосной. К первой из них подводится рабочая жидкость гидроснстемы, а вторая подает жидкость с преобразованным давлением или расходом к исполнительным механизмам. Коэффициент усиления гидравлического преобразователя давления, под которым понимают отношение выходного давления к входному, находится п пределах от 3: 1 до 100: 1 и выше (для преобразователей с машинами прямолинейного движения). Применяются гидропреобразователи роторного типа в виде двух роторно-поршневых машин (рис. 126, а) или машин возвратно- б/ Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
