Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод DJVU (948287), страница 33
Текст из файла (страница 33)
11. Гидропиевмопривод сообщает поршню возвратно-пос- Ф тупатсльное движение. Соединение 1 рабочей камеры попеременно с подводящей (всасывающей) 8 и отводящей (напорной) 5 гидролиниями осуществляют самодейсгвуюРис. 6.5. Схема хрнвошнпно-шащие клапаны на линиях всасывания тунного механизма 7 и нагнетания 6. При совершении хода всасывания (О < 82 < я) происходит увеличение объема рабочей камеры, и установившееся в ней давление будет ниже давления ро перед клапаном 7.
Под действием разности давления рабочая жидкость заполняет увеличивающийся во время хода всасывания объем рабочей камеры. Клапан б закрыт. Таким образом, осуществляется цикл всасывания. При совершении хода нагнетания Гк < в2 < 2л) вследствие движения поршня происходит уменьшение объема рабочей камеры. Давление в рабочей камере повышается, клапан 7 закрывается. Когда давление в рабочей камере превысит давление в отводящей (напорной) линии 5, откроется клапан б и жидкость будет вытесняться в напорную линию. Таким образом, осуществляется цикл нагнетания.
Закономерности кинематики движения (перемещение, скорость н ускорение) вытесняющего элемента (в рассматриваемом случае — поршень) описываются следующими уравнениями: г12 х 1„= =Роз сезар, 2 ~12 ~й х„= АП вЂ” сох а2); ~'„= — = Яезз2п<р; о21 188 где А — радиус кривошипа; оз — угловая скорость вращения вала кривошипа; я2 — угол поворота кривошипа. Следует отметить, что объемный насос самостоятельно не забирает рабочую жидкость. Действительно, рабочая жидкость под действием внешних сил в гидролинии всасывания движется в рабочую камеру, в которой давление снижается вследствие увеличения ее объема, и заполняет увеличивающийся объем рабочей камеры, не нарушая оплошности потока.
При достижении в рабочей камере давления, равного давлению р„„насьпценного пара, рабочая жидкость вскипает, т. е. наступает кавитация. Система подвода Гл. б. Объемные гидрамагиинъг Рис. 6.6. Индикаторная диаграмма поршневого насоса одинарного дей- ствия 5„йсзз1п<р, О«р< я; О, я<гр<2я, и где Я„= лги~/4 — площадь поршня; а'„— диаметр поршня. Характер изменения мгновенной подачи д„для однопоршневого насоса показан на рис.
6.7, поз. 1. На участке 0 < гр < я жидкость 189 рабочей жидкости должна обеспечивать такое избыточное давление на входе в насос, чтобы не происходило кавитационных процессов в линии всасывания. При совершении хода всасывания пол действием разности давления р„= Р„„- р„„, жидкость будет заполнять освобождающееся подпоршневое пространство и следовать за поршнем. Из рис. 6.6 следует, что линия, характеризующая абсолютное давление Р„„в цилиндре насоса, при совершении а, хода всасывания (равномерное р,„„ движение поршня) расположе- рп.п вс на ниже линии атмосферного давления (давления в резервуа- я 2х гр Ре) Р„и и линиЯ, соответствУю- щаЯ давлению Р„„„г пРи ходе нагнетания, расположена выше линии атмосферного давления.
В начале хода всасывания и в конце хода нагнетания наблюдаются колебания (всплески) давления, обусловленные инерционностью жидкости в переходных процессах. Полное индикаторное давление ръ определяющее работу, совершаемую поршнем за один обоРот вала; Р = Х(гР~ Ри и вс ' Рп н нг ), где Рвс =Ратм Рп и вс и Р, „„— средние на индикаторной диаграмме значения давления всасывания и нагнетания в поршневой полости цилиндра насоса. Мгновенное изменение объема рабочей камеры называют мгновенной подачей поршневой гидромашины, базирующейся на кривошипно-гпатунном механизме, у которого скорость движения поршня изменяется по сипусоидальному закону. Тогда мгновенное изменение объема рабочей камеры однопоршнсвого насоса, т. с.
мгновенная подача насоса, Ч. П. Гидропиевмопривод Нмгн 0 60 120 180 240 300 гр Рис. 6.7. Зависимости мгновенной подачи однопоршиевого (г'), лвухпоршневого (2) и трехпоршиевого (3) насосов от угла поворота вала кривошипа заполняет рабочую камеру насоса; на участке к < 1р < 2к насос подает рабочую жидкость потребителю. Полный объем жидкости в рабочей камере, подаваемой поршнем кривошипно-шатунного механизма за время одного оборота вала, определяется как зк ~р.к = рОн = )а ОпатСЗЗШЧГГ1ср = 2лэп = гГпэп где 6„= 2Я вЂ” полный ход поршня. Таким образом, мгновенная подача однопоршневого насоса пульсирует во времени и крайне неравномерна, Для возможности сравнения различных гидромашрн по этому показателю используют количественную оценку в виде коэффициента неравномерно- (Чмгн гпак Чмгн пап )/Чмгн ср г де Чмгн гпах а Чмгн пап и Чмгаг ср соответственно максимальное, минимальное и среднее значения мгновенного изменения подачи насоса.
Для однопоршнсвого насоса ш Чмгнгсак = Осиек Чмгнпнп = О' Чмп~ср = СпаЧ, О = 3,14. к' Для обеспечения более равномерной подачи насосы мгновенной подачи выполняют многопоршневыми. С увеличением числа порш- 190 Гл. б. Обьемиые гидромашиивг ней неравномерность подачи уменьшается. На рис. 6,7, поз. 2, 3 показан характер изменения подачи г7 „для двух- и трехпоршневого насосов. На рис. 6.7, поз. 3 пунктирной линией изображены графики мгновенного изменения объема каждой рабочей камеры. Каждая рабочая камера по отношению к предыдущей работает со сдвигом по фазе, равным 2и/г. Для трехпоршневого насоса к Чмгнппп = Зп ггоза1п г 2 — /3 о=и е014. 6 и г7мгнеп = Спйез Осипов 1ьК. Шестереииые насосы.
М., 1957. 191 Некоторые конструктивные исполнения объемных насосов. Шестеренные насосы" выполняют с шестернями внешнего или внутреннего зацепления. Наибольшее распространение получили насосы с внешним зацеплением (рис. 6.8). Рабочими органами являются ведущая и ведомая шестерни, образующие совместно с корпусом 1куда относятся и плотно .. ' '11з1;: прилегающие к торцам шестерен боковые крышки) рабочие камеры. При вращении шестерен в направлении, указанном стрелкой, объем камер увеличивается вследствие '':я~.' .'.' ..
' ' освобождения пространства между зубьями при выходе зубьев из зацепления. Пространство между Рис. 6.8. Схема шестерениого зубьями заполняется жидкостью, насоса: поступающей из входной полости, 1, г — повести вевеываиия и вагиеЖидкость, заполнившая просгран тания соответственно ство, переносится этим пространством из полости всасывания в полость нагнетания. При входе зубьев в зацепление уменьшается объем рабочих камер и рабочая жидкость вытесняется в линию нагнетания. Вследствие разности давления (р > р„) шестерни подвержены воздействию радиальных сил, которые нагружают опоры шестерен и могут привести к Ч. П.
Гидропмевмоириаод заклиниванию. В шестеренных насосах высокого давления (р >10 МПа) предусматривают гидравлическую компенсацию торцевых зазоров. При использовании шестерен с нормальным эвольвентным некоррегированным зацеплением рабочий объем и подача насоса определяются следующими соотношениями: 1ан =2клг (гш+1)/з' 0а =т)оен2яЕ)тЬи, где и — модуль зацепления; а — число зубьев шестерни (гш = з1 = = зз); 13 = та — диаметр начальной окружности; Ь вЂ” ширина шестерни; и — частота вращения шестерни; т),а„— объемный КПД насоса, зависящий от конструкции, технологии изготовления, давления нагнетания насоса и других параметров, при расчетах принимается равным 0,7...0,95.
Коэффициент неравномерности подачи насоса 9мгншах Чмгнпип 2,17 оо— 9мгн ар з+ 1,276 На практике Уа„= 0,5...250 см', р„„м= 16...20 МПа, и„= = 500...4 000 об/мин. Винтовые насосы по своим характеристикам мало отличаются от шестеренных насосов, но обладают рядом существенных достоинств: высокий напор, равномерность подачи, бесшумность. Наибольшее распространение получили насосы с тремя двухзаходными винтами. При таком конструктивном исполнении винты разгружены от радиальных сил давления, а возникающие осевые силы воспринимаются упорными подшипниками. Основную нагрузку несет ведущий винт.
Ведомые винты разгружены от моментов и выполняют роль замыкателей (герметизаторов) рабочих камер. Объемный КПД принимается равным 0,9 для насосов низкого давления и 0,7...0,8 — для насосов высокого давления (р„, > 10 МПа). На практике Га„=1...1000 см', ргш = 6,3...10 МПа, и„= = 1 500...3 000 об/мин. "Жмудь А.Е. Винтовые насосы с циклоилальным зацеплением. М,; Л., 1963.
192 Гл. 6. Объемные гидромашины Пластинчатый насос — разновидность роторно-поступательных насосов с вытеснителями типа пластин (ранее называвшихся шиберами). На рис. 6.9 показана конструктивная схема пла- ! стинчатого насоса двухкратного действия, в которой за один оборот вала в рабочей камеРе пРоисходит два Рабочих Рис. 6.9. Конструктивная цикла. Рабочими органами такого насоса схема пластинчатого насоявляются статор, ротор и пластины, ко- са двухкратного действия торые имеют возможность перемещаться в его пазах. С торцев ротор с пластинами закрыт двумя плотно прилегающими дисками, которые образукл по числу пластин л рабочих камер.
Объем рабочих камер при непрерывном вращении ротора изменяется благодаря тому, что статор имеет специально спрофилированную поверхность, близкую к эллиптической, к которой за счет центробежных сил инерции прижимаются пластины. Рабочие камеры с входной и выходной полостями насоса соединяются через окна, расположенные в торцевых неподвижных дисках. При такой системе распределения момент подсоединения рабочей камеры к соответствующей полости определяется только положением окон в торцевых дисках и носит принудительный характер, прн котором соотношение давления в рабочей камере и давления в сообщающейся полости не имеет значения. Эта система распределения получила название золотниковой и может применяться как в насосах, так и в гидромоторах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
