Тістегерішті гидромашиналардың құрылымдары мен сипаттамасын зерттеу

Жұмыстың мақсаты: тістегерішті гидромашиналарды және пневмомашиналарды зерттеу процесінде төмен қысымдағы май сорғыларының, гидромоторларының және пневмоқозғалтқыштардың құрылымдарымен танысу.

Тістегерішті сорғылар - роторлы сорғылардың ең көп таралған түрі болып табылады. Олар машиналар мен механизмдерді майлау жүйелерінде, мұнай, мұнай өнімдерін және де басқа сұйықтықтарды айдайтын әртүрлі гидрожетектерде пайдаланылады.

Тістегерішті сорғылардың артықшылықтары құрылымының қарапайымдылығы, кіші габаритті өлшем мен массада (поршеньдіге қарағанда екі-үш есе аз), үлкен айдау қысымын тудыру қабілеттілігі, құрғақ сору қабілеті, арынның берілістен тәуелсіздігі болып табылады.

Осы үлгідегі сорғылардың кемшілігіне жататындар: радиалды күштердің теңсіздігі, берілістің әркелкілігі, сорылатын сұйықтықтың механикалық қоспаларына жоғары сезімталдылық, сорылатын сұйықтықты эмульсиялау, салыстырмалы түрде тістердің тез тозуы.

Тістегерішті сорғылар сыртқы және ішкі іліністі тістегеріштерімен дайындалады.

1-сурет - Сыртқы іліністі тістегерішті сорғының схемасы:

1 – жетекші тістегеріш, 2 – айдау қуысы, 3 – жетектегі тістегеріш,

4 – корпус, 5 – сору қуысы.

Тістегерішті сорғылардың кең таралған түріне сыртқы іліністісі жатады. Бұл типті сорғының қарапайым түрі 1-суретте берілген.

Сорғы суреттің сол жағында пунктирмен көрсетілген корпуста 4 тығыздалып орналасқан жетекші 1 және жетектегі 3 тістегеріштерден тұрады. Стрелканың бағыты бойынша тістегеріштер айналғанда тістердің ойыстарын толтырып тұрған сұйықтық сору қуысынан 5 айдау қуысына 2 ауыстырылады. Сору қуысында тістегеріш тістері іліністен шығады, ал айдау қуысында ілініске кіреді. Соған байланысты сору қуысында сұйықтықтың көлемі ұлғаяды да, айдау қуысында азаяды.

2-сурет - Ішкі іліністі тістегерішті сорғының схемасы:

1 – сыртқы тістегеріш, 2 – ішкі тістегеріш

2-суретте ішкі іліністі тістегерішті сорғының схемасы көрсетілген.

Айдау қуысын сору қуысынан бөлу үшін ішкі және сыртқы тістегеріштердің арасына орақ тәріздес (серповидный) элемент қолданылады. Сыртқы тістегеріштер мен корпустың арасын тығыздау үшін пружиналы тығыздау элементтері орнатылады.

Сұйықтықтарды ағызу кезінде тістегеріштердің айналу бағыттарын ауыстырған жағдайда орақ тәріздес элементті 2-суретте көрсетілгендей диаметралды қарама-қарсы қалыпқа ауыстырған жөн.

Бұл типті сорғылардың габаритті өлшемдері шағын болып келеді және сыртқы іліністі тістегерішті сорғыларға қарағанда төзімдірек, алайда дайындау қиындықтарына байланысты олар сирек кездеседі, негізінен реверсивті қозғалтқыштарды майлау жүйелерінде қолданылады.

Тістегерішті сорғылардың негізгі түрі сыртқы іліністі тік тісті тегеріштер жұбынан тұратын және тістерінің саны бірдей эвольвентті профилді сорғы болып табылады. Сорғының бұл түрі құрылысының қарапайымдылығымен және пайдалану сенімділігімен ерекшеленеді.

3-сурет - Үш тістегерішті сорғының схемасы: 1, 3 – сору қуыстары,

2,4 – айдау қуыстары

Берілісті ұлғайту үшін орталық жетекші тістегеріштің айналасында орналасқан үш және одан да көп тістегеріштері бар сорғылар пайдаланылады. 3-суретте үш тістегерішті сорғының схемасы берілген. Ортаңғы тістегеріш жетекші болып табылады; ол көрсетілген стрелканың бағытымен айналғанда сұйықтық каналдардың ықпалына түсіп 2 және 4 каналдары арқылы айдалады. Мұндай сорғылардың теориялық берілісі дәл осындай өлшемді екі тістегеріштен тұратын сорғының теориялық берілісінен екі есеге артық. Осындай типтегі сорғының нақты берілісі ағып кетудің артуынан сорғының екі еселенген берілісінен едәуір төмен болады.

4-сурет - Үш сатылы тістегерішті сорғының схемасы: 1,2,3 – сорғы сатылары, 4 - қайта іске қосу клапаны

Сұйықтықтың қысымын жоғарылату үшін тістегерішті сорғылар көпсатылы болып дайындалады.

4-суретте үшсатылы тістегерішті сорғының схемасы көрсетілген. Сорғының әр өткен сатысының берілісі келесі сатының шығынынан жоғарырақ болып келеді. Артық сұйықтықты шығару үшін әрбір сатыда тиісті қысым беріп тұратын қайта іске қосу клапаны болады.

Екі- және үшсатылы сорғыларды қолдану арқылы тиісінше қысымды екі- және үш еселеуге болады; алайда мұндай жағдайда агрегаттың жалпы ПӘК-і төмендейді, себебі, бастапқы сатылар келесі сатылардың сенімді қуаттануын қамтамасыз етуге қажетті берілісті арттыруға есептелуі тиіс.

Бір агрегатта бірнеше тістегеріш топтарын тізбектеп-параллель біріктіру арқылы жоғары қысымды ірі шығын сатылы сорғыны, яғни жоғары қысымды көп ұңғылы сорғыны алуға болады.

5-суретте екі сатылы алты ұңғылы тістегерішті сорғының схемасы көрсетілген.

5-сурет - Сұйықтық параллель-тізбектеліп ағатын тістегерішті сорғының схемасы

Қиғаш тісті (6-сурет) және шевронды (7 және 8 суретер) тістегерішті сорғыларда тістердің ілініске кіруі және іліністен шығуы тік тісті тегерішті сорғылардағыдай барлық ені бойынша бірден емес, біртіндеп жүргізіледі. Соған байланысты олардың дайындау қателіктері мен монтажға сезімталдығы төмен, төзімдірек болып келеді, сонымен бірге бірқалыпты, шусыз жұмыс істейді.

Қиғаш тісті тістегеріштердің елеулі бір кемшілігі жұмыс барысында тістегерішті корпустың бүйіріне қысып тастайтын осьтік күштің пайда болуынан көрінеді, бұл үдемелі түрде тозуына әкеледі. Бұл кемшіліктер шевронды тістегерішті сорғыларда кездеспейді.

6-сурет - Қиғаш тістегерішті сорғы

Әдетте шевронды тістегеріштер екі қиғаш тісті тістегеріштерден тұрады, оның біреуі сол жаққа қиылған, біреуі – оң жаққа (7-сурет).

7-сурет - Шевронды тістегерішті сорғының роторы

Жетекші білікте отырған қиғаш тісті тістегеріш 1, оң жаққа қарай қиылған, ал сол білікке орнатылатын қиғаш тісті тістегеріш 2, сол жаққа қарай қиылған. Екі тістегеріш бір шевронды тістегерішті құрайды; олар білікте ортақ шпонкада орналасады. Жетектегі роторда орналасқан қиғаш тісті тістегеріштер кері ретпен орналасқан, яғни 3 тістегеріш сол жаққа қиылған, ал 4 тістегеріш – оң жаққа. Тістегеріш 3 біліктегі шпонкада орналасқан, ал 4 тістегеріш білікке еркін орналастырылған, бұл оған жетекші ротор тістегерішінің тістеріне қатысты ротор жұмысы кезінде өздігінен орнатылуға мүмкіндік береді.

Шевронды тістегеріштерде тістердің көлбеу бұрышы әдетте 20…25⁰ құрайды.

Шевронды тістегерішті сорғылар тік тісті тегерішті сорғыларға қарағанда жылдамырақ (айналым саны) және қызмет ету мерзімі ұзағырақ. Сонымен қатар, бұл сорғыларда сұйықтықтардың тістердің ойыстарында бітеліп қалуы болмайды. Кейбір сорғыларда шевронды тістегеріштердің тістері тек нығыздау мен сұйықтықты ығыстыру (айдау) үшін қажет, айналу моментінің берілісі тік тісті тегеріштердің сыртқы жұбы арқылы жүзеге асады (8-сурет).

8-сурет - Тік тісті тегеріштердің сыртқы жұбы және шевронды тістегерішті сорғы

Шевронды тістегеріштердің кемшілігі оларды салыстырмалы түрде үлкен қысымда және үлкен шығында қолданылатынын ескере отырып айдау және сору камераларын нығыздау қиындығы болып табылады.

Шевронды тістегерішті сорғылар тұтқырлығы жоғары сұйықтықтарды (300⁰ВУ дейін) сору кезінде өздерінің тиімділігін көрсетті. Оларды, сонымен қатар, құрамында газы бар және қаныққан булардың айтарлықтай серпімділігіне ие сұйықтықтарды сору үшін қолданған жөн. Бұл айдау қуысына қысылған көлемнің болмауы арқасында қысылған газ бен булардың аз мөлшерінің өтуімен түсіндіріледі.

Тістегерішті сорғылар ішкі және шығарылған подшипниктермен дайындалады. Ішкі подшипникті сорғылар подшипниктердің қалыпты жұмысын қамтамасыз ететін сұйықтықтарды соруда, ал шығарылған подшипникті сорғылар агрессивті, майлау қасиеті жоқ сұйықтықтарды сорғанда қолданылады.

Заманауи тістегерішті сорғылар 100 кГ/см² дейінгі және одан да жоғары қысымды көтере алады. Авиациялық гидрожүйелерде айдау қысымы 15…20 МПа тістегерішті сорғылар қолданылады.

теориялық есептеулерді орындау тәртібі

Сорғының өнімділігін анықтау

Тістегерішті сорғының жұмыс көлемі мына формула бойынша анықталады:

,м³ (1)

мұнда — ілініс модулі, м;

—тістердің саны;

— тістегеріштің ені, м.

z<17 болғанда тістер саны бірдей тісті ілініс модулі төмендегідей анықталады:

, м. (2)

Тістегерішті сорғының орташа теориялық (идеальды) берілісі мына формула бойынша анықталады:

, л/мин, (3)

мұнда — сорғы білігінің (винттерінің) айналу жиілігі, айн/мин;

Орташа нақты беріліс теориялық берілістен негізінен көлемдік шығындар есебінен төмен болады. Өлшеулер нәтижесі бойынша нақты беріліс келесі формула бойынша анықталады:

; , л/мин, (4)

мұнда — өлшеу багына сорғымен берілетін майдың көлемі, м­³;

— өлшеу багына литр майды беруге жұмсалатын уақыт, с;

— көлемдік шығын, м³/с.

Көлемдік шығындар сорғы ішінде айдау қуысынан уақыт бірлігінде кері сору қуысына айдалатын сұйықтық көлемінің үлесі болып табылады. Сұйықтықтың ағып шығуы тістегеріштер мен корпустардың бүйір беті арасындағы саңылаулар арқылы корпустың жонып өңделген цилиндрлік беті мен тістегеріш ұштарының сыртқы беттері арасындағы саңылаулар арқылы, сонымен қатар, тістер арасындағы байланыс қуыстары арқылы жүреді. Үлкен саңылаулар болған жағдайда сорғы құрғақ сору қабілетін жоғалтады.