Лабораторная работа 3. Испытания нерегулируемого объёмного насоса.
1. Что называют объёмным насосом, какие бывают объёмные насосы?
Объёмным насосом называется насос, в котором жидкость перемещается путём периодического изменения объёма занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и с выходом насоса.
Объёмные насосы бывают возвратно-поступательными и роторными.
2. Изложите основные сведения о роторных аксиально-поршневых насосах.
Роторные аксиально-поршневые насосы – насосы, у которых оси поршней или плунжеров параллельны оси вращения ротора (блока) цилиндров или составляют с ней угол < 45º. Такие насосы – наиболее распространённые в гидроприводах. Они способны обеспечить высокую подачу при большом давлении и высокий КПД, высокую частоту вращения рабочего органа и точность регулирования подачи при малых габаритах, весе и малой инерционности. Насосы развивают давление до 32 МПа, реже до 55 МПа. При оптимальном режиме объёмный КПД составляет 0,97…0,98, а КПД насоса – до 0,95. Эти насосы могут иметь до 7…9 цилиндров диаметром 10…50 мм при угле наклона блока цилиндров или диска 20…30".
3. Какие насосы называются роторными радиально-поршневыми? Изложите о них основные сведения.
Роторные радиально-поршневые насосы – насосы, у которых оси поршней или плунжеров перпендикулярны оси вращения ротора или составляют с ней углы > 45º.
Насосы имеют звездообразное расположение цилиндров. В одном ряду может располагаться от 5 до 13 цилиндров, а количество рядов может достигать 6. Такие насосы могут обеспечить давление до 100 МПа. Они имеют большой срок службы, но более громоздки, чем остальные насосы и имеют более высокие моменты инерции, менее приёмисты и более тихоходные.
Принципиальная схема радиально-поршневого насоса однократного действия приведена на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Схема радиально-поршневого насоса.
Он состоит из статора 6, ротора 2, плунжеров 4, распределителя 3. При вращении ротора плунжеры сферическими головками соприкасаются с внутренней поверхностью статора и совершают возвратно-поступательное движение относительно цилиндров. Последние своими каналами соединяются со всасывающим каналом 5, когда плунжеры отходят от распределителя 3, и с напорным каналом 1, когда плунжеры вытесняют жидкость из цилиндров.
Наличие эксцентриситета е определяет величину хода плунжера, а следовательно, и подачу насоса. У нерегулируемых насосов е = const.
4. Приведите основные сведения о пластинчатых и шестерённых насосах.
Пластинчатые насосы. Эти насосы просты по конструкции и имеют малые габариты и вес, развивают давление до 17 МПа.
Схема пластинчатого насоса однократного действия показана на рис. 3.2. Насос состоит из ротора 2, ось вращения которого смещена относительно оси статора 3 на величину эксцентриситета е. В пазах ротора установлены (радиально или под углом к радиусу) от 6 до 12 пластин 1, которые прижаты к внутренней поверхности статора давлением, пружинами или центробежными силами.
Рис. 3.2. Схема пластинчатого насоса однократного действия.
При вращении ротора пластины совершают, кроме вращательного, и возвратно-поступательное движение в пазах ротора, образуя замкнутые объёмы – камеры, которые непрерывно меняют свою величину. При увеличении объёма происходит всасывание, при уменьшении – нагнетание. В насосах за один оборот ротора два раза происходит всасывание, нагнетание жидкости. Насосы двукратного действия – нерегулируемые.
Шестерённые насосы. Они бывают низкого и высокого давления.
Насосы низкого давления применяются в системах смазки или системах подпитки гидроприводов, насосы высокого давления – в гидроприводах.
Шестерённые насосы состоят из 2‑х одинаковых цилиндрических шестерён, совершающих вращательное движение (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Схема шестерённого насоса.
При вращении шестерён в противоположные стороны зубья выходят из зацепления и объём впадин шестерён заполняется жидкостью и переносится на сторону нагнетания, где и вытесняется при входе зубьев в зацепление. Шестерённые насосы малого давления (0,4…0,6 МПа) применяются в системах смазки различных машин, а с давлением 7…16 МПа – в гидроприводах. Широкое распространение получили насосы типа НШ. Они развивают номинальное давление 10…16 МПа и максимальное – до 25 МПа, объемный КПД их – 0,92, а КПД насоса – до 0,85.
5. Назовите, поясните основные технические показатели объёмных насосов.
Основные технические показатели объёмного насоса: подача, рабочий объём, давление, мощность и КПД. Все они, кроме рабочего объёма, были рассмотрены ранее (см. работу 1).
Рабочий объём насоса qн – разность наибольшего и наименьшего замкнутых объёмов за оборот или 2‑ной ход рабочего органа насоса. Он связан с идеальной подачей зависимостью:
Где Qт и nн – идеальная подача и частота вращения.
6. Что называют характеристикой объёмного насоса? Изобразите характеристику этого насоса.
Характеристика объёмного насоса – графические зависимости подачи Q, мощности N и КПД от давления р при постоянной частоте вращения и плотности жидкости на входе в насос, т.е. Q = f(р), N = f(p), = f(p). Объёмные насосы различных типов имеют аналогичные характеристики (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Характеристика нерегулируемого объемного насоса.
7. Что называют напорной характеристикой объёмного нерегулируемого насоса? Каково её графическое изображение?
Напорная характеристика нерегулируемого насоса: Q = f(p). Идеальная подача Qт не зависит от давления, поскольку Qт = qнnн. Очевидно, Qт = f(р) при nн = const изобразится прямой, параллельной оси р (см. прямую 1 на рис. 3.4).
Напорная характеристика для реальной подачи Q = f(P) при nн = const (прямая 2 на рис. 3.4) несколько отклонится вниз от прямой 1. Отклонение связано с наличием утечек жидкости Q в насосе через зазоры из области нагнетания в область всасывания.
8. Изобразите напорную характеристику нерегулируемого насоса с переливным клапаном.
n = const, q = const
9. Что такое КПД насоса и как его определить при испытаниях?
КПД насоса н - отношение полезной мощности и мощности насоса.
н = м 0
При испытании находим:
- объемный КПД 0
- механический (гидромеханический) КПД м
