Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Петрина, Н. П. Объемные гидромашины (насосы и двигатели)

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

21.10.2023

Размер:

8.93 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2518 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

повлиять на работу насоса, так как кроив уменьшения по дачи увеличится эмульсирование жидкости, усилится пульса ция давления, что может вызвать вибрацию насоса и прежде временный его износ, и, наконец, может возникнуть явление кавитации.

Присутствие в жидкости воздуха ускоряет газовую кави тацию. Поэтому всасываюицгй трубопровод и всасывающая по лость насоса должны быть герметичные, чтобы не допустить подсоса воздуха. Если насос обслуживает замкнутую систему, где жидкость циркулирует непрерывно, то она будет нагревать ся и испаряться. Для устранения этого явления должна быть предусмотрена система охлаждения.

Ненаполненные впадины шестерен из всасывающей полости

переносятся	в напорную, где давление р н > Р в . Поэтому
жидкость из	напорной линии насоса будет двигаться в эти

впадины, что будет сопровождаться ударами, вследствие чего может возникать местное увеличение давления, значительно превышающее рабочее р н .

На наполнение	впадин жидкостью больше всего влияют
скорости вращения шестерен и угол наполнения		3 .	Связь
между этими двумя	величинами можно получить	таким	образом.
Обозначим:

Твремя нахождения впадины в полости всасыва

ния;

S дуга, которую описывает радиус тг за вре мя Т; переносная скорость частиц жидкости во впа дине;)

высота зуба, или глубина впадины; времянеобходимое для того, чтобы впадина заполнилась при относительном движении жидкости; относительная скорость жидкости во впадине;

превышение давления всасывания (в приемном патрубке насоса) над давлением парообразова-

170

Жидкость движется в глубь впадин, к окружности радиуса г4 за счет разности давлений Др . Для полного наполнения впадин необходимо, чтобы:

	^	.	или	уS->-^ h	,
где	T > i		или
			60
Следовательно,
			U h
		3	> ^ Г

или, после преобразований, искомый угол наполнения должен быть

		о			n - h

		'	•	'	V	W	'	( 3 - 2 1 )
где А\|Г=-^^===•«5 0,5			- коэффициент скорости, который нами
принят на основании			таких		соображений. Наполнение			впадины
заканчивается, когда			она приближается к точке А или В
(рис.	3 . 1	7 ) . При этом		зуб	с корпусом		насоса образуют		по
лость	Е ,	в которую происходит				истечение жидкости		из	по

лости всасывания. Такое движение жидкости можно принимать как истечение через небольшое отверстие с острой кромкой, для которого а я» 0,65 и £ « 3 . Коэффициент сопротивления 3 принят для наиболее неблагоприятного случая истечения. По лость Е находится в таких условиях потому, что давление в ней переменное, оно, очевидно, увеличивается по мере на полнения впадины.

Чрезмерное	увеличение	угла наполнения ц>3		при	уве
личении числа	оборотов уменьшает		угол уплотнения	( сра —
рис. З.П И	4}'г или	- рис.	3 . 1 7 ) , т. е. длину		дуги

окружности, которой путем уплотнения отделяется всасыва ющая полость от напорной.

171

В заключение отметим, что с целью поддержания нормаль ного к. п. д. необходимо более часто и внимательнее следить


за изменением зазоров у		насосов с	большими		л и	Н , чем
у насосов с малыми п	и	Н. Выше отмечалось,			что для
уменьшения радиальных	сил Р р е з у вясо*онапорных					насосов
желательно увеличение	числа оборот		,	если при этом исчер
паны все конструктивные		возможности,		то можно основному

насосу подкачивать жидкость другим, вспомогательным (бус-

терным) насосом с меньшими параметрами п				и Н или же при
менить в качестве бустерного насоса струйный насос. Этим
способом можно значительно увеличить			Др , что уменьшит
угол наполнения	( 3 . 2 1 ) .
§ 3 . 7 . Высота всасывания и число				оборотов
	шестеренного	насоса
Допустимую высоту всасывания шестеренного насоса
можно определить	по уравнению	(1.33)	, где

A h A D n = K A h K p ;
в критический кавитационный запас A h K p входят	такие вели
чины:
ДИц - напор центробежной силы, который создается вра
щением жидкости во впадинах шестерен; этот напор	препят

ствует заполнению впадин, т. е. по существу он является гидравлическим сопротивлением;

Дпг - потери на трение жидкости о стенки всасывающей полости насоса, изменение направления движения жидкости и удар ее о зубцы шестерен при заполнении впадин;

ДУ1СК- увеличение скоростного напора жидкости, нахо дящейся во всасывающей полости насоса, что необходимо для заполнения вращающихся впадин;такое увеличение ДЬсквозмож но только за счет уменьшения давления во всасывающей полости насоса;

Д Ь И Н - инерционный напор, который появляется у прямозу-

172

Рис. 3 . 18 . Действие центробежной силы в между-

зубцовой впадине

бых шестерен в связи с неустановившимся характером движения жидкости. У прямозубых шестерен он обратно пропорционален числу зубцов. У косозубых шестерен его практически нет.

У правильно сконструированных насосов величиной, оп ределяющей высоту всасывания, является напор центробежной

силы впадин ДУц , остальные факторы ( ДУ1Г , ДУ1СК , АЬин)

имеют второстепенное значе ние, что для простоты расче тов, можно учесть коэффициен том кавитационного запаса к.

Для определения величины Afl^ используем известное из гидростатики уравнение равно весия:

d p = 9 (X dx +Ydy+Zd2L),( з. 2 г)

полагая, что жидкость во впа динах находится в относитель ном равновесии.

Допустим, что частица жид кости находится на произволь ном радиусе г (рис. 3.18)

и ее движение возможно только в направлении радиуса v ,

тогда уравнение (3.22)

можно преобразовать с учетом следующих соотношений: X=rcA/cos3 - ускорение центробежной силы инерции

переносного движения;

Y = - g + r c o * S l n ^-ускорение силы тяжести и центробежной силы инерции переносного движения:

2 = 0 - уснорение, ЕДОЛЬ оси, нормальной к пло скости рисунка.

173

Для	рассматриваемого			случая движения допустим, что
g = 0, тогда пользуясь			рисунком ( 3 . 1 8 ) ,		получим:
или	dp=oco2-(xdx + ydy) ,
	dp=oco2-(xdx + ydy) ,
или		а	г	г.
	р = 9 и ) й ( А ^ - \| - ) + с = 9 ^ г Ч с .
Постоянную интегрирования находим при						Г £ чему соот
ветствует	р„.тогда:		г
	7		г
	Р = Р г + < ? у			( i f - r 2 ) ,		(3.23)
откуда
или
Учтя уравнение		( 3 . 4 ) ,		получим
	J g C n f			6 0 Q T . C P =	6	n Q T , c p
Можно допустить, что				ДУ1ц«ДИк р 7	тогда
где для нормально		работающего насоса к** 1,241,4.
Следовательно,
		А Ь д о п - З ^ Ч О Г 6 ^ -				(3.25)

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания шестеренного насоса будет:

НК - ^ + ^ - 3 , 3 7 Ч 0 Л ^ З + 7 м В о д . а , ( 3 . 2 6 )

адопустимое число оборотов для бескавитационной работы будет

174

						Ра-Рп		"А.	OU/МЙН.		(3.27)

	Из уравнения				(3.27) следует, что				при заданных	Q	р а и р „
число		оборотов п			можно менять только				за счет НвакПо
этому при				одних и тех же условиях всасывания насосы
с малой подачей могут иметь число оборотов большее, чем
насосы		с большей			подачей.
	Насыщение жидкости воздухом и проникновение его через
неплотности всасывающего трубопровода уменьшает Н*ак											и по
дачу насоса, что можно показать при помощи его характери
стик		всасывания			I	и 2 и характеристики всасывающего					тру
бопровода 3				(рис.	3 . 1 9 ) .
Для исправного насоса, пе-								н*^\|
рекачивающего жидкость, не
насыщенную воздухом,							пода
ча и допустимый вакуум со
ответствуют				точке A i j			па
раметры насоса для						неплот
ного	всасывающего				трубо-
гровода			или жидкости,				на
сыщенной			воздухом,			отвеча
ют точке Д г				. В уравнении
(3.26)		коэффициент				к	для	Рис. 3 . 19 . Характеристики
характеристики 2					больше,			всасывания шестеренного
чем для характеристики I .									насоса

					§ 3 . 8 . Шестеренные двигатели
	Подавая жидкость с давлением р д								в напорную полость
насоса (рис. 3 . 7 ) ,						получим активные вращающие моменты МА
и	М 2	, суммарная величина						которых может быть определена
по уравнению ( З Л О ) . При этом вместо насоса получим											двига
тель,		шестерни которого будут вращаться в сторону,								противо-
											175

положную стороне вращения насоса; такие двигатели широко применяются в гидроприводах вследствие простоты изготовле ния и эксплуатации.

Шестеренные двигатели удовлетворительно работают в диапазоне чисел оборотов от ТОО до 10000 об/мин. При оборотах меньше 50 об/мин наблюдаетнеравномерное враще ние выходного вала, что вызывается пульсацией вращающего крутящего момента, подобной пульсации подачи (см. рис.3.10).

Механическое трение в шестеренных двигателях больше,

чем в роторно-поршневых. Так,			например, не нагруженный
роторно-поршневой аксиальный насос пускается при давлении
0,54-1,5	кгфм 2 , а шестеренный - при 10-15 кгс/смг.
Для уменьшения механического трения между поверхностью
расточки корпуса и шестернями применяют разгрузочные				кана
лы К и Т	(рис. 3 . I I )	и увеличивают радиальный зазор		s .
Кроме того, для уменьшения механического трения применяют
подшипники качения вместо подшипников скольжения.
Для увеличения вращающего			(крутящего) момента применяют
многошестеренные двигатели, шестерни которых в количестве
2-10 штук располагаются		по окружности зубчатого колеса,
насаженного	на выходной	вал.
	§ 3 . 9 . Устройство шестеренных
		насосов

Конструкции шестеренных насосов очень разнообразны.

Это объясняется тем, что они широко применяются в различных отраслях техники, о чем было сказано в § 3 . 1 . На кораблях часто используются шестеренные насосы,называемые роторнозубчатыми, двух модификаций:

а) РЗ-3, РЗ-За	и т. д. с параметрами		Q. = 1,1-5 Мэ/ч ;
Н = 304-150 м вод. ст.;		n = 1500 об/мин; Н^°"=		3f5 м вод.ст.
б) РЗ-30 с параметрами:Q =15т20 м3/ч			;	н	=
=25460 м вод.ст.; п	=970-1000 об/мин;Hg$=6		м вод.		ст.
Эти насосы могут перекачивать жидкость с очень большим
изменением вязкости	в	пределах 3-300°Е.

х76

I . Насосы типа РЗ-3. Устройство этих насосов показано на рис. 3 . 20 . В средней части корпуса Т имеется полость

Рис. 3 . 20 . Общий вид насоса РЗ-3

(расточка), в которой при работе насоса вращаются роторышестерни. Корпус I снабжен всасывающим и нагнетательным патрубками 2, к которым на шпильках крепятся контр-фланцы 3, имеющие отверстия с резьбой для присоединения всасывающего

инагнетального трубопроводов.

Сдвух сторон средней части корпуса расположены крыш ка 4 и стойка 5. В гнездах их запрессованы бронзовые втул ки б, являющиеся опорными скользящими подшипниками роторов.

Крышка 4 имеет прилив, образующий полость 7 для предо хранительно-перепускного клапана Т8. Зта полость двумя ка-

17?

налами соединена со всасывающей и нагнетательной камерами корпуса. Одно из имеющихся в приливе нарезных отверстий 8 соединено со всасывающей, а другое - с нагнетательной ка мерой корпуса и клапаном. В это отверстие устанавливаются манометр и вакуумметр.

Стойка 5 служит одновременно крышкой корпуса и станиной -асоса. На общих шпильках к стойке крепятся одновременно корпус и крышка. Между торцами корпуса, торцами стойки и торцами крышки ставятся бумажные прокладки 9 для придания этим соединениям большей плотности. Фиксация корпуса и крышки по отношению к стойке в определенном (установленном при сборке) положении осуществляется двумя установочными штифтами 10. В месте выхода вала ведущего ротора, в стойке, имеется гнездо для уплотнения сальника.

Уплотнение сальника состоит из трех резиновых манжет I I и стального кольца 12, являющегося проставкой между манже тами, и поджимается фланцем 13 при помощи гаек, навинченных на шпильки.

Под сальником, в стойке, расположен сборник 14 для жидкости, просачивающейся через уплотнение сальника. В ниж ней части сборника имеется отверстие 15 для спуска нако пившейся жидкости.

Насос имеет два ротора-шестерни, ведущий 16 и ведомый 17, заключенных в корпус и установленных на скользящей опоре. Шестерни имеют спиральные зубья,что исключает воз можность заклинивания (запирания) перекачиваемой жидкости в межзубьевом пространстве.

Шестерни выполнены заодно с валами. Вал ведущего ротора одним своим концом при помощи муфты соединен с валом элект родвигателя и получает от него вращение.

Предохранительно-перепускной клапан Т8 перепускает жидкость из напорной полости во всасывающую при давлении в напорной линии трубопровода выше нормального. Клапан обеспечивает работу насоса на себя при полностью закрытом напорном вентиле.

178

Полость корпуса клапана имеет расточенное отверстие, соединяющее всасывающую и нагнетательную камеры.

Клапан имеет уплотняющую фаску, которой он садится в седло корпуса и движется в двух направляющих. Одной направ ляющей клапан входит в отверстие для перепуска, а другой - в спиральную пружину 19, прижимающую клапан к седлу.

Полость корпуса клапана закрыта крышкой 20, через кото рую пропущен нажимный винт 2 1 , предназначенный для регули рования нажатия пружины.

На конце нажимного винта посажена нажимная шайба 2 2 , упирающаяся в пружину. Колпачок 23, навернутый на конец нажимного винта, предохраняет полость клапана от засасыва ния воздуха и от протекания жидкости через зазоры (выхода нажимного винта из крышки и стопорной гайки).

Рис. 3 . 2 1 . Рабочая характеристика насоса типа РЗ-3

179

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2518 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ