книги из ГПНТБ / Кожевников С.Н. Гидравлический и пневматический приводы металлургических машин

вода жидкости с каждой стороны насоса имеются патрубки, со­ единяющиеся в общий коллектор.

Для нормального наполнения жидкостью камер цилиндров необходимо обеспечить напор жидкости на всасывании.

Насос рассчитан для подачи жидкости до 35 л/мин при давле­ нии до 300 кгс/см2 и числе оборотов вала 1500 в минуту. Расходу­ емая мощность при указанных условиях составляет 23,5 кВт.

Институтом ЭНИКМАШ созданы быстроходные насосы для воды, водной эмульсии и минерального масла. Насос (рис. 8) име­

началу нагнетания, можно выразить равенством sK = e(l—cos ф).

Поршень начнет перемещаться с некоторым фазовым запазды­ ванием, определяемым высотой h щели.

Минутная теоретическая производительность рассматривае­ мого насоса

где k и d — соответственно число цилиндров и диаметр поршня. Величины d, в и h подставляются в формулу в мм.

После перекрытия клапаном рабочей камеры давление на пор­ шень Р3 определяется внешними сопротивлениями в гидросис­ теме. Если давление жидкости р, то

Рг = р- 4

Со стороны кольца эксцентрика на тарелку клапана будет действовать сила Pi3 = —Р3\ (рис. 9). Для учета трения качения точку В (рис. 9, б) приложения этой силы необходимо сместить относительно точки D касания кольца к плоскости на величину б (коэффициента трения качения) дальше от оси передачи для угла

20

Заменяя ВС в уравнении (8) и произведя соответствующие преобразования, получаем

поэтому необходимо для этого случая изменить в уравнении (8) знак при б на противоположный. _

На поршень действуют силы: Р3 — давления жидкости, Р 1 3 — со стороны кольца и полная реакция Р 4 3 , отклоненная на угол р от нормали к оси цилиндра вследствие наличия трения. Из тре­ угольника сил (рис. 9, а)

Момент, который необходимо приложить к эксцентрику для приведения одного поршня насоса в движение,

21

Заменяя в выражении (9) /г31 и Я,3 их значениями, найдем мо­ мент, приложенный к эксцентрику:

Аналогичный вид имеют выражения для определения момен­ тов на каждом эксцентрике иасоса. Результирующий момент на эксцентриковом валу насоса получают суммированием этих мо­ ментов.

Л О П А С Т Н Ы Е Н А С О С Ы

Для нагнетания жидкости в исполнительные механизмы при­ меняют также лопастные насосы постоянной или переменной про­ изводительности. Подвод и отвод жидкости в них может произво­

распределительной оси, на которой вращается ротор с лопастями.

На рис. 10 слева от оси у— у показана схе­ ма многолопастного насоса, в котором раз­ деление камер нагнета­ ния и всасывания про­ изводится при помощи уплотняющих выступов а и Ь. Большая величи­ на перекрытия камер уплотняющими высту­ пами недопустима, по­ тому что в результате возникающей при из­

менении объема между лопастями компрессии жидкости пере­

ми лопастей, изменяется, что, естественно, приводит к изменению угла перекрытия. Вследствие этого периферийный подвод жид­ кости н уплотняющие выступы используются преимущественно в лопастных насосах постоянной производительности, имеющих неизменный эксцентриситет.

22

Перемещение лопастей в прорезях ротора осуществляется принудительно с помощью различных устройств или же за счет давления жидкости, подводимой в прорезь ротора к основанию лопасти, и центробежной силы. В случае принудительного пере­ мещения лопастей последние иа боковых поверхностях имеют

На рис. 10 справа от оси у—у штриховой линией показано устройство для перемещения лопастей вдоль прорезей ротора, со­ стоящее из двух колец /, расположенных с торцов ротора, на кото­ рые опираются все лопасти. Наличие поворачивающихся сухари­ ков 2 на концах лопастей и компенсирующих пружин позволяет при свободных кольцах 1 создавать распорную силу, под дейст­ вием которой все лопасти прижимаются к направляющему бара­ бану. Подвод и вытеснение жидкости производится через кана­ лы в оси ротора.

Простота и надежность конструкции насосов этого типа поз­ воляют выполнять их для давлений до 60—70 кгс/см2 и произво­ дительностью до 100 л/мин.

Пренебрегая изменением высоты рабочей части лопасти при прохождении ею уплотняющего выступа, можно допустить, что результирующее количество жидкости, перенесенное одной парой

где b — длина лопасти; k— число лопастей.

Производительность Q насоса, определенная без учета количе­ ства жидкости, перенесенного сухариками или роликами по ка­ навкам направляющего блока, очевидно, в kn раз больше q\, оп­ ределенного по формуле (11). Приближенное выражение для тео­

Н А С О С Ы С В Р А Щ А Ю Щ И М И С Я Ц И Л И Н Д Р А М И

В насосах с вращающимися цилиндрами в качестве приводных механизмов поршней могут быть использованы плоские или про­ странственные механизмы. В насосах, в основу которых положе-

23

ны плоские механизмы, расположение цилиндров ооычмо звез­ дообразное, в один или несколько рядов. В зависимости от конст­ рукции механизма принудительное перемещение поршней может быть односторонним или двусторонним. Для перемещения порш­ ней применяются пальцы или ролики, скользящие в эксцентрич­ ном по отношению к оси ротора пазу, или же ползуны, скользя­ щие в смещенных относительно оси вращения пазах направляю­ щего блока [2, 15].

Получили распространение ротационные насосы различной производительности и давления с односторонним приводом порш­

Поршни 1 (числом k) перемещаются вдоль осей, перпендикуляр­ ных к оси цилиндрового блока 2, приводимого в движение от электромотора. Действием центробежной силы поршни прижи­ маются к конической поверхности направляющего блока 3, ко­ торый можно смещать перпендикулярно к оси цилиндрового блока, создавая больший или меньший эксцентриситет е. Ход поршня за один оборот блока Н = 2е, а производительность на­ соса

^Jid2 2ekn

4 10s

Средняя теоретическая мощность насоса может быть выраже­ на через производительность QT и давление р в линии нагнетания:

Среднее значение момента на валу насоса М-- : 71 620 — 159 pQ кгссм.

Ввиду большого числа цилиндров неравномерность подачи жидкости и изменение момента на валу насоса очень малы.

24

На рис. 12 показан насос высокого давления со звездообраз­ ным расположением цилиндров в три ряда, изготовляемый Харь­ ковским заводом Гидропривод. Число цилиндров в ряду 13, общее число цилиндров 39.

Промежуточное кольцо связано с одной стороны при помо­ щи двух роликов с диском /, посаженным на шлицы приводного вала 3, а с другой стороны при помощи двух роликов 4 — с ци­ линдровым блоком 8, вращающимся на распределительной оси 9. Цилиндровый блок имеет линейное расположение цилиндров в рядах. Поршни 7 при вращении цилиндрового блока под дейст­ вием центробежной силы прижимаются сферическими торцами к поверхностям усеченных конусов 6, укрепленных в направляю­ щем блоке 2.

Направляющий блок, перемещаясь с подвижным корпусом 5 насоса, может расположиться эксцентрично по отношению к ци­ линдровому блоку. Поэтому поршни в процессе вращения ротора движутся еще и вдоль цилиндра, всасывая жидкость из резерву­ ара через полость а неподвижной оси 9 при удалении от оси вра­

А К С И А Л Ь Н О - П О Р Ш Н Е В Ы Е Н А С О С Ы

На практике также получили распространение насосы с акси­ альным расположением цилиндров в неподвижном или подвиж­ ном блоке с постоянной или переменной производительностью. Для привода поршней используются различного типа пространст­ венные механизмы. К насосам этого типа относятся и простейшие насосы, у которых для привода поршней используется так назы­ ваемый механизм с косой шайбой. В насосе переменной произво­ дительности регулирование последней осуществляется изменени­ ем угла наклона шайбы, сообщающей поршням перемещение вдоль оси цилиндров.

Из разработанных во ВНИИМЕТМАШе регулируемых акси­ ально-поршневых насосов рассмотрим конструкцию, приведенную -на рис. 13. Блок цилиндров 8 вращается вместе с приводным ва­ лом 1, а качающаяся шайба 6 связана с ним шарниром Гука 15. Наклон качающейся шайбы изменяется качалкой 4, поворачи­ вающейся в цапфах 5 при помощи системы 3 изменения произ-

26

водительности насоса, вмонтированной в передней крышке 2 корпуса 7. Качающаяся шайба иа качалке посажена на комбини­ рованном радиалы-ю-упорном подшипнике 14.

крышке 9 вмонтировано распределительное кольцо 10, к которо­ му прижимается торцевой поверхностью блок цилиндров при по­

Центрирование цилиндрического блока возможно благодаря его посадке на сферическую пяту, роль которой выполняет распределительное кольцо. Подвод и отвод жидкости осущест­

Характер работы насосов с приводом поршней косой шайбой

В таком случае вал косой шайбы будет представляться нам не­ подвижным, а цилиндровый блок с цилиндрами /—8 — враща­ ющимся. Перемещение, скорость и ускорение поршня относитель­ но блока в таком механизме, очевидно, будут равны абсолютным

28

перемещениям, скорости и ускорению поршня в насосе с меха­ низмом косой шайбы при неподвижном цилиндровом блоке.

Предположим, что угол поворота косой шайбы против часовой стрелки от положения, показанного на рис. 15, равен ср. Тогда первый цилиндр следует считать повернувшимся от этого поло­ жения также на угол ср, но по часовой стрелке. В таком случае перемещение поршня (точка А)

Дифференцируя это равенство, получаем выражения для ско­ рости и ускорения поршня:

u= /-0cotg asincp;

а= r0co2 tg a cos ср.

Полный ход Н каждого из поршней может быть найден с по­ мощью равенства (12), если принять, что ср = л:

#= 2r0 tga,

т.е. количество жидкости, подаваемой каждым из поршней, яв­ ляется функцией угла наклона шайбы.

Производительность насоса

О= 2r0 lg a k——— л/мин,

не нагнетания, т. е. для цилиндров, расположенных в пределах угла я.

Необходимые данные по типам, характеристикам и расчетам аксиально-поршневого регулируемого привода можно найти в ра­ боте [33].

29