2 Насосы

Подача масла, т.е. количество нагнетаемого им масла в единицу времени,

где Q_т – идеальная подача насоса (расчетная, теоретическая); – коэффициент подачи насоса, учитывающий утечки жидкости и подсосы воздуха. Нередко смешивают понятия "коэффициент подачи" и "объёмный КПД", хотя последнее – это отношение полезной мощности насоса к сумме полезной мощности и мощности, потерянной с утечками. По величине эти коэффициенты практически равны и далее они будут обозначаться одинаково.

Подача насоса с ростом давления убывает.

Q_т = W  n = w  z  n,

где W – рабочий объём насоса – сумма изменений объёмов его рабочих камер за один оборот вала; рабочая камера насоса – изолированное пространство, образованное деталями насоса, с периодически увеличивающимся и уменьшающимся при работе насоса объёмом и сообщающееся со всасывающим и нагнетательным каналами; w – объём одной рабочей камеры; z – число камер; n – частота вращения вала насоса.

Если Q_т в л/мин; W и w в мм3; n в мин^–1 или об/мин; то

Q_т = w  z  n  10^-6.

Мощность, отдаваемая насосом (эффективная мощность) в кВт:

где p – давление в МПа, развиваемое насосом; Q – его подача в л/мин; N_т – потребляемая мощность, кВт;

– полный (эффективный) КПД насоса; – объёмный КПД насоса;

– механический КПД насоса;

– гидравлический КПД насоса; для современных насосов принимают .

Условные обозначения насосов, используемые в схемах, приведены на рис. 1.5.

2.1 Шестерённые насосы

Простейший насос (рис.1.1,а) состоит из двух сцепляющихся цилиндрических колес, вращающихся в корпусе при малых зазорах между шестернями и стенками. При выходе зубьев из зацепления образуется разряжение, вызывающее засасывание масла из бака; при вступлении зубьев в зацепление масло вытесняется из впадин и происходит нагнетание.

Недостатки насосов: а) значительная пульсация масла (до 15%). б) большие радиальные нагрузки на шестерни; в) "запирание" масла во впадинах между зацепляющимися зубьями, в результате чего в этих впадинах возникает при вращении шестерён высокое давление (компрессия) жидкости, которое вызывает дополнительную нагрузку подшипников, приводит к нагреванию жидкости и к повышению шума. Для улучшения равномерности работы применяют колеса косозубые или шевронные.

Большие радиальные нагрузки устраняются в насосах уравновешенной конструкции (рис.1.1,б). Запертый объём разгружается с помощью канавок небольшой глубины, выполненных на крышках насоса (рис.1.1.в).

Идеальная подача насоса в л/мин Q_т= wzn10^–6.

Поскольку w = FB, (рис.1.1,г), z = 2Z_ш, то

где h, t, m, В – соответственно, высота зуба, шаг по начальной окружности, модуль и ширина шестерён в мм;

Z_ш - число зубьев каждой из двух шестерён.

В насосах для высоких давлений применяют устройства для автоматического уплотнения шестерён по торцам; насосы выпускаются многоступенчатыми. Для увеличения подачи применяют многошестерённые насосы (число шестерен – до 7).