§ 6 Контакт поршней со статорным кольцом.

В конструкциях насосов используются как схемы, в которых поршни опираются о статор (статорное кольцо) своими сферическими головками, так и схемы с опорными башмаками.

В конструкциях поршня со сферической головкой, контакт со статором происходит в точке «», смещенной относительно оси на величину «».

Рис. 3.6 Схема контакта со статором поршня со сферической головкой.

1 – ротор,

2 – статор.

Перемещение точки «» при вращении блока цилиндров (в нейтральных положениях она будет на оси поршня) отразится, как на кинематике, так и на динамике поршневой пары.В частности, в результате перекатывания точки «» по сфере головки поршня исказится синусоидальный закон движения поршня, что вызовет дополнительную неравномерность подачи. В практических расчётах этим пренебрегают.

Нормальная составляющая пересекает ось поршня в точкена его оси (центр сферы). Поэтому, здесь,, где- радиус сферы головки.

Поскольку центр сферывсегда будет находиться на расстоянииот статорного кольца 2, роль последнего в этой схеме будет выполнять окружность, описанная при своём перемещении центром, то есть окружность с радиусом.

Рис. 3.7 Схема контакта со статором поршня с опорным башмаком

1 – цилиндровый блок

2 – статорное кольцо

3 – поршень

4 – опорный башмак.

Для улучшения смазки и снижения трения поршня о стенки цилиндра, поршню со сферической головкой часто сообщают поворотные движения относительно собственной оси. Для этого поверхность статорного кольца выполняется под некоторым углом , равным(иногда сами цилиндры располагаются под таким же углом к плоскости вращения цилиндрового блока). Поскольку, точка контактав этом случае будет смещена относительно его оси, поршень под действием силы трения будет проворачиваться в цилиндре, причём направление его поворота в течение одного оборота цилиндрового блока изменится два раза, то есть поршень будет двигаться в цилиндре по спирали.

Чтобы уменьшить при проворачивании скольжение головки поршня, необходимо увеличить плечо приложения силы, делая головку грибообразной. Диаметр головки (грибка) поршня обычно выбирают: .

Длина поршня: .

,. (3.15)

Сила создаёт контактные напряжения между поршнями и статорным кольцом, а силанагружает поршень в боковом направлении и стремится сместить цилиндровый блок в осевом направлении.

Рис. 3.8 Схема контакта поршня со статорным кольцом, расположенным под углом.

а) поршень со сферической головкой,

б) поршень с грибовидной головкой.

В насосах с расположением цилиндров в несколько рядов, действие силы можно компенсировать благодаря симметричной установке статорных колец. При чётном числе рядов цилиндров может быть достигнута полная разгрузка.

В точке соприкосновения головки поршня со статорным кольцом под действием силы возникает контактное напряжение, величина которого ограничивает максимальное усилие, развиваемое поршнем. В виду этого, диаметрпоршней для насосов с давлением до 10 МПа

выбирают не более 20 мм, для насосов с давлением до 20 МПа – не более 16 мм.

Для уменьшения контактного напряжения увеличивают радиус сферы головки – делают в виде грибка.

Высокие контактные напряжения – один из недостатков этих схем.