8.3 Порядок виконання роботи

8.3.1 Знаходимо модуль зачеплення:

,

(8.3)

де – діаметр початкового кола шестерні;

– число зубів.

8.3.2 Визначаємо робочий об’єм насоса за формулою:

,

(8.4)

де – ширина шестерні.

8.3.3 Визначаємо подачу насоса за формулою:

,

(8.5)

де n – частота обертів вала, хв.^‑1;

– об’ємний ККД насоса ( =0,85).

8.3.5 Корисна потужність насоса:

,

(8.5)

де – тиск насоса, Па.

8.3.6 Потужність насоса знаходимо за формулою:

,

(8.6)

де – ККД насоса ( = 0,72).

Таблиця 8.1 – Вихідні дані для виконання роботи

Параметри	Варіанти
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тиск насоса , МПа	6,5	10	12	14	16	17	18	19	20	8
Частота обертів вала n, хв-1	1200	1300	1200	1300	1200	1300	1200	1300	1200	1300
Ширина шестерні b, мм	30	40	40	45	50	55	50	55	40	45
Діаметр початкового кола DП, мм	60	65	70	65	70	75	80	60	65	70
Число зубів , шт	8	9	10	14	15	16	17	18	19	20

8.4 Контрольні запитання

8.4.1 До якого типу насосів відносяться шестерінчасті насоси?

8.4.2 Яка можлива максимальна висота всмоктування шестерінчастого насоса?

8.4.3 На чому оснований принцип роботи шестерінчастих насосів?

8.4.4 Що є робочими камерами шестерінчастого насоса?

8.4.5 Від чого залежить рівномірність подачі рідини шестерінчастим насосом?

8.4.6 Наведіть формулу для визначення робочого об’єму шестерінчастого насоса.

8.4.7 Назвіть розвантажувальні пристрої шестерінчастих насосів, що використовуються для запобігання защемленню рідини в зоні контакту зубів шестерінь.

8.4.8 Наведіть формулу для визначення подачі шестерінчастого насоса.

8.4.9 Наведіть формулу для визначення потужності шестерінчастого насоса.

Практичне заняття № 9 аналіз схем та розрахунок основних параметрів аксіально-плунжерних насосів

9.1 Мета і завдання

9.1.1 Вивчення особливостей конструкції та принципу дії аксіально-плунжерних насосів.

9.1.2 Проведення розрахунку основних параметрів аксіально-плунжерних насосів.

Тривалість заняття – 2 години.

9.2 Теоретичні відомості

Насоси з аксіальним розміщенням поршнів відрізняються великою різноманітністю конструкцій. Вони класифікуються за конструктивними і кінематичними ознаками та за способами регулювання подачі і розподілу рідини.

За конструктивними ознаками розрізняють насоси з похилою шайбою і похилим блоком циліндрів. За кінематичними ознаками вони поділяються на насоси з блоком циліндрів, що обертаються та насоси з шайбою, що обертається. За способом регулювання подачі – насоси з поворотною шайбою та насоси з поворотною люлькою блока циліндрів. За способом розподілу рідини аксіально-поршневі насоси поділяються на насоси з торцевим плоским розподільним вузлом та з клапанним чи золотниковим розподіленням.

Тиск, що створюється аксіально-поршневим насосом становить 15… 28 МПа.

Аксіально-поршневі насоси мають наступні переваги в порівнянні з іншими типами насосів: високий ККД, велику висоту всмоктування (до 9,5 м.), велику швидкість обертання (до 4000 хв^-1) малі габаритні розміри та масу, великий термін експлуатації. Крім того, насосами цього типу можна перекачувати нафту та нафтопродукти, що мають велику в’язкість.

Аксіально-поршневий насос (рис. 9.1) складається з блока циліндрів 8 з поршнями (плунжерами) 4, шатунів 7, упорного диска 5, розподільного пристрою 2 та ведучого вала 6. При обертанні вала відбувається обертання і блока циліндрів. При похилому розміщенні упорного диска (рис. 9.1, а, в) або блока циліндрів (рис. 9.1, б, г) поршні, крім обертового, здійснюють і зворотно-поступальні аксіальні рухи (вздовж осі обертання блока циліндрів).

Коли поршні висуваються з циліндрів відбувається процес всмоктування, а коли входять в циліндр – нагнітання (виштовхування). Через вікна 1 і 3 в розподільному пристрої 2циліндри поперемінно з’єднуються то з вхідною, то з вихідною гідролініями. Для запобігання з’єднання вхідної лінії з вихідною блок циліндрів міцно притиснений до розподільного пристрою, а між вікнами цього пристрою є ущільнюючі перемички, ширина яких b більша діаметра d_к отвору з’єднувальних каналів в блоці циліндрів. Для зменшення гідравлічного удару при переході циліндрами ущільнюючих перемичок в останніх виконані дросельні канавки, за рахунок котрих тиск рідини в циліндрах підвищується рівномірно.

За видом передачі руху поршням аксіально-поршневі насоси поділяються на насоси з похилим блоком (рис. 9.1, б, г) та насоси з похилим диском (рис. 9.1, а, в). Відомі конструкції аксіально-поршневих насосів виконані згідно чотирьох принципових схем.

Насоси з силовим карданом (рис. 9.1, а). Привідний вал з’єднаний з похилим диском силовим карданом, виконаним у вигляді універсального шарніра з двома степенями вільності, плунжери з’єднуються з диском за допомогою шатунів. При такій схемі обертовий момент від приводного двигуна передається блоку циліндрів через кардан та похилий диск. Початкове притискання блоку циліндрів до розподільного пристрою забезпечується пружиною, а під час роботи насоса тиском рідини. Передача обертового моменту блоку циліндрів необхідна для подолання сил тертя між торцем блока циліндрів і розподільним пристроєм.

В насосах з подвійним несиловим карданом (рис. 9.1, б) кути між віссю проміжного вала та осями ведучого і веденого валів приймаються однаковими.

а – з силовим карданом	в – з точковим контактом (дотиком) поршнів
б – з несиловим карданом	г – безкарданні
д – переріз розподільного механізму

1, 3 – вікно; 2 – разподільний механізм; 4 – поршень; 5 – упорний диск; 6 – ведучий вал; 7 – шатун;

8 – блок циліндрів

Рисунок 9.1 – Принципові схеми аксіально-поршневих насосів

При такій схемі обертання ведучого і веденого валів буде практично синхронним, а кардан повністю розвантаженим, так як обертовий момент від приводного двигуна передається блоку циліндрів через диск 5, що виготовлений суцільно з валом 6.

Насоси з точковим дотиком поршнів похилого диску (рис. 9.1, в) мають найбільш просту конструкцію, тому що тут немає шатунів та карданних валів. Але, для того, щоб машина працювала в режимі насоса, необхідно примусовий вихід плунжерів з циліндрів для притискання їх до опорної поверхні похилого диску (наприклад, пружинами, розміщеними в циліндрах). За такою схемою найчастіше виготовляються гідромотори типу Г15-2. Ці машини виготовляються найбільшої потужності, тому що в місцях контакту поршнів з диском виникає високе напруження, яке обмежує тиск рідини.

В аксіально-поршневих машинах безкарданного типу (рис. 9.1, г) блок циліндрів з’єднується з ведучим валом через шайбу та шатуни поршнів. В порівнянні з гідромашинами, що мають карданний зв’язок, машини без карданного типу простіші у виготовленні, надійніші в експлуатації, мають менші габарити блока циліндрів. За поданою схемою промисловістю виготовляється більшість аксіально-поршневих машин серії 200 та 300.

На рис. 9.2 зображено нерегульований аксіально-поршневий насос.

1 – вал приводний; 2 – ущільнення; 3 – головка сферична;

4 – шатун; 5 – губа поршня; 6 – шарнір; 7 – блок циліндрів;

8 – вал; 9 – кришка; 10,11 – вікна; 12 – пружина;

13 – поршень; 14 – диск

Рисунок 9.2 – Аксіально-поршневий нерегульований