V. Порядок виконання роботи

1. Провести зовнішній огляд насосів. Визначити Тали насосів, місця підведення і відведення рідини, що перекачується, місця установки контрольно-вимірювальних приладів і керуючої арматури.

2. При необхідності, виконати часткову розборку насосів з метою вивчення їх внутрішнього устрою, матеріалу деталей, способу виготовлення.

3. За вказівкою викладача, керівного роботою, виконати ескізи вузлів шестерневого, шиберного і роторно-поршневого насосів.

4. Описати принцип дії, конструкцію і призначення насоса і за актувати вузла.

VI. КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ДЛЯ ПЕРЕВІРКИ

1. У чому принципова відмінність роторних насосів витіснення від поршневих

2. Чому роторні насоси на судах отримали переважне поширення?

3. Які способи регулювання подачі роторного насоса витіснення застосовуються?

4. Від чого залежить подача роторного насоса витіснення?

5. Які основні переваги радіально-поршневих і аксіально-поршневих насосів '

6. Чому, при уявній байдужості по відношенню до сторони всмоктування шестеренчатого насоса, на наявному макеті шестеренчатого насоса боку всмоктування і нагнітання чітко визначені?

Додаток до практичної роботи № 2

РОТОРНІ НАСОСИ

КЛАСИФІКАЦІЯ І ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ

До роторним відносяться об'ємні насоси з обертальним і поворотно-поступальним рухом робочих органів. По конструкції ці насоси дуже різноманітні. Їх класифікують за такими основними ознаками: за характером руху робочих органів - роторно-поворотні, роторно-обертальні, роторно-поступальні; у напрямку переміщення рідкого середовища - зубчасті (шестеренні, коловратні, шлангові), гвинтові; по виду робочих органів - пластінчасті (шиберні), фігурно-шиберні, роторно-поршневі. На судах найбільшого поширення набули шестеренні, гвинтові, пластинчасті і роторно-поршневі насоси.

Роторні насоси на відміну від поршневих не мають клапанів і повітряних ковпаків, так як характеризуються більш рівномірною подачею. Вони мають невеликі габарити і масу, прості і надійні в роботі, можуть бути безпосередньо з'єднані з швидкохідними двигунами. Більшість роторних насосів має властивість самовсмоктування. Вони можуть працювати на рідинах з великою в'язкістю. Роторно-поршневі насоси можуть розвивати високий тиск, що дозволяє використовувати їх в гідравлічних передачах. Недолік більшості роторних насосів полягає в тому, що вони непридатні для роботи на рідинах з механічними домішками внаслідок інтенсивного збільшення зазорів і зростання об'ємних втрат.

На судах роторні насоси широко використовують для подачі палива і масел з в'язкістю до 2-10 ~ 4 м2 / с при температурі до 100 ° С. Роторні насоси застосовують в якості вантажних і зачисних насосів на танкерах.

Шестеренні насоси

Шестеренні насоси виконують з внутрішнім і зовнішнім зачепленням. За типом зуба шестерень розрізняють насоси з прямозубими, косозубими і шевронними шестернями. Найчастіше шестеренні насоси виконують одноступінчастими, однак відомі багатоступінчасті і багато потокові шестеренні насоси.

Схема найпростішого шестерневого насоса із зовнішнім зачепленням показана на рис. 70. Він складається з провідної 1 і веденої 2 шестерень, встановлених з мінімально можливими радіальними і торцевими зазорами в корпусі 3. У приймальні камері 5 зуби шестерень виходять із зачеплення. При цьому обсяг камери збільшується і в ній здійснюється розрідження, внаслідок чого рідина надходить у насос. Вона заповнює западини шестерень і переноситься обертовими шестернями в напірну камеру 4. Тут зуби шестерень входять в зачеплення, витісняючи рідину з западин і нагнітаючи її в напірний трубопровід.

На судах застосовують головним чином насоси із зовнішнім зачепленням і евольвентним профілем зуба.

За ГОСТ 19027-73 промисловістю випускаються шестеренні насоси з подачею до 58 м3 / ч, тиском до 2, 5 МПа, частотою обертання 980-1450 об / хв, потужністю до 50 кВт в п'яти виконаннях, відрізняющихся видом опор і наявністю обігріву (охолодження). Маркування насоса: Ш - з внутрішніми опорами на лапах; ШФ - з внутрішніми фланцевими опорами; ШВ - з виносними опорами на лапах; ШГ - з внутрішніми опорами і обігрівом (охолоджуванням) і ШВГ - з виносними опорами і обігрівом (охолодженням).

К. п. д. шестеренних насосів не перевищує 0, 6, а в ряді випадків дорівнює 0, 3; чим потужніший насос, тим вище ККД На судах шестеренні насоси використовують в паливних і мастильних системах, для яких характерні невеликі подачі і малі тиски. Незважаючи на низькі значення к. п. д., ці насоси використовують на судах в якості автономних і навісних як вельми надійні в експлуатації і володіють хорошою всмоктуючої здатністю. Відомі випадки використання цих насосів на танкерах зарубіжної споруди в складі вантажних установок з поданням до 1150 м3 / г.

На рис. 71 показана конструктивна схема шестерневого насоса РЗ-30 з подачею 16-20 м3 / ч, тиском до 1, 6 МПа, частотою обертання 980 об / хв і потужністю до 29 кВт. До основних деталей шестеренного насоса відносяться: корпус 1, ротори - провідний 13 і ведений І, кришки-передня 12 і задня 5. Корпус насоса виконується литим, чавунним або бронзовим. Ведучий ротор 13 являє собою сталевий вал, на якому закріплені шпонкою дві шестірні 24 і 23 з косим зубом. Для компенсації осьового зусилля шестерні встановлені симетрично. На валу веденого ротора 11 насаджені також дві шестерні з косим зубом. Одна з шестерень 9 закріплена на валу шпонкою, друга 10 насаджена вільно, завдяки чому вона може самостійно входити в зачеплення. Щоб уникнути осьових зсувів шестірні на валах роторів закріплені спеціальними гайками 3 і 6 зі стопорними гвинтами 4 і 8. Вузол 14 торцевого ущільнення вала складається з п'яти 18, підп'ятника 15 з гумовим амортизатором 16, двох кілець - сталевого ущільнюючого ​ ​ 20 і гумового ущільнюючого 19, пружини 21 і кришки 17 - чавунної або сталевої. П'ята ущільнення сталева або бронзова, підп'ятник чавунний або сталевий. Шестеренні насоси забезпечені запобіжно-перепускним клапаном 2 для перепуску рідини, що перекачується з порожнини нагнітання в порожнину всмоктування на випадок, якщо в напірному трубопроводі створюється тиск вище нормального. Опорами валу роторів насосів служать кулькові підшипники 7 і 22, а у невеликих насосів - підшипники ковзання, які представляють собою бронзові втулки, запресованих в гнізда кришки і опорної стійки насосів.

Змазування підшипників та інших тертьових деталей насосів здійснюється перекачуваною рідиною.

Шестеренні насоси самовсасуючі, тому їх заповнюють перекачуваємою рідиною тільки при первісному пуску. При повторному пуску, після короткочасної зупинки, заповнення корпуса не потрібно, так як залишаємрї в ньому рідини достатньо для початку всмоктування безпосередньо після пуску насоса. Привід насосів здійснюється електродвигуном через еластичну муфту. Насоси виготовляються з нижнім і верхнім розташуванням вала, лівого і правого обертання.

ГОСТ 19027-78 передбачає виготовлення насосів з модулем шестерень 2, 5-10 мм. Кількість зубів зазвичай становить 10-13. Зменшення числа зубів до 5-6 (як це іноді буває у нестандартних шестерень насосів) робить подачу менш рівномірною.

Тиск на вході в насос, як правило, не перевищує 0, 25 МПа. У разі використання насосів для перекачування рідин, відмінних, за своїми фізико-хімічними властивостями, від передбаченої стандартом, подача, потужність і частота обертання встановлюються заводом-виробником на вимогу споживача. Суднові насоси повинні безперервно надійно працювати в умовах тривалих і короткочасних нахилів корпусу до кута 45 ° в будь-якій площині.

Ресурс шестерневого насоса з моменту введення його в експлуатацію до першого капітального ремонту при роботі на чистому мінеральному маслі з кінематичною в'язкістю близько 0, 4 - 10-4 м2 / с і температурою до 100 ° С становить не менше 20 тис. годин, причому зниження подачі до кінця використання ресурсу не повинно перевищувати 10%.

Для визначення теоретичної подачі шестерневого насоса предложено велике число формул, які дають різні результати. Для наближених розрахунків подачі насосів з шестернями рівних розмірів застосовують спрощену формулу, отриману виходячи з припущення, що насос за кожен оборот подає кількість рідини, що дорівнює сумі обсягів западин обох шестерень за вирахуванням обсягів радіальних зазорів у зачепленні [5]. При цьому вважають, що обсяги западин і зубів рівні. Тоді теоретична подача

де De - діаметр початкової окружності ma - модуль зачеплення

bш - ширина шестерні

Порівняння даних практичних вимірювань з розрахунком за цією формулою показало, що вона дає занижений результат, тобто умова рівенства обсягу западини і обсягу робочої частини зубів не підтверджують. Кращі результати для насосів з шестернями, що мають число зубів 8-15, дає аналогічна формула, в якій значення 2n замінюється коефіцієнтом 6, 5, тобто

Дійсна подача визначається за формулою

η о

Об'ємні втрати в шестеренних насосах можна розділити на дві групи: втрати від витоків і втрати на всмоктуванні. Витоки відбуваються через зазори між торцевими поверхнями шестерень і корпусу, радіальні зазори між циліндричними поверхнями розточень корпусу і зовнішніми поверхнями головок зубів шестерень, а також нещільність контакту між зубами. Найбільш значні витоки відбуваються через зазори між торцевими поверхнями шестерен корпусу. Вони складають 75-80% всіх витоків у насосі. Для їх зменшення в шестеренних насосах високого тиску передбачають подачу в ці зазори під тиском деякої кількості рідини, що перекачується.

Втрати на всмоктуванні шестерневого насоса визначаються ступенем заповнення рідиною западин в порожнині всмоктування. Недостатнє заповнення робочих камер призводить до зменшення подачі насоса. На значення цих втрат дуже впливає наявність в перекачуваемій рідині газів. Зі зниженням тиску в порожнині всмоктування обсяг газу, що виділяється з рідини, збільшується, а степень заповнення знижується. Зі збільшенням в'язкості рідини зменшуються і витоки, і ступінь заповнення. Тому об'ємний к. п. д. насоса до деякого значення в'язкості зростає, а потім починає зменшуватися внаслідок більш інтенсивного зростання гідравлічних втрат у всмоктуючому трубопроводі.

Значення об'ємного к. п. д. шестеренних насосів коливається в широкіх межах: 0, 35 ÷ 0, 75. У міру зносу значення η 0 зменшується. К. п. д. зменшується з появою кавітації.

Допустимий кавітаційний запас у шестеренних насосів зазвичай складає 0, 02-0, 03 МПа. Для зменшення Д /> д і поліпшення заповнення западин насоса вхідний канал його іноді виконують у вигляді диффузора, плавно розширюється від вхідного отвору до ширини шестерень.

Щоб вплив відцентрових сил інерції на всмоктувальну здатність насоса було не дуже істотним, обмежують колову швидкість на діаметрі початкової окружності шестерень значенням 5-6 м / с. Істотне поліпшення всмоктуючої здатності насоса і умов заповнення западин досягається при установці ежектора на вході в насос, що харчується перекачуваною рідиною з напірної магістралі. В цьому випадку його подача збільшується.

Подача шестерневого насоса нерівномірна. Коефіцієнт нерівномірності подачі тим більший, чим менше число зубів шестерен. Шестерні косозубі і з шевронним зубом при однаковому числі зубів забезпечують більш рівномірну подачу. Вони працюють з меншим шумом.

В шестеренних насосах з коеффіцієнтом перекриття зачеплення, більшим одиниці, і в насосах, які не мають зазорів при зачепленні, відбувається замикання рідини в западинах. При такому зачепленні (рис. 72) частину рідини виявляється замкненою в западині шестерні входять до неї зубом з фіксацією контакту в точках А і В на робочої і неробочої поверхнях зуба. При коефіцієнті перекриття, більшому одиниці, і щільному контакті другої пари зубів чергова пара зубів входить до контакту, коли попередня ще не вийшла з нього. В результаті частина рідини також виявляється замкнутою, причому протягом деякого періоду часу цей обсяг зменшується. Зменшення замкненого обсягу, що супроводжується стиском рідини в ньому, призводить до появи додаткового радіального пульсуючого навантаження на шестерні, вали і підшипники. Все це викликає швидкий знос шестерень і підшипників.

Після зменшення слідує збільшення замкненого обсягу. Виникаюче розрідження також негативно позначається на роботі насоса, оскільки при цьому відбувається виділення з рідини розчинених бульбашок газів і пари, що викликає місцеву кавітацію. Щоб виключити стиснення рідини в западинах, необхідно з'єднати заперті обсяги у цей момент з порожниною нагнітання, а в період розширення - з порожниною всмоктування. Це досягається за допомогою спеціальних канавок в торцевих стінках корпусу (рис. 73) або радіальних каналів в западинах (іноді і в зубах) шестерень. Однак повністю виключити явище стиснення рідини не вдається, і воно негативно впливає на роботу різних деталей

. При розрахунку необхідно мати на увазі, що ведена шестерня відчуває тиск на 10-15% більше, ніж ведуча. Для деякого розвантаження підшипників звужують випускний отвір і створюють гідравлічний протитиск шляхом з’єднання порожнин нагнітання і всмоктування з камерами, розташованими в діаметрально протилежних місцях.

Вали розраховують на вигин і кручення. При зміні режиму експлуатації, порівняно з розрахунковим, шестерневий насос і його деталі слід перевірити в умовах роботи за нових параметрах і погодити відповідні зміни їх значень з заводом-виготовлювачем.

При використанні шестеренних насосів в різних установках слід враховувати, що їх найвищий к. п. д. відповідає визначенному тиску. К. п. д. зменшується при високому тиску внаслідок великих об'ємних втрат, при малому - внаслідок великих гідравлічних і механічних втрат.

ГВИНТОВІ НАСОСИ

Відомі одно-, двох-, трьох-і пятивинтові насоси. З них найбільшого поширення на судах отримали тригвинтові. ГОСТ 20883-75 передбачає виготовлення тригвинтових насосів з подачею 0, 4-400 м3 / год і тиском до 25 МПа для перекачування неагресивних рідин з в'язкістю до 6010 -2 без механічних включень, що володіють змазуючою здатністю. Насоси випускають в двох виконаннях: ЗВ - з одностороннім підведенням рідини, ЗВ х 2 - з двостороннім підведенням рідини.

Насоси з подачею до 20 м3 / год мають частоту обертання 2900 об / хв, а з більшою - 1450 об / хв. Потужність насосів становить 3, 4-230 кВт, а маса 45-1200 кг. Гвинтові насоси мають практично рівномірну подачу, високий к. п. д. (0, 80-0, 85), мають властивість самовсмоктування, не викликають великого шуму. Їх випускають на тиск 1, 0-25 МПа. Такий високий тиск для насосів суднових систем потрібно тільки при перекачуванні нафтопродуктів, що перевозяться в нафтоналивних баржах чи танкерах. Наявний досвід використання тригвинтових насосів на плавучих нафтоперекачувальних станціях дозволяє вважати їх дуже перспективними.

Використовувані в даний час на плавучій нафтоперекачувальній станції проекту № Р-62 тригвинтові насоси НД-200 в горизонтальному виконанні були спроектовані і виготовлені для використання на річкових суднах, кожен насос забезпечує подачу понад 200 м3 / ч при тиску 2, 5 МПа, частоті обертання 1500 об / хв, допускаємій вакуумметричній висоті всмоктування 6 м і масі без електродвигуна 42 кг.

Поперечний перетин робочих органів тригвинтовогонасосу показано на рис. 75, а конструктивна схема - на рис. 76. Насос складається з трьох гвинтів,

один з яких 1 (див. рис. 76) ведучий, а два - ведені. Ведені гвинти 2 служать також для ущільнення ведучого гвинта 1. Передаточне число цих гвинтів дорівнює одиниці. При обертанні гвинтів їх нарізки входять одна в іншу і відсікають у западинах деякий об'єм рідини, переміщаючи його уздовж осі обертання від всмоктуючої порожнини до нагнетательной.

На рис. 76 показаний гвинтовий насос з двустороннім підведенням рідини. Напрям нарізки гвинтів у таких насосів на одній половині праве, а на іншій - ліве, що необхідно для можливості підведення рідини, що перекачується до середньої частини гвинтів без різьби, навпроти якої знаходиться отвір 7 напірного патрубка. Така конструкція забезпечує повне урівноваження осьової сили. Випадкові осьові сили та окремі поштовхи сприймаються кульковим підшипником. Всмоктуєма насосом рідина надходить до гвинтів 1 і 2 через приймальний патрубок 3 і з протилежного боку через внутрішні канали 5, сполучені з всасуючою порожниною насоса. Шариковий підшипник 11, встановлений в кришці 9 корпусу 8, і підшипник ковзання 4, що знаходиться в центральній частині перемички приймального патрубка, служать опорами ведучого гвинта. На ділянках гвинтів з різьбленням опорами служать бронзові обойми 6. Ущільнювальні гумові прокладки забезпечують герметичність деталей біля фланців. Змазування

тертьових деталей здійснюється перекачуємою рідиною; через отвір 14 в тілі ведучого гвинта вона надходить до кулькового підшипніку. Запобіжний кульковий клапан 13 в разі перевищення тиску в порожнині між кришками сальника 10 і 12 перепускає рідину у всмоктувальну порожнину. У насосі є запобіжний клапан для відведення рідини, що перекачується з нагнітальної порожнини у всмоктувальну. Для підігріву рідини, що перекачується при необхідності зменшення її в'язкості насос має спеціальну сорочку, пар надходить у простір між нею і корпусом. Однак досвід роботи насосів на в'язких рідинах показав, що такий підігрів зменшує в'язкість незначно. Доцільніше перекачувати рідину (до її підходу до насоса) із заздалегідь зниженою в'язкістю.

Гвинти тригвинтові насосів виконують з циклоїдним зачіпленням (показаний на рис. 75 профіль нарізки гвинтів в площині, перпендикулярній осі, утворений циклоідою). Завдяки такому нарізанні при достатній довжині гвинтів досягається велика герметичність між камерами нагнітання і всмоктування.

Основні геометричні розміри та співвідношення площі поперечного перетину гвинтів показані на рис. 75.

Значення об'ємного к. п. д. залежить від багатьох факторів. Воно зменщується зі зменшенням розмірів насоса; зазвичай η = 0, 80 ÷ 0, 95. Зовнішній діаметр веденого гвинта дорівнює внутрішньому діаметру ведучого. Внутрішній діаметр веденого гвинта приймають .

Кут, що характеризує профіль гвинтового зачеплення (див. рис. 75), ав = 0, 18 л = 32 ° 24 '. Відстань між осями ведучого і веденого гвинтів рівно .

Для забезпечення герметичності довжина обойми повинна бути більше замкнутого між гвинтами об'єму рідини. Довжина нарізки гвинта залежить від тиску насоса. При великих тисках (понад 100 МПа) вона може перевищувати 6t.

Допустима вакуумметрична висота всмоктування гвинтових насосів залежить від роду рідини, що перекачується. При роботі на маслі вона знаходиться в межах 5 ÷ 5, 6 м. Область мінімального тиску в насосі розташована приблизно на відстані 0, 3 кроку від входу в нарізку. Із зростанням в'язкості ця область зміщується вглиб обойми. Зі зміною в'язкості рідини, тиску і частоти обертання змінюються подача, м3 / с, і потужність насоса, Вт

Характеристика тригвинтового насоса аналогічна характеристиці поршневого.

Двох гвинтові негерметичні насоси мають два гвинти з прямокутним або трапецієподібним профілем нарізки. Така форма профілю не забезпечує герметичного замикання порожнин всмоктування і нагнітання, тому для зменшення об'ємних витоків збільшують число витків нарізки, створюючи таким чином лабіринтове ущільнення. Для зменшення довжини гвинтів крок гвинтів беруть невеликим. При цьому виходять малі кути підйому гвинтової лінії, внаслідок чого безпосередня передача моменту від ведучого гвинта до веденого стає неможливою або вкрай неекономічною через самогальмування гвинтів. Тому ведений гвинт приводиться в рух парою шестерень.

На рис. 77 показаний поздовжній розріз двухгвинтового насоса по осі ведучого гвинта 1. На його валу насаджена шестерня 2, що передає обертання шестерні веденого гвинта (на схемі не показаний). Кожен гвинт має дві протилежно спрямовані нарізки. При відповіднім їх обертанні бічні порожнини корпусу є усмоктувальними, а середня - нагнітальною.

Двох гвинтовими насосами перекачують нафтопродукти, луги, кислоти, воду, різні емульсії, смоли, забруднені рідини. На судах двох гвинтові насоси застосовують як вантажні насоси танкерів.

Насоси, призначені для роботи на рідинах, що не володіють властивостями мастила, а також на агресивних і забруднених рідинах, роблять з виносними підшипниками, які мають автономну систему мащення. ГОСТ 20572-75 передбачає випуск двогвинтових насосів з подачею 2, 5-1000 м3 / год і тиском 1-1, 6 МПа для перекачування рідин з в'язкістю до 1000-10-4 м2 / с з кількістю механічних домішок до 2, 5% (за масою) і розміром частинок до 0, 2 мм. Насоси випускають в трьох виконаннях: 2В - з внутрішніми підшипниками, 2ВВ - з виносними підшипниками, 2ВГ - з виносними підшипниками і обігрівом (охолоджуванням) перекачуємої рідини. Частота обертання насосів 2900-1000 об / хв, потужність 4, 5-540 кВт. К. п. д. двогвинтових насосів знаходиться в межах 0, 6-0, 8, що допускається вакуумметричної висоти всмоктування 5-8 м.

В останні роки в різних галузях промисловості отримали поширення однегвинтові насоси. Гвинт виконується однозахідний, а обойма - двухзаходною. Будь-який поперечний переріз гвинта представляє собою круг. Центри кіл лежать на гвинтовій лінії, вісь якої служить віссю гвинта. Ексцентриситет гвинтових насосів вимірюється відстанню від центру площі поперечного перерізу до осі гвинта. Всі площі перерізів обойми і гвинта однакові. У будь-якому положенні гвинт і обойма взаємно стикаються, утворюючи порожнини, які при обертанні гвинта переміщують потрапляючу в них рідину від камери всмоктування до камери нагнітання. При обертанні гвинта його вісь здійснює зворотно-поступальний рух в перпендикулярній площині. Тому привід гвинта проводиться через карданний вал або ексцентрикову муфту. Часто обойма виконується упругой, а гвинт входить в неї з натягом. Гвинти звичайно роблять порожнистими. Довжина гвинтів приймається тим більшою, чим більше тиск насоса.

Одногвинтові насоси застосовуються для перекачування чистих і забруднених рідин, у тому числі і агресивних. ГОСТ 18863-73 передбачає випуск одногвинтових насосів з подачею до 40 м3 / год і тиском до 2, 5 МПа. К. п. д. одногвинтових насосів зазвичай знаходиться в межах 0, 4-0, 65. На судах однегвинтові насоси використовують значно рідше, ніж двох гвинтові.

Пластинчасті НАСОСИ

За характером руху робочих органів пластинчасті (шиберні) насоси відносяться до роторно-поступальних. За кількістю циклів роботи за один оборот розрізняють насоси одноразового та багаторазової дії. Насоси одноразової дії виконують регульованими і нерегульованими, а насоси багатократної дії тільки нерегуліруемих.

Пластинчастий насос однократноїї дії показаний на рис. 78. Його ротор 2 являє собою циліндр з пазами, в які входять лопатки 3, ексцентрично установлюється в корпусі 1. При обертанні ротора пластини притискаються своїми зовнішніми торцями до внутрішньої поверхні корпусу насоса пружинами 6 і центробежною силою. Обсяг порожнини, укладеної між сусідніми пластинами, поверхнею ротора і стінкою корпусу, при русі в районі камери всмоктування 4 збільшується, внаслідок чого здійснюється всмоктування рідини. Навпаки, при русі в районі камери нагнітання 5 об'єм цієї порожнини зменшується і відбувається витіснення рідини в напірний трубопровід.

Подача пластинчастого насоса за один оборот ротора відповідає обсягу, укладеним між пластинами, ротором і корпусом.

Об'ємний к. п. д. залежить від розмірів насоса і складає, при розрахунковому тиску, 0, 7-0, 9. Максимальний ексцентриситет в пластінчатих насосах одноразової дії приймається рівним е = (0, 05 ÷ 0, 08) D, ширина ротора b = (0, 8 ÷ 1, 7) D.

Регулювання подачі і реверсування насоса здійснюється зміною значення і знака ексцентриситету е. Для цієї мети в регульованих насосах передбачається механізм переміщення статорного кільця щодо ротора і нерухомого корпуса. Статорне кільце охоплює ротор з пластинами і виконується окремо від корпусу. Число пластин в такому насосі становить 6-12. Зі збільшенням числа пластин зменшуються навантаження на пластину і пульсація подачі, однак при цьому зменшується і подача насоса. Пластинчасті насоси однократної дії застосовують в гідросистемах з невеликим тиском (до 4-5 МПа). Їх недолік полягає у великому радіальному навантаженні на вал ротора.

Для високих тисків застосовують нерегульовані пластинчасті насоси дворазової дії. Ротор 1 такого насоса (рис. 79) має пази з лопатками 7. При обертанні ротора лопатки під дією центробіжної сили своїми зовнішніми кромками впираються у внутрішню поверхню статора 2. Слідуючи за обрисами цій поверхні, вони здійснюють зворотно-поступальні переміщення. Для надійності контакту торців лопаток з корпусом в роторі передбачена кільцева виточка 10, яка каналом 9 з’єднується з нагнітальної порожниною. Внутрішня порожнина статора на різних ділянках окреслена по-різному. В межах кута е 0 радіус обриси внутрішньої поверхні постійний і дорівнює р. У межах кута α радіус поверхні статора збільшується від мінімального значення г до максимального R.

Насос працює таким чином. Обсяг, укладений між ротором, статором і двома лопатками 1 і II, при обертанні ротора проти годинникової стрілки збільшується і заповнюється рідиною через вікно 3, сполучається з всмоктуючим трубопроводом 4. Після поворота ротора на кут α + е цей обсяг почне зменшуватися. Заповнююча його рідина витісняється у вікно 11, яке сполучається з напірним трубопроводом 8. У нижній частині насоса процеси всмоктування і нагнітання повторюються. Тут рідина надходить в розглядаємий обсяг через вікно 6, а витісняється через вікно 5. В результаті за один оборот кожний міжлопастний простір двічі всмоктує і нагнітає рідину.

Насос дворазового дії (рис. 80) має вал 1, на шліцах якого встановлений ротор 14. Вал спирається на кулькові підшипники 3 і 9 в кришці 8 і корпусі 16. Стик між корпусом і кришкою ущільнюється круглим кільцем 13 з маслостійкої гуми. За внутрішні поверхні статора 12 ковзають зовнішні торці лопаток. Статор притискається до нерухомого плоского диску 10 за допомогою плавающого диска 5 і трьох пружин 4. На зовнішню поверхню диска 5 діє також сила тиску нагнітаємої рідини. В одному диску передбачено два вікна 77, сполучені з порожниною всмоктування, а в іншому - два вікна для подачі рідини в порожнину нагнітання (на рис. 80 не показані). Симетричне розташування вікон в насосі дворазового дії розвантажує ротор від радіальних сил. При подачі рідини під тиском в пази лопаток для їх подтискання до статора є кільцева виточка 6, свердліннями 15 сполучена з порожниною нагнітання. Ущільнення валу виробляється гумовою манжетою 2 в кришці 18. З протилежного боку насоса передбачений дренажних штуцер 7. Для зменшення протікання рідини в порожнині правого підшипника є гумове ущільнювальне кільце 17. Пази ротора зазвичай нахилені в сторону обертання на 10-15 °, що зменщує сили тертя пластин в пазах. Однак похиле положення пластин виключає можливість реверсування насоса.

При необхідності зміни напрямку подачі слід розібрати насос, повернути ротор і диски щодо статора на 180 °, а також поворотом на 90 ° навколо осі поміняти місця сполучення вікон дисків з каналами всмоктування і нагнітання в корпусі.

Зміна обсягу однієї порожнини, укладеної між суміжними лопатками, в такому насосі, очевидно, так само

, Де р - число пластин і відповідно порожнин.

Враховуючи, що кожна порожнину двічі нагнітає рідину, а число їх одно Г, отримаємо теоретичну подачу за один оборот ротора:

V = 2л (R2 - r2) b.

Годинна теоретична подача буде дорівнює

Qт = 120 (R 2 - r 2) b.

Дійсна подача

Q = 120 (R 2 - r 2) b kп η о.

де kп - коефіцієнт стиснення робочого об'єму насоса пластинами.

Відношення максимального радіусу поверхні статора до мінімального приймається в межах 1, 15 ÷ 1, 35 тим меншою, чим менше число пластин, що становить 8-16. Ширина ротора дорівнює 0, 7 r, ставлення зовнішнього радіуса ротора r0 до радіусу статора = 0, 93 ÷ 0, 94.

Роторно-ПОРШНЕВІ НАСОСИ

У гідравлічних передачах потужності механізмам судна найбільш широке застосування отримали роторно-поршневі насоси.

Роторно-поршневим насосом називають роторно-поступальний насос з робочими органами у вигляді поршнів або плунжерів. Розрізняють насоси радіально-поршневі, у яких вісь обертання перпендикулярна осям поршнів, і аксіально-поршневі, у яких вісь ротора паралельна осям поршнів. Радіально-поршневий насос складається з блоку циліндрів / (рис. 81, а), посадженого на цапфу 5, і обертається статорного кільця 3, вісь якого зміщена на, ексцентриситет е відносно осі циліндрового блоку. Поршні 2, знаходяться в блоці і під дією відцентрових сил, а також пружин (на малюнку не показані) або сил тиску, створюваного допоміжним насосом,

Подача рідини роторно-поршневим насосом має пульсуючий характер. Амплітуда пульсацій менше у насосів з непарним числом циліндрів. Пульсація тиску небажана, оскільки це може привести до руйнування труб і до вібрації апаратури. Для зменшення пульсації циліндри багаторядних насосів розташовують із зсувом фаз, що рівносильно збільшенню числа циліндрів в однорядному насосі.

Радіально-поршневі насоси мають високий к. п. д. (об'ємний 0, 96-0, 98 і механічний 0, 80-0, 95) і ресурс роботи до 40 000 год, у зв'язку з чим їх широко застосовують у різних галузях промисловості, а також на судах. Потужність окремих радіально-поршневих насосів досягає 3000 кВт, а подача - 500 м3 / ч. Вони розраховуються на номінальний тиск 10-20 МПа, а тиск окремих насосів невеликої продуктивності досягає 100 МПа. До недоліків радіально-поршневих насосів відносяться великі маса і габарити.

Гідроприводи багатьох палубних механізмів оснащені аксіально-поршневими насосами, наприклад насосом типу Ι Ι Д № 5 з наступними паспортними даними:

Продуктивність, л / хв (м3 / ч)....................... 102 (6, 1)

Найбільше тиск, Н/см2 (кгс/см2)....................... 1650 (165)

Число поршнів 9

Частота обертання вала, об / хв............................... 1440

Гарантійний час роботи при тиску 400 Н/см2 (40 кгс/см2), ч.............................. 2000

Робоча рідина.................... Масло АУ ГОСТ 1642-50

Температура робочої рідини, К (° С)......................... 343-363 (70 ÷ 90)

Насос типу ПД (рис. 50) має литий сталевий корпус 20 з трьома

кришками. У центральній частині корпусу встановлено вал 26. Вихідний

кінець, вала має шліци. На передньому кінці вала встановлений диск

з дев'ятьма отворами для вкладишів шатунів 14. Під вкладиші диска і поршні ввальцовани кулясті закінчення шатунів, що забезпечують можливість їх повороту при обертанні вала. У верхній і нижній частинах корпусу насоса змонтовані цапфи 15, на підшипниках яких встановлена ​ ​ люлька 12. Таке розташування люльки дозволяє повертати її навколо вертикальної осі в обидві сторони на кут в 30 °. Люлька з боку торця закрита кришкою 9 з двома дуговими пазами.

Пази кришки своїми кінцями повідомляються з каналами, які, переходячи в канали люльки, з'єднують пази з внутрішніми порожнинами цапф.

На кінцях цапф встановлені фланці 11 для приєднання трубопроводів. 72

У центрі кришки люльки встановлена ​ ​ вісь 7 циліндрів блоку. На цю вісь надітий розподільник 8, виготовлений з бронзи. Розподільник утримується від провертання штифтом. Дугові вікна розподільника встановлені проти пазів кришки люльки. Сталевий загартований блок циліндрів 2 встановлений з зазором на радіально-упорному підшипнику осі 3, що дає йому можливість самоустановлюватися на поверхні розподільника. У блоці зроблено дев'ять циліндрових отворів для бронзових поршнів 10. У задній частині циліндрів є вікна для з'єднання їх з дуговими пазами розподілника.

Пружина 4 щільно притискає циліндровий блок до розподільника, але в основному сила притиснення блоку створюється тиском перекачуваємої рідини на дно циліндрів, які працюють на нагнітальний трубопровід. Синхронність обертання блоку циліндрів і вала насоса забезпечується карданом, що складається з валика 18, двох пальців 16 і чотирьох сегментів 17, одягнутих на пальці попарно. Сегменти розміщуються в пазах букс валу і циліндрового блоку. Букси вала 22 разом з бронзовою втулкою 23 закріплені всередині розточки валу штифтом 27.

В розточенні букси знаходиться бронзовий упор 21, притискаємий пружиною до кульової поверхні валика, що забезпечує притиснення валика до переднього бронзовому упору 5, розміщеного в розточенні букси циліндрового блоку. Ця букса разом зі втулкою по сажена в розточення блоку циліндрів таким чином, що виступи, наявні на торці блоку циліндрів, входять у відповідні пази букси блоку, яка стопориться кільцем 1. Правильна установка кардана, для рівномірного обертання блоку, здійснюється компен саціонной шайбою 6. Змащується кардан примусово перекочений ваемой рідиною через зливний клапан, канавки і отвори в ста кане 24, валі насоса і валику кардана.

Позицією 13 на поздовжньому розрізі насоса позначені ущільнювальні кільця, позиціями 25 - ущільнення вала, 19 - верхній підживлюючий клапан, 28 - приводна шестірня вібратора і жердині програвання насоса.

Усередині корпусу насоса розміщені пристрої, що забезпечують його роботу: шестерневий насос, гідро-підсилювач, клапанний устрій, нуль-установники, розподільна коробка, фільтр.

Шестерневий насос 1 (рис. 57) служить, по-перше, для підживлення робочою рідиною гідравлічної системи, що складається з насоса, трубопроводів і гідроприводу (підживлення необхідна через безперервних витоків робочої рідини через нещільності), і, по-друге, для управління насосом. Він засмоктує робочу рідину з корпуса аксіально-поршневого насоса, направляючи її через фільтр 10, кран ручного управління 8 в розподільну коробку 6, звідки через перемикаючий золотник 7 робоча рідина при тиску 60 Н/см2 (6 кгс/см2) надходить на нуль-установники 9, золотникову коробку 4 гідро-підсилювача 3 і в порожнині всмоктування основного насоса через клапан 2 для підживлення всієї гідравлічної системи. Золотникова коробка 4 пов'язана з розподільником 6 через клапан 5. При надлишку продуктивності шестерневого насоса спрацьовує зливний клапан 11. При засміченні фільтра робоча рідина перепускає через запобіжний клапан шестерневого насоса 12.

Для зменшення пускового моменту приводного двигуна насоса застосовані нуль-установники, які після зупинки насоса з допомогою пружин ставлять люльку в середнє положення. Після пуску насоса робоча рідина надходить у циліндри нуль-установників і прибирає штоки поршнів, стискаючи робочі пружини. Управління насосом може здійснюватися вручну або гідро-підсилювачем.