Пластинчатые насосы. По характеру движения рабочих органов пластинчатые насосы (шиберные) относятся к роторно-поступательным. По числу циклов работы за один оборот различают насосы однократного и двукратного (двойного) действия. Насосы однократного действия выполняют регулируемыми и нерегулируемыми, а насосы двукратного действия только нерегулируемыми. Рассмотрим устройство и работу пластинчатого насоса однократного действия с нерегулируемой подачей.
Подача пластинчатого насоса за один оборот ротора соответствует объему, заключенному между пластинами, ротором и корпусом. Средняя действительная подача при частоте вращения n [ об/мин ] с учетом стеснения объема лопатками и утечки жидкости будет равна:
где b=(0,8÷1,7 D) – ширина ротора; e=(0,05÷0,08D) – эксцентриситет; D – диаметр расточки статора; l – толщина пластины; z =(6÷12) – число пластин; η0=(0,7÷0,9) – объемный КПД Регулирование подачи и реверсирование насоса производится изменением значения и знака эксцентриситета e, для чего у регулируемых насосов есть механизм перемещения статорного кольца относительно ротора и неподвижного корпуса. Давление p ≈6 МПа. Для больших давлений применяют пластинчатые насосы двукратного действия: за один оборот ротора два расширения и два сжатия. Они создают давление до 13 МПа. Характеристика пластинчатых насосов как и у других насосов объемного принципа действия. Общее КПД - η нас = 0,4÷0,85. Отечественная промышленность выпускает пластинчатые насосы различных типоразмеров. Среди них 12 модификаций насосов Г12-2, рассчитанных на подачу (0,8÷3,3)10-3 м3/с при рабочем давлении 6,3 МПа и 12 модификаций насосов БГ12-2, рассчитанных на ту же подачу при рабочем давлении 12,5 МПа. Пластинчатые насосы находят широкое применение в гидроприводах, включая рулевые и палубные механизмы судов. 4.5. Роторно-поршневые насосы. Различают роторные радиально-поршневые насосы с радиальным расположением цилиндров относительно оси вращения ротора и аксиально-поршневые насосы с аксиальным расположением цилиндров относительно оси вращения цилиндрового бока.
Радиально- поршневые насосы.
Ротор насоса вращается посредством исполнительного двигателя ИД с возможно постоянной частотой вращения. Внутри ротора радиально к оси вращения располагаются цилиндры, внутри которых находятся плунжера 5, шарнирно связанные с ползунами 6. При вращении ротора ползуны скользят по внутренней опорной поверхности направляющего кольца 7, которое свободно закреплено в корпусе насоса и может перемещаться вправо и влево на величину эксцентриситета воздействием сервопривода на шток манипулятора 8. При совмещении оси направляющего кольца с осью вращения ротора плунжера в своих цилиндрах при работе насоса радиальных перемещений не совершают. При смещении кольца по оси ХХ (пусть вправо) и при вращении ротора против часовой стрелки объем цилиндра, находящегося на 9 часов будет минимальным (плунжер максимально приближен к цапфе), затем поршень отходит, объем цилиндра увеличивается, возникает разряжение и жидкость поступает из полости 2 в цилиндр. При положении цилиндра на три часа его объем максимален. При дальнейшем движении объем цилиндра уменьшается и рабочая жидкость выжимается плунжером в полость 3. При смещении барабана влево и неизменном направлении вращения ротора подача будет осуществляться из полости 3 в полость 2. Изменение эксцентриситета изменяет величину подачи. Для расчета теоретической подачи введем обозначения: h=2e – ход плунжера, м; d – диаметр цилиндра, м; z – число цилиндров; m – число секций насоса. Средняя по времени теоретическая подача насоса определится уравнением:
Число цилиндров (5 ÷;11), большое и нечетное обеспечивает равномерность подачи насоса и лучшую балансировку ротора. Могут иметь несколько секций. Характеристики как у поршневых насосов. Имеет высокий КПД(объемный 0,96-0,98 и механический 0,80-0,95).. Номинальное давление составляет 13 МПа. Частота вращения n=900÷1500 об/мин. Имеют большой срок службы (до 40000 ч.), применяются в мощных гидроприводах различных отраслях промышленности и морских судов.
Аксиально – поршневые насосы. Рассмотрим устройство и принцип действия насоса. Он состоит из блока цилиндров 2 с поршнями 3, связанными шатунами 4 с наклонным диском-шайбой 5. Ход поршней зависит от угла наклона шайбы к оси блока цилиндров. Распределение жидкости обычно производится через серпообразные окна 9 и 10 в опорно-распределительном диске 1 и отверстия 8 в блоке цилиндров 2. В мертвых точках поршней отверстия каждого цилиндра перекрываются нижней и верхней разделительными перемычками, находящимися между окнами 9 и 10(на рисунке опорно-распределительный диск 1 смещен для возможности показа окон). Приводной вал 7 и диск 5 соединены с блоком цилиндров 2 универсальным шарниром (карданом) 6.
Применяются также насосы с бескарданной связью блока с наклонным диском, что позволяет уменьшить диаметр блока цилиндров и улучшить вибрационные характеристики. Связь ведущего наклонного диска с блоком цилиндров в насосе осуществляется лишь с помощью поршневых шатунов Конструктивная схема насоса, в котором отсутствует карданная и шатунная связь наклонного диска с поршневым блоком имеет вид.
Поршни насоса выполнены в виде плунжеров 2, связанных с наклонной шайбой 3 с помощью пружин 1, которые опираются на шайбу своими сферическими концами. Подача насоса регулируется изменением угла γ наклона диска 3 и может быть рассчитана по уравнению. Q = π·d2 · z·h·n/240 (м3/c) Здесь h = D tg γ, где D – диаметр окружности, на которой расположены центры цилиндров; γ – угол наклона шайбы. Число цилиндров z обычно принимается равным 5 – 9. Максимальный угол наклона шайбы составляет 20˚. Номинальное давление насосов, применяемых в гидроприводе отечественных рулевых машин, составляет 9,8 МПа, частота вращения от 980 до 3000 об/мин.
|
,
, м3/с
