Пластинчатые гидромашины.

Пластинчатая гидромашнна — это роторная гидромашина с подвижными элементами в виде ротора, совершающего вращательное движение, и пластин, совершающих возвратно-поступа-гельное движение во вращающемся роторе.

Пластинчатый насос и гидромотор по форме вытеснителей и по способу замыкания вытесняемого объема рабочей жидкости относятся к группе машин, в которых вытеснители выполнены в виде пластин (шиберов), помещенных в радиальных прорезях вра-щающегося ротора, а вытесняемые объемы замыкаются между двумя соседними пластинами и поверхностями статора и ротора. По числу пластин они бывают двух- и многопластинчатыми, а по виду действия — однократного, двукратного и четырехкратного действия.

Из пластинчатых насосов однократного действия наиболее простым является насос с двумя пластинами 3 и 5 (рис. 4.6), подвижно монтируемыми в общем сквозном радиальном пазу ро-тора. Эти пластины образуют совместно с поверхностями статора 1 и ротора 7, смещенного относительно статора на величину e, две серповидные полости (камеры) а и Ь. При повороте ротора 7 относительно оси О1 в направлении, указанном стрелкой, объем камеры а насоса (отмечено на рис. 4.6 штриховкой), соединенной со всасывающей полостью 6, увеличивается, а камеры Ь, соединенной с нагнетательной полостью 4, уменьшается. В результате этого происходит всасывание рабочей жидкости через канал б и ее нагнетание через канал 4. Поскольку ротор 7 имеет плотный контакт с нижней частью статора 1, одна из пластин 3 или 5 в любом положении ротора отделяет всасывающую полость от нагнетательной. Для возможности радиального перемещения пластин и обеспечения плотного контакта со статором пластины поджимаются пружиной 2 к статору.

Многопластинчатые насосы однократного действия (обычно 6—12 пластин) применяются для снижения пульсации подачи рабочей жидкости.

На рис. 4.7 приведена схема одного из таких насосов, наиболее часто применяемых в системах подпитки основных насосов и в системах смазки.

Насос состоит из вращающегося ротора 2, в радиальных прорезях которого помещены пластины 3, и статорного кольца 1, ось которого смещена относительно оси ротора на величину е. Питание насоса жидкостью (всасывание) осуществляется через серповидное окно а (для данного направления вращения), а вытекание (нагнетание) — через окно в. Окна расположены в боковых крышках насоса.

Принцип действия многопластннчатого насоса однократного действия аналогичен принципу действия двухпластинчатого. Но если за один оборот ротора в двухпластинчатом насосе будет совершен один рабочий цикл (всасывание и нагнетание рабочей жидкости), то в многопластинчатом насосе рабочих циклов будет в 3 или 6 раз больше соответственно для шести- или двенадцати-пластинчатого насоса.

В практике конструирования машин наряду с рассмотренными выше применяются и другие конструктивные схемы многопластинчатых насосов однократного действия. Так, на рис. 4.8 приведена конструктивная схема многопластинчатого насоса однократного действия с цапфовым распределением рабочей жидкости.

Напорное а и всасывающее в окна размещены в неподвижной цапфе 3. С рабочими камерами, образованными поверхностями ротора, статора, пластин и боковых дисков, эти окна соединены радиальными отверстиями d в роторе 1. Регулирование величины н изменение направления подачи (реверсирование) в таких насо сах осуществляются соответствующим изменением величины и знака эксцентриситета е.

Недостатком пластинчатых насосов однократного действия является трудность герметизации вытеснителей, особенно со стороны торцов, а также большая нагрузка на ось ротора и пластины от давления жидкости. Поэтому на практике более распространены нерегулируемые пластинчатые насосы двукратного и реже четырехкратного действия, которые обладают более высокими рабочим объемом и КПД.

Преимуществом пластинчатых насосов двукратного действия является уравновешенность радиальных сил давления рабочей жидкости на пластинчатый ротор, что позволяет использовать их при более высоком, чем у насосоп однократного действия, давлении жидкости — до 16 МПа (160 кгс/см2) и выше.

Насосы двукратного действия конструктивно представляют собой два пластинчатых насоса однократного действии, размещенных в одном корпусе (рис. 4.9). Внутренняя поверхность статора 4 — фасонного профиля, образует по две напорных a1 и a2 и всасывающих в1 и в2 полости. В результате этого за один оборот ротора 2 каждая пластина 3 дважды участвует в процессе всасывания и нагнетания. Пластинчатые насосы двукратного действия являются нерегулируемыми.

Расчет подачи (расхода) рабочей жидкости для пластинчатых гидромашин. Пластинчатые гидромашины являются обратимыми и могут использоваться как насосы и как гидромоторы. Техническая подача насоса (расход гидромотора), м3/с, определяется по формулам:

где R и г — большой и малый радиусы (полуоси) статора, м. Как отмечалось выше, пластинчатые насосы применяются в системах гидропривода машин для выполнения вспомогательных функций. Они имеют постоянное направление потока рабочей жидкости. В них отсутствует регулировка подачи при постоянной частоте вращения приводного вала. Долговечность лопастных насосов достигает 5000 ч. Насосы развивают давление до 6,3 МПа при мощности от 1,1 (Г12-21 А) до 27,5 кВт (Г12-26А) и имеют КПД 0,5... 0,8.