Насосы гидравлических систем станков и машин - Леонов А.Е.
Скачать (прямая ссылка):
В результате приращения давления происходит перемещение жидкости из полости большего давления в полость меньшего давления. В гидравлических системах станков и машин применяются насосы, создающие приращение давления за счет статического напора. Такие насосы носят название насосов объемного действия.
При работе насос с помощью трубопроводов соединен через линию всасывания с баком и через линию нагнетания с гидравлической системой. Цикл работы насоса объемного действия состоит из следующих элементов:
1) создания вакуума в рабочей камере путем увеличения ее объема;
2) заполнения рабочей камеры жидкостью из бака через линию всасывания под влиянием атмосферного давления;
3) вытеснения жидкости из рабочей камеры путем уменьшения ее объема в линию нагнетания.
Увеличение и уменьшение рабочей камеры насоса обеспечиваются движением нагнетающих частей. В период увеличения ее объема рабочая камера соединена с линией всасывания и разъединена с линией нагнетания. После заполнения жидкостью в период уменьшения ее объема рабочая камера соединена с линией нагнетания и разъединена с линией всасывания.
Насосы объемного действия характеризуются производительностью и напором.
По устройству объемные насосы могут быть разделены на роторные, инверсионные и клапанные. Строгая классификация насосов объемного действия не установлена 19].
Рабочие органы роторных насосов состоят из ротора, статора и замыкателя.
Герметическое отделение рабочей камеры от линии всасывания и нагнетания у роторных и инверсионных насосов производится путем
6
замыкания рабочих органов — статора, ротора и замыкателя при их перемещении.
Роторные насосы, в которых ротор и замыкатели по отношению к статору имеют лишь вращательное движение, называются коло-вратнымр, например шестеренчатые насосы.
Роторные насосы, в которых замыкателями являются поршни или лопасти, носят соответственно названия поршневых и лопастных ротационных насосов.
Инверсионные насосы отличаются от роторных тем, что в них ротор является неподвижным, а статор вращается. Примером инверсионного насоса может быть насос с неподвижным поршневым блоком и осевыми поршнями, наклонной шайбой и вращающимся дисковым золотником для соединения и разъединения рабочих камер с линиями всасывания и нагнетания.
Клапанные насосы отличаются от роторных тем, что в них соединение и разъединение рабочих полостей с линиями всасывания и нагнетания производится клапанами.
Когда производится нагнетание жидкости и открыт нагнетательный клапан, рабочая полость герметически отсоединяется от линии всасывания путем закрытия всасывающего клапана и соответственно нагнетательного при всасывании.
Плотное закрывание клапаном седла без зазора исключает утечку жидкости внутри насоса из линии нагнетания в линию всасывания через органы распределения, что принципиально отличает клапанные насосы от роторных, в которых отсечка рабочей полости от линии всасывания и нагнетания производится непрерывно движущимися частями.
Зазоры в распределительных органах насосов являются наибольшим источником потерь нагнетаемой жидкости. Величина утечки при постоянном зазоре прямо пропорциональна перепаду давлений. Поэтому, несмотря на компактность роторных насосов в силу уравновешенности вращающихся частей и наличия большого числа оборотов, их применение ограничивается давлениями не свыше 210—220 кг/сма.
Использование роторных насосов на более высоких давлениях экономически не целесообразно, так как утечки жидкости приводят к потере значительной части энергии, затрачиваемой на привод насосов.
Клапанные насосы применяются для давлений 500 /ег/лна и выше.
2. Полный напор насоса
Приращение давления — манометрического напора, развиваемого насосом, может быть определено разностью удельной энергии жидкости при входе и выходе в насос. .
Полная удельная энергия жидкости или на hop
Л-И-f + ?. (1)
где г — удельная потенциальная энергия жидкости (геометрический напор);
в
—-----удельная потенциальная энергия давления (пьезометриче-
ский напор);
— удельная кинетическая энергия жидкости (кинетический напор);
g — ускорение силы тяжести.
Согласно схеме (фиг. 1) манометрический напор насоса будет
Н = Н3 — Я2. (2)
Удельная энергия жидкости
на входе в насос H2=Zl+ рг
+
1Г ' 2g
где Zi — высота всасывания в м\
— — абсолютное давление
(разряжение) жидкости на входе в насос в м\
Vi— скорость жидкости на входе в насос в м/сек.
Напор Я3 при выходе жидкости из насоса больше напора Н4 на величину потерь в линии нагнетания от уровня 3 до уровня 4:
Нз = Hi + hs—i,
где Аз_4— потеря напора в нагнетательной линии.
Удельную энергию жидкости в исполнительном органе определяют по формуле
Фиг. 1. Схема для определения полного напора насоса.
Р4
где -у- — абсолютное давление жидкости в исполнительном органе в ж;
v0 — скорость жидкости в исполнительном органе в м/сек. Подставляя значения Нй и Нй, выраженные через Н,, в формулу (2), получим
+ *2 + —2g 1 + ^8-4) -И
(3)
Абсолютное давление (разрежение) на входе в. насос, измеряемое вакуумметром, будет
