 |
|
Звітність по роботі
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1
Тема: Дослідження об’ємних насосів.
Мета: Вивчити призначення, класифікацію, позначення по стандартах і принцип дії об’ємних насосів, провести розрахунок основних технічних показників.
1. Вказівки по підготовці до роботи
1.1. Завдання по самостійній підготовці до роботи. Вивчити: призначення, конструкцію, позначення по стандартам насосів об'ємного гідроприводу.
1.2. Питання для самоперевірки:
– призначення насосів об'ємного гідроприводу;
– дати класифікацію насосів;
– привести умовні позначення насосів по стандартах.
Вказівки по виконанню роботи
2.1. Програма роботи.
2.1.1. Вивчити конструкцію, принцип дії і позначення по стандартах:
– шестеренних насосів типу НШ;
– гвинтових;
– пластинчастих насосів;
– радіально-поршневих;
– аксіально-поршневих насосів.
2.1.2. Вивчити особливості конструкції насосів з регулюємою подачею.
Звітність по роботі
3.1. Зміст звіту:
3.1.1. Дати класифікацію насосів об'ємного гідроприводу.
3.1.2. Накреслити функціональні схеми вивчених гідронасосів.
3.1.3. Розшифрувати маркірування насосів сільськогосподарського гідроприводу.
3.1.4. Провести розрахунок основних технічних показників.
4. Насоси
4.1. Загальні відомості з насосів.
Насос – це гідравлічні машини призначені для створення потоку рідинного середовища.
Вони діляться на динамічні та об`ємні.
В гідроприводах сільськогосподарської техніки застосовуються тільки об`ємні роторні насоси.
Об’ємні насоси – це насоси в яких рідина переміщується завжди періодичній зміні об’єму камери, яку вона (рідина) займає.
Об’ємні насоси діляться на роторні і зворотньо-поступальні. В гідроприводах застосовується тільки роторні об’ємні насоси.
Насос в системі об’ємного гідропривода є вхідною (основною) ланкою і призначений він для подачі робочої рідини на гідродвигун (вихідну ланку).
Класифікація об`ємних насосів, які застосовуються в об’ємних гідроприводах наводиться на рисунку 4.1.
Об’ємні насоси характеризуються такими основними технічними показниками (параметрами):подача, тиск, потужність, частота обертання.
Подача насоса, Q , м3/с – відношення об`єму рідини, яку подає насос, до часу, або об`єм рідини, м3, яку насос подає за 1 секунду. Визначається вона для роторних насосів за залежністю
(1)
де 
– робочий об`єм насоса, тобто об`єм рідини, яка проходить через насос за один оберт вала;
- частота обертання вала.
Тиск насоса, P, Па – різниця тиску на виході і вході насоса, тобто повний препад енергії рідини віднесений до одиниці її об’єму. Визначається тиск залежністю
, (2)
де 
, 
- тиск, відповідно, на виході і вході насоса.
У відповідності з тиском напір насоса, Н, м, визначається залежністю
, (3)
Потужність насоса, N, Вт – робота, яка виконується насосом за одну секунду при переміщенні одного метра кубічного рідини на шляху, що дорівнює напору насоса. Визначається потужність залежністю (без врахування к.к.д.)
, (4)
де P - тиск насоса;
Q - подача насоса.
Частота обертання, n, с-1 – кількість обертів робочого органа насоса за секунду.
На гідравлічних схемах насоси позначаються згідно з додатком А.
4.2 Шестерневі насоси
Це об’ємні роторні насоси обертової дії з робочими камерами, створюваними елементами двох суміжно розташованих шестерень (міжзубними просторами), корпусом та кришкою насоса.
Таким чином, шестерневі насоси складаються з двох, ведучої і відомої, шестерень, які знаходяться в зачепленні і розташовані з мінімальним зазором в корпусі та кришки, що закриває корпус насоса, рисунок 4.2
По виду зачеплення шестерен вони бувають з зовнішнім і внутрішнім зачепленням, дивитись рисунок 4.1.
Принцип дії шестерневих насосів з зовнішнім зачепленням полягає в тому, що зуби, при обертанні шестерен, захоплюють рідину і переміщують її від усмоктувальної до напірної порожнини. Тобто рідина рухається по зовнішньому колу вздовж стінок корпуса.
В насосах з внутрішнім зачепленням обидві шестерні обертаються в одному напрямку, а рідина з усмоктувальної порожнини А заповнює простір між зубами і переміщується до нагнітальної порожнини Б.
В просторі між виступами зубів зовнішньої і внутрішньої шестерен знаходиться розділювач 3. Робоча камера утворюється простором між зубами зовнішньої і внутрішньої шестерен, розділювачем 3 і боковими кришками.
а - з зовнішнім зачепленням: 1 - ведена шестерня; 2 - корпус; 3 - ведуча шестерня; 4 - вал; А і Б – відповідно усмоктувальна і нагнітальна порожнини; б - з внутрішнім зачепленням: 1- внутрішня шестерня; 2 - рухома шестерня; 3- розділювач; 4 - вал; 5 - корпус; А і Б – відповідно, усмоктувальна і нагнітальна порожнини.
Рисунок 4.2. Схема шестерневих насосів.
Кількість зубів в шестерні 6...16. При зачепленні шестерен в міжзубних просторах утворюється запертий об’єм рідини, тиск якої різко збільшується, що може викликати поломку насоса. Для усунення цього явища в них улаштовуються розвантажувальні канали. Так як параметри, які визначають робочій об’єм шестерневого насоса, є величинами постійними, то шестерневі насоси є нерегульованими. Застосовуються вони для живлення гідроприводів невеликої потужності з дросельним управлінням. Перевагою цих насосів є простота конструкції, компактність, незначна вага і порівняно низька вартість. Недоліками їх є нерівномірність подачі, великі механічні втрати енергії, значні втрати рідини на підтікання, нерегульованість їх об`єму та запирання рідини в міжзубних просторах. На рисунках 2.3 і 2.4 показані насоси типів НШУ і НШК. НШУ- насос шестерневий універсальний; НШК - насос шестерневий круглий.
а - будова насоса; б - повздовжній розріз; 1 - кришка; 2 - корпус; 3 - ведуча шестерня; 4 - ведена шестерня; 5 - опорна (піджимна) втулка; 6 - гумове ущільнення; 7 - ущільнююче кільце; 8- сальник; 9- статорне кільце; 10 - манжета ущільнення; А - усмоктувальна порожнина; В - кільцева камера; Т - напрямок дії тиску на втулки 5.
Рисунок 4.3. Шестерневий насос універсальний типу НШУ.
Шестерневі насоси певним чином маркіруються. Назва марки насоса розпочинається двома абревіатурними літерами НШ- насос шестерневий, слідуючим іде число, яке позначає робочий об’єм, см3. Якщо після першого числа через тире позначене друге двозначне число, то насос двохсекційний, а число позначає робочий об`єм другої секції. Числа 2, 3, 4, що подаються далі, позначають виконання по тиску відповідно 14, 16, 20…25 МПа. Літери У, А, Є і інші позначають модифікацію — універсальний і т.д., якщо літери відсутні — насос круглий.
Наприклад: насос НШ-32-У-2-Л — насос шестерневий; 32 — робочий об’єм, см3. У — універсальний; 2 — виконання по тиску — 14МПа; Л — лівого обертання (якщо “Л” не вказується — насос правого обертання); насос НШ-50-3 — насос шестерневий; 50 — робочий об’єм, см3; 3 — виконання по тиску — 16МПа; НШ-32-10-2 — насос шестерневий двохсекційний; 32 — робочий об’єм першої секції, см3; 10 — робочий об’єм другої секції, см3; 2 — виконання по тиску — 14 МПа.
Гвинтові насоси
Це об’ємні роторні насоси обертової дії в яких завдяки спеціальному профілю нарізки гвінтів (роторів) забезпечується повне роз’єднання (відокремлення) усмоктувальної і напірної порожнин. Вони виготовляються як одно-, двох-, трьох - і багатогвинтові з горизонтальним та вертикальним виконанням.
Показаний на рисунку 4.5. одногвинтовий насос, складається з однозаходного стального гвинта (ротора) і двохзаходної гумової обойми, запресованої в врізок стальної труби (корпус). При обертанні гвинта рідина герметично замикається в вільному просторі між гвинтами обоймою і переміщується з усмоктувальної в нагнітальну порожнину.
На рисунку 4.6. показаний трьохгвинтовий насос. Центральний (середній) гвинт 4 є ведучим, а два бокові гвинти 3 - веденими. Корпус 1, дві відстані (ступені) бокових гвинтів і одна відстань (ступінь) центрального гвинта утворюють замкнуту камеру, яка при обертання гвинтів постійно рухається від сторони усмоктування до сторони нагнітання. Усмоктувальна і нагнітальна камери обмежені кришками 5.
4.4. Пластинчаті насоси.
Це об’ємні роторні насоси обертової дії в яких робочі камери утворюються поверхнями ротора, статора, двох суміжних пластин і бокових кришок. Пластинчатий насос складається з вала, статора і ротора, в пазах якого розташовані пластини, рисунок 2.7. Ротор насоса розташований ексцентрично відносно статора.
Принцип роботи цих насосів полягає в наступному: при обертанні ротора в напрямку показаному стрілкою на рисунку 2.5 пластини під дією відцентрової сили (а іноді і за допомогою пружин) на ділянці У, виходять з пазів ротора і прижимаються до внутрішньої поверхні статора. В наслідок цього на цій ділянці утворюються порожнини з вакууметричним тиском, які через канал 4 з’єднуються з усмоктувальною порожниною, і таким чином, тут відбувається процес усмоктування. В точці А робочий об’єм замикається. При подальшому обертанні ротора від тачки А, рідина, що перекачується, витискається з робочої камери, так як попередня пластина в точці Б розмика робочу камеру, об’єм її зменшується і каналом 5 робоча камера з’єднується з нагнітальною порожниною. Таким чином, на ділянці Н відбувається процес нагнітання рідини.
1 — двохзахідна гумова обойма; 2 — однозахідний стальний гвинт; 3 — геометричний центр поперечного перерізу гвинта; 4 — вісь гвинтової поверхні статора; 5 — вісь гвинтової поверхні гвинта (ротора).
Рисунок 4.5. Схема одногвинтового насоса
1 — корпус; 2 — вал центрального (ведучого) гвинта; 3 — бокові (зовнішні) ведені гвинти; 4 — центральний (ведучий) гвинт; 5 — кришки.
Рисунок 4.6. Трьохгвинтовий насос.
1 – корпус; 2 – ротор; 3 – прямокутні пластини; 4 – канал з’єднання з усмоктовальною порожниною; 5 – канал з’єднання з нагнітальною порожниною; е – ексцентриситет; R – радіус внутрішнього кола корпусу; S –товщина пластини; b – ширина пластини; Р.К. – робоча камера; А, В – точки, відповідно, змикання та розмикання робочого об’єму; У – зона усмоктування; Н – зона нагнітання.
Рисунок 4.7 Схема пластинчатого насоса