Насосы гидравлических систем станков и машин - Леонов А.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Повышение давлений в гидравлических системах позволяет уменьшить размеры исполнительных механизмов, например диаметры цилиндров, что сказывается на уменьшении габаритов и веса машин и имеет большое значение для мощных машин и прессов.
В наших гидравлических системах, как правило, применяются давления до 320 кг/см2. В отдельных случаях применяются более высокие давления (до 500 кг!см2).
В настоящее время имеется тенденция к увеличению рабочих давлений в гидравлических прессах до 400 кг/см2 и выше.
Так, например, в Чехословакии для гидравлических прессов применяется давление 400 кг!см2\ в США из 75 фирм, производящих для рынка насосы объемного действия, 16 фирм изготовляют их для давлений свыше 5000 фунт/дюйм2 (352 кг/см2), а И фирм — для давлений свыше 10 000 фунт/дюйм2 (704 кг/см2).
Применение в гидравлических системах высоких давлений и создание надежных конструкций насосов для таких давлений имеют важное значение для развития автоматизации работы машин с помсшью гидравлических систем. ____
2*
Глава lb ШЕСТЕРЕНЧАТЫЕ НАСОСЫ
1. Принцип действия
Действие наиболее распространенного шестеренчатого насоса (фиг. 2), имеющего две шестерни с наружным зацеплением, происходит следующим образом.
При вращении шестерен 5 и 2, помещенных в корпус 1 с небольшими торцовыми и радиальными зазорами, в полости всасывания 8
происходит разрежение, так как воздух, заполняющий впадины между зубьями, при вращении шестерен переносится в полость нагнетания 3 и при входе зубьев в зацепление выталкивается в нагнетательный трубопровод 4 в связи с уменьшением объема, ограниченного зубьями. Не будучи уравновешено атмосферным давлением, масло поднимается из маслобака 6 по всасывающему трубопроводу 7 и заполняет впадины между зубьями, находящиеся во всасывающей полости.
20
При вращении шестерен масло переносится в полость нагнетания и при входе зубьев в зацепление вытесняется в нагнетальный трубопровод. МаСло, находящееся в радиальных зазорах между зубьями 9, не вытесняется и создает мертвое пространство, не влияющее на подачу масла.
2. Производительность и параметры шестерен
Теоретическая производительность шестеренчатого насоса, т. е. объем жидкости, нагнетаемой насосом в единицу времени, зависит от рабочего объема впадин между зубьями ведущей шестерни и скорости ее вращения при условии полного заполнения впадин маслом.
Из приведенной схемы (фиг. 2) видно, что чем больше объем впадин (произведение площади впадин на ширину шестерни), тем больше за один оборот ведущей шестерни будет перемещаться жидкости из полости всасывания в полость нагнетания. При определении производительности необходимо исключить объем жидкости, равный объему суммарных зазоров, заключенных между окружностью головок одной и окружностью впадин другой шестерен. Для насосов, шестерни которых имеют равное число зубьев, как это бывает часто на практике, теоретический объем жидкости, нагнетаемый за один оборот, равен удвоенному объему впадин шестерни минус объем радиальных зазоров.
В конструкциях шестеренчатых насосов профиль зубьев обычно выполняется по эвольвенте инструментом с углом профиля основной рейки 20°. Для этого вида зацепления можно считать, что объем зубьев равен объему впадин.
Из такого допущения вытекает, что каждая шестерня за один оборот насоса нагнетает объем, равный половине объема кольца, имеющего: а) наружный диаметр, равный диаметру окружности выступов шестерни; б) внутренний диаметр, равный наружному без удвоенной высоты головки зуба; в) ширину, равную ширине шестерни. Две шестерни за один оборот нагнетают полный объем такого кольца. При-
няв объем кольца как произведение длины его средней окружности, равной начальной окружности шестерни, на площадь поперечного сечения (произведение удвоенной высоты головки зуба на ширину шестерни) и учтя, что удвоенная высота головки равна разности диаметра окружности выступов и диаметра начальной окружности, теоретический объем жидкости, нагнетаемый насосом за один оборот, выразится формулой
qm = ltd фе —d)b. (29)
Теоретическая производительность насоса в минуту определится следующим выражением:
Qm = vd (De — d) bn 10-3 см?I мин, (30)
где De — диаметр окружности выступов ъ мм; d — диаметр начальной окружности в мм; b — ширина шестерен в мм; п — число оборотов шестерни в минуту.
21
Так как производительность насосов принято измерять в литрах в минуту, то формула примет вид:
Qm — ¦кйфе — d)bn 10~6 л/мин. (31)
Данная формула с достаточной для практических целей точность1о дает возможность определить теоретическую производительность шестеренчатых насосов.
В табл. 3 приведены сравнения теоретической производительности шестеренчатых насосов серии Ш, рассчитанной по формуле (31), со средними значениями замеров, сделанных при производственных испытаниях более 1000 Насосов. Эти данные подтверждают, что отклонения фактической теоретической производительности насосов от расчетной являются весьма незначительными (до 2%).
Таблицу 3
Сравнение расчетной и фактической производительности шестеренчатых насосов
