25. Расчетная подача пластинчатых гидромашин. Равномерность подачи
25.1. Подача двухпластинчатого насоса одинарного действия
Подача каждой пластиной за один оборот определится площадью, отмеченной точечной штриховкой (рис. 6.1., б). Эта площадь при угле и толщины пластины будет находиться по формуле:
, где R и r – радиусы статора и ротора.
Следовательно, средняя расчетная подача насоса с учетом, что за каждый оборот вытиснится два объема, соответствующих этой площади, и учетом объема пластин () будет равна:
где В – ширина ротора;
n – частота вращения вала насоса;
b – толщина пластины.
Так как текущая площадь вытеснения в рассматриваемом двухпластинчатом насосе изменяется по углу поворота вала, переменной будет и подача. Наличие пульсации подачи и работа при небольших давлениях ограничивает применение насосов этой схемы.
25.2. Подача многопластинчатого насоса одинарного действия
Рис. 6.4. – Расчетные схемы пластинчатого насоса
Рабочий объем q насоса равен объему, описываемому рабочей частью пластины высотой , имеющей контакт с левой разделительной перемычкой а за один оборот (рис. 6.4, а; условно показаны лишь две пластины и рабочая высота правой пластины принята равной нулю).
Допуская, что толщина пластины равна нулю и рабочая высота ее при повороте ротора на угол , в пределах которого пластина будет находиться в контакте с левой перемычкой а статора, не изменяется и равна , находим рабочий объем насоса:
, где ρ – расстояние от центра вращения ротора до центра давления рабочей площади пластины ;
B – ширина ротора,
D – диаметр колодца в корпусе статора.
Средняя расчетная (теоретическая) подача насоса в единицу времени с учетом толщины пластин, будет равна:
.
25.3. Расчетная подача пластинчатого насоса двукратного действия
Пластина (рис. 6.3) при перемещении по концентричным участкам между окнами а1 и b1 или а2 и b2 вытесняет объем Q', по величине равный произведению площади рабочей части пластины на окружную скорость ее центра давления при рабочей высоте пластины :
, где B и h – ширина и высота рабочей части пластины;
r2 и r1 – большой и малый радиусы статора;
ω – угловая скорость ротора.
Подставив значение ω и учитывая, что одновременно происходит вытеснение жидкости из двух камер, получим выражение для вычисления подачи насоса с учетом толщины пластин и их наклона (рис. 6.3, а):
.
Для насосов с радиальным расположением пластин (рис. 6.3, б) подача определяется по формуле:
.
Угол наклона пазов ротора под лопасти к радиусу ротора обычно принимают равным 13–15° при малых диаметрах ротора (до ~80 мм) и 7–8° при больших диаметрах.
25.4. Регулирование подачи пластинчатого насоса
Регулирование производительности и изменение направления подачи осуществляются соответствующим изменением величины и знака эксцентриситета е (рис. 6.5). В положении I насос установлен на максимальный эксцентриситет , что соответствует максимальному расходу ; в положении II значения и ; и в положении III имеет место максимальный эксцентриситет обратного знака () и соответственно – максимальная подача противоположного направления ().
Эксцентриситет изменяется обычно с помощью винтового механизма или иных механических и гидравлических устройств.
Рис. 6.5. – Схемы регулирования подачи пластинчатого насоса
Рабочий объем регулируемого насоса можно представить, введя безразмерное значение эксцентриситета:
, где – относительный (безразмерный) эксцентриситет, изменяющийся от 0 до ±1;
и – максимальный и текущий рабочие объемы;
и – максимальное и текущее значения эксцентриситета.
Расчётная подача регулируемого насоса определится по формуле:
.
25.5. Равномерность (пульсация) подачи
Т.к. центр вращения ротора смещен относительно центра кольца статора , с диаметром (рис. 6.4, б), принятое условие будет справедливо только для среднего относительно разделительной перемычки положения пластины, в иных же положениях ее рабочая высота будет переменной.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.