Расчетная подача пластинчатых гидромашин. Равномерность подачи

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.