ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.03.2024
Просмотров: 117
Скачиваний: 0
обертання, вираженої в об/с і об/хв.
Під номінальною частотою обертання nном, розуміють найбільшу частоту обертання, при якій гідромашини повинні працювати протягом установленого терміну служби зі збереженням параметрів у межах установлених норм. Номінальну частоту обертання насосів із приводом від електродвигунів звичайно приймають рівній номінальній частоті обертання асинхронних електродвигунів. Ряди номінальних частот обертання встановлює ДСТ 12446—80.
Тиск на вході в насос (тиск усмоктування) — мінімальний тиск на вході в насос, обумовлене явищем кавітації рідини.
Об'ємна подача - це об’єм робочої рідини, подаваємої за одиницю часу Q, м3/с, визначають по формулі
Q=V0n |
(15) |
де n -частота обертання, с-1.
Характеристика насоса – залежність від подачі насоса від тиску нагнітання при постійні частоті обертання вала (номінальній)
Фактична подача насоса Qф відрізняється від теоретичної Qт завдяки наявності об’ємних витрат рідини – в першу чергу на витікання Qвит через зазори в з’єднаннях деталей. Мають місце також витрати рідини, пов’язані з неповним заповненням рідиною робочих камер Qвит.ум – умовні витікання або втрати на всмоктування насоса, завдяки гідравлічному опору, кавітаційним явищам та ін. Одна з причин виникнення цього явища – малий напор на вході насоса та великий гідравлічний опір всмоктувального каналу.
Qф=Qт-(Qвит+Qвит.ум) |
(16) |
Об’ємні витрати в насосі характеризуються його об’ємним к.к.д.
Об’ємний к.к.д. визначається як відношення фактичної подачі насоса до ідеальної (теоретичної)
|
Qф |
або |
|
Qф |
(17) |
об |
Qт |
об |
Qi |
||
|
|
|
|
||
де |
Qі=Qф+(Qвит+Qвит.ум) |
|
(18) |
||
визначається в режимі холостого ходу (без навантаження) для шестеренних насосів об = 0,95...0,97.
Шестеренні насоси
Шестеренним насосом називають роторний насос з робочими камерами, утвореними робочими поверхнями зубчастих коліс, корпуса і бічних кришок.
По виду зубчатоготого зачеплення шестеренні насоси поділяють на насоси з зовнішнім і внутрішнім зачепленням. На рис. 8 показана конструктивна схема найбільш розповсюдженого шестеренного насоса з зовнішнім зачепленням. Ведуча шестерня 1 і ведена шестерня 2 розміщені в розточеннях корпуса 3, що має порожнини усмоктування А і нагнітання Б.
16
2 |
|
|
|
Б |
А |
Нагнітання |
Всмоктування |
1 |
3 |
|
|
|
Рис.8. Схема шестеренного насосу |
Принцип роботи насоса полягає в наступному. При обертанні шестерень зуби виходять із зачеплення в порожнині А створюється вакуум, тому що при виході з зачеплення обсяг порожнини збільшується на подвоєний обсяг простору між зубами. Під дією різниці тисків у баці і порожнині А рідина з бака надходить у порожнину А і заповнює простір, що звільнився. Обертаючись шестерні переносять цю робочу рідину в порожнину Б. При вході зубів у зачеплення робоча рідина витісняється зубами і надходить у напірну лінію.
Звичайно не вся рідина витісняється в порожнину нагнітання. Частина рідини по радіальних зазорах (між розточенням корпуса і зовнішнім діаметром шестерні) і торцевим зазорам (між торцями шестерень і бічних кришок) перетікає в порожнину усмоктування, а частина рідини защіпається при зачепленні шестерень у западинах між зубами. Тому що зачеплення зубів шестерень відбувається на довжині, більшого одного кроку, то спочатку відбувається стиск замкненого об’єму рідини (рис. 9) від АВ до ВС внаслідок зменшення обсягу між сусідніми вигинами, а в другій половині розширення від ВС до СD.
D |
A |
C B
Рис.9. Утворення замкненого об’єму шестеренного насоса
17
Рис. 10. Основні складові шестеренного насосу 1-кришка із ребрами жорсткості; 2-металфторопластова втулка; 3-З-образний
манжет; 4-захисні пластини; 5- компенсатор; 6- шестерні; 7-корпус насосу.
При малих зазорах у зачепленні і гарному контакті між зубами тиск у замкненому обсязі різко збільшується, що може привести до поломки насоса. Для
18
усунення різкого збільшення тиску (для розвантаження) передбачають канали на неробочих поверхнях зубів для нереверсивних машин, у западинах шестерень і на бічних кришках. Робочий об’єм шестеренного насоса визначають по формулі
V0= Dнhb=2 m2zb |
(19) |
де DH – початковий діаметр шестерні, DH = mz; h – висота зуба, h=2m; m -модуль зачеплення; z -число зубів шестерні; b -ширина вінця шестерні.
Цей вираз справедливий при припущенні, що обсяг западин між зубами дорівнює обсягу зубів.
Досвід проектування показує, що число зубів шестерні варто вибирати меншим (z = 6...16), а модуль великим (при цьому значно зменшуються габарити насоса). Ширину вінця шестірні звичайно приймають рівної 3...6 m.
Так, як параметри, що визначають робочий об’єм шестеренного насоса, - величини постійні, то шестеренні насоси нерегульовані.
Насос подає робочу рідину нерівномірно: миттєва подача насоса – періодична функція кута повороту вала ведучої шестерні (рис.11). Коефіцієнт пульсації подачі робочої рідини визначають по формулі
|
k |
|
1.25 |
cos2 |
|
(20) |
|
П |
z |
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
де cos -кут зачеплення; |
=20°; z -число зубів. |
|
||||
Частота коливань подачі пропорційна частоті обертання і числу зубів шестерні. Період коливань подачі визначається часом повороту шестерні на кут, що відповідає одного кроку:
T |
1 |
|
(21) |
|
|
||
|
|
||
|
n |
z |
|
Нерівномірність подачі викликає пульсацію тиску і негативно позначається на роботі насоса і гідроприводу, створюючи вібрації. Таким чином, для зменшення пульсації подачі необхідно збільшувати число зубів.
Q |
|
|
2 |
min |
max |
2 |
Q |
Q |
|
|
|
|
|
|
Рис.11. Графік коливання подачі шестеренного насоса |
||
19
Рис.12. Способи позначення насосів шестеренних
20
Насоси типу НШ-Е, мають ресурс до 1000 годин; НШ-У, мають ресурс до 4000 годин; НШ-К, мають ресурс до 6000 годин.
В відповідності з ГОСТ 8753-80 шестеренні насоси поділяються на чотири групи і позначаються 1,2,3,4.
1група – насоси з номінальним тиском 10 мПа(100 кг/см2) і робочим об’ємом
10; 32; 46; 67 см3.
2група – насоси з номінальним тиском 14 мПа(140 кг/см2) і робочим об’ємом
10; 32; 50; 67;100; 160 і 250 см3.
3група – насоси з номінальним тиском 16 мПа(140 кг/см2) і робочим об’ємом
4; 6.3; 10; 32; 50; 67; 100; 160 і 250 см3.
4група – насоси з номінальним тиском 20 мПа(200 кг/см2) і робочим об’ємом
4; 6.3; 10; 32; 50; 67; 100; 160 і 250 см3.
Питання для самоконтролю
1.Типи насосів, що застосовують у гідроприводах сільськогосподарської техніки?
2.Будова шестеренного гідронасоса.
3.Назвіть основні параметри гідронасосів.
4.Призначення гідро компенсатора.
5.Чи змінюється подача насоса при зміні частоти обертання його вала?
6.Назвіть переваги і недоліки шестеренних гідромашин.
7.Які показники наведено на етикетці шестеренного насоса.
8.Розшифруйте марку насоса НШ-32В3.
9.Чи можна шестеренний насос використати у режимі гідромотора і навпаки.
21
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3
ШЕСТЕРЕННІ ГІДРОМОТОРИ
Мета роботи: вивчити призначення, будову, принцип роботи, переваги та недоліки
Загальні відомості про шестеренні гідромотори
Гідромотори призначені для того, щоб перетворити гідравлічну енергію, яку виробляє насос в механічну. Усі шестеренні насоси мають властивість оборотності, тобто мають подвійне призначення: насоса – споживача енергії і гідромотора – її передавача.
Конструкція гідромоторів цілком уніфікована з конструкцією насосів. Якщо насос необхідно використовувати в режимі гідромотора, необхідно рідину підводити з боку нагнітального отвору. У цьому випадку насос буде обертатися в протилежному напрямку.
Характерною рисою шестеренних гідромоторів є відсутність кавітації, тому мінімальна їхня частота обертання обмежується тільки механічними умовами. Звичайно мінімальна частота обертання вала 50 об/хв. Однак, на низьких частотах обертання навантаження на підшипник значні. Тому пусковий момент гідромотора буде високий, у зв'язку з чим робочий орган включають після розгону гідромотора в холосту. У деяких конструкціях передбачені пристрої, що поліпшують запуск шестеренних гідромоторів. Крутний момент, на валу гідромотора виникає в результаті тиску мастила на площі профілів зубів шестерень у зоні підведення мастила і на відстань від центра тиску цієї площі до вісі шестерень.
4
1 3
2
Рис.13. Схема гідромотора
На рис. 13 видно, що сумарна сила на зуб 1 більше чим на зуб 2, тому ліва шестерня буде обертатися проти годинникової стрілки.
Результуюча сила тиску, що діє на поверхні зубів 3 і 4, буде спрямована вправо. Тому права шестірня буде обертатися по годинниковій стрілці.
Отже теоретичний крутний момент на валу гідромотора складається з
22
моменту М1 ведучої шестерні і моменту М2 веденої шестерні.
Теоретичний крутний момент, у залежності від підводимого тиску і параметра шестерень визначають по формулі:
|
|
P b m2 z m2 |
|
l 2 |
|
M |
Т |
|
|
(22) |
|
|
|||||
|
|
12 |
|||
|
|
|
|||
де Р - підводимий тиск; b-ширина зуба; m-модуль зачеплення; z-кількість зубів шестерень; l- довжина лінії зачеплення.
Для шестерні з кутом зачеплення =20о, l= m cos
Однак момент можна визначати по більш простій формулі
M |
qP |
кгс м |
(23) |
|
|
||||
200 |
||||
|
|
|
де q – об’єм, що споживається за один оберт шестерні гідромотора см3/об; p - тиск мастила яке підводиться, кгс/см2
потужність яку споживає гідромотор вираховують за формулою:
N |
|
|
QP |
|
квт |
|
n |
612 |
|||||
|
|
|||||
|
|
|
||||
де Q-вживання мастила гідромотором, л/хв. |
||||||
Q |
|
qn |
л/хв |
|||
|
|
|
||||
|
3 |
|
||||
|
|
0 10 |
|
|
||
де n-частота обертання, об/хв.; |
|
0-об’ємний ККД гідромотора |
||||
Ефективну потужність гідромотора визначають за формулою:
Nе M n квт
975
Ефективний ККД підраховують за формулою:
Ne
Nn
Гідромотори типу ГМШ
(24)
(25)
(26)
(27)
Шестеренні гідромотори типу ГМШ призначені для приводу активних робочих органів і механізмів сільськогосподарських машин в обертальні рухи при включенні гідросистеми трактора, комбайна, автомобіля.
Наприклад, у розкидачі рідких добрив РНСУ-3,6, для приводу вакуум насоса, у кукурудзозбиральному комбайні КСКУ-6 для приводу механізму підтягування візка і т.д. будова ГМШ така ж як і круглих насосів
Гідромотори типу МНШ
Мотори - насоси шестеренні (МНШ) створені на базі серійних насосів НШУ. Мотор-насос МНШ - 46У застосовується для приводу дисків, що
розкидають, на розкидачах міндобрив.
Відрізняється мотор – насос МНШУ наявністю дренажного мастилопроводу, приєднаного до денця корпуса.
23