34. Шестеренные насосы.

Шестеренный насос представляют собой гидравлическую машину объемного действия в которой вытеснителями являются вращающие зубчатые шестерни. Перемещение жидкости в них происходит в плоскости перпендикулярной осям вращения шестерен.

Шестерни могут иметь как внутренние( рис 4.7 б) так и внешние( рис. 4.7 а) зацепление Больше распространены внешнее зацепление с более простой конструкцией.

Работа шестерен с внешним зацеплением:

Ведущий вал 1 на который насажена ведущая шестерня 2 вращающая внешним приводом. Ведомая шестерня 3 благодаря зубчатому зацеплению. Жидкость из полости А в полость Б посредством пространства между впадинами шестерен 4 и корпусом. В зоне зацепления одного входят впадины другого., что приводит к изменению объемов в зоне зацепления. В результате происходит компрессия или уменьшение объема и разряжение при выходе из зацепления . и то и другое негативно, т.к. приводит к гидроударам, кавитации и повышенной нагрузке на валы.. Во избежание этих явлений жидкость отводиться из области зацепления через специальное разгрузочное отверстие. На рис.4.7 б показан насос с внутренним зацеплением . Здесь ведущая шестерня 1 расположена внутри ведомой 2. Вращаются они в одном направлении. Для разделения объемов переносимых обеими шестернями служит островок 4 . Жидкость попадает в насос и удаляется из него через отверстие в торцевой части насоса.

В некоторых случаях требуется иметь 2 напорные линии, применяются трехшестеренчатые насосы рис.4.7 в.

Идеальный расход

Где n – обороты в секунду, – диаметр делительной окружности , - диаметр начальной окружности шестерни, d=mz – толщина пластины, z – число зубьев, m –модуль зацепления, b – ширина шестерни.

– механический кпд гидромотора, - перепад давления гидромотора

35. Винтовые машины

В интовой насос представляет собой машину, в которой вытеснителями являются впадины винтов, совершающих вращательные движения. При этом жидкость перемещается поступательно в пространствах, образованных между впадинами винтов и корпусом насоса. Винтовая машина предствлена на рисунке 1а.

Основными элементами насоса явлются винты 2 и 3. Один из них(2) приводится во вращение непосредственно от вала насоса, а второй (3) – через зубчату передачу 4. Жидкость переносится из полости А в полость Б в камерах, образованных между впадинами винтов и корпусом 1. Благодаря равномерностиперемещения жидкости достигается бесшумность работы, равномерность подачи, отсутствие пульсаций давления и момента нагрузки на валу насоса. Количество винтов может быть обычно 2,3 или 5, при этом один является ведущим, остальные – ведомыми. Разрез корпуса насосов представлен на рис. 1б,в и г соответственно. Нарезка винтов может быть одно- или многозаходной. Направление нарезки двух винтов, находящихся в зацеплении, должно быть противоположным. Передаточное отношене между ведущим и ведомым винтами =1.

Задача остальных винтов (кроме ведущего) – разделение полостей А и Б. Необходимым условием разделения камер А и Б является выполнение неравенства: L_B>t, где L_B – длина активной части винта; t – шаг нарезки.

С увеличением длины винта уменьшаются объемные потери в насосе, и увеличиваются механические потери. Поэтому, обычно выбирают длину винта в зависимости от давления, которое должен обеспечивать насос:

- до 2МПа (невысокие давления) - L_B=(1,5-2)t,

- (2-20) МПа (высокие давления) - L_B=(6-8)t.

В ходе работы винтового насоса возникают достаточно большие осевые усилия, обусловленные перепадом давлений между полостями А и Б. Для уравновешения этих усилий зачастую конструкцией насоса предусматриваются специальные разгрузочные поршни, расположенные на торцах винтов со стороны всасывающей полости (рис 1а – 5). К этим поршням подводится жидкость из нагнетающей полости, в результате чего действие осевых усилий компенсируется.

Производительность двухвинтового насоса: Q=2*S*t*n*η₀, [м³/с], где S – площадь сечения впадины одного винта в плоскости, перпендикулярной оси вращения; t – шаг нарезки; n – частота вращения [об/с]; η₀ – объемный КПД. Винтовые машины работают в диапазоне производительностей от 0,5 до 210 л/мин, давлениях до 20МПа. Допускается работа при частотах вращения – до 10000 об/мин. Главное условие, которое следует соблюдать при эксплуатации осевых машин: скорость движения жидкости в машине не должна превышать 5 м/с. Достоинства: малый момент инерции, бесшумность и плавнось работы, компактность, надёжность, отсутствие перемешивания и взбалтывания жидкости. Недостатки: требуется высокая точность изготовления деталей, невозможность регулирования рабочего объёма. Хотя винтовые машины и являются обратимыми, но чаще используются в качестве насосов при наличии высокоскоростного привода насоса.