Если обозначить передаточное число зубчатой пары е, а диаметры начальных окружностей Di и Dj, то уравнение (9.1) можно привести к следующему виду:

Q = flzini (1+8-)10.

(9.2)

Если колеса одинаковы, то е=1 и

Q = 2/te,Hlo. (9.3)

Подача иасоса определяется геометрическими размерами иасоса и частотой вращения его вала.

Повача

Рис. 9.1. Конструктивная схема шестеренного насоса

dcacb/ffaHue

Рис. 9.2. Обратное нагнетание жидкости шестеренным насосом

Объемный коэффициент tjo иасоса учитывает перенос жидкости в, пространствах а впадин обратно в полость всасывания (рис. 9.2). Этот] же коэффициент оценивает перетекание жидкости через зазоры из напорной полости во всасывающую. Для насосов т]о=0,7-н0,9.

В результате исследования кинематики и геометрии шестеренного насоса с одинаковыми колесами при эвольвеитном зацеплений приходят к следующему выражению для подачи:

Q = 0,233;№,i,

где R - радиус начальной окружности; h - высота головки зуба.

Все приведенные выражении для подачи дают средние значения ее за достаточно длительный промежуток времени. При работе шестеренных насосов подача непрерывно колеблется около среднего значения.

Шестеренные иасосы реверсивны, т. е. при изменении направления вращения зубчаток они изменяют направление потока в трубопроводах, присоединенных к насосу. Эти насосы обратимы: подводя жидкость под давлением к одному из патрубков насоса и сообщая другой па-

трубок со сливным баком, получаем работу машины в качестве гидро-дингателя; выходной вал машины будет развивать мощность, пропорциональную расходу и давлению подводимой жидкости.

Пластинчатые (шиберные) насосы. Простейшая схема такого насо-(.;, дана на рис. 9.3. Действительные конструкции значительно сложнее; с и укладываются в две основные схемы.

Первая схема - насос с внешним подводом жидкости (рис. 9.3.).

Bcacti- еа/ше

Рис. 9.3. Пластинчатый насос с внешним подводом

Рис. 9.4. Пластинчатый насос с внутренним подводом

В корпусе / вращается эксцентрично расположенный массивный ротор 2. В радиальных канавках, выфрезерованных в роторе, ходят пластинки (шиберы) 3. Внутренняя поверхность корпуса обработана так, что полость всасывания 4 и полость подачи 5 отделены одна от другой пластинами и цилиндрическими поверхностями аЬ и ей. Для правильной работы иасоса нужно, чтобы длины дуг аЬ и ей были не меньше расстояний между концами пластинок во времи пробегания их по уплотняющим поверхностям. Вследствие наличии эксцентриситета е при вращении ротора 2 жидкость переносится из полости 4 в полость 5 r межлопастных пространствах А.

Если эксцентриситет е будет уменьшен смещением ротора вверх, то и в нижней части иасоса возникнут межлопаточные пространства и чисть жидкости из полости 5 будет переноситься в полость 4.

.При е=0 количества жидкости, переносимой из полости 5 в полость 4 и обратно, становятся одинаковыми, и насос не подает жидкость. Если же е отрицательно, т. е. откладывается от центра корпуса вверх, то происходит подача из полости 5 в полость 4.

В простейших конструкциях насосов этого типа эксцентриситет выполняется постоянным. Средняя подача такого иасоса, м/мии,

Qt = fjhnr\, (9.Б)

где - площадь мёжлопастного пространства при пробегании его по замыкающей дуге oh.

Выражая /л через внутренний радиус корпуса R, относительный эксцентрнснтет е и центральный угол Р, можно получить развернутую формулу для определения подачи насоса.

Вторая схема - насос с внутренним подводом жидкости (рис. 9.4), Здесь имеются те же элементы конструкции, что и в насосе q внешним подводом: корпус /, эксцентрично посаженный ротор 2, ра(

Рнс. 9.5. Конструктивная схема аксиально-поршневого роторного на coca

чие пластины 3. Всасывание и подача .происходит через осевое отвер- стие в роторе, которое разделено неподвижной, плотно поставленной перегородкой 6 на полости всасывания н подачи. При вращении ротора, в направлении, указанном стрелкой, объемы А между пластинами уве-j личнваются. Благодаря этому происходит всасывание жидкости по днальным каналам из полости 4. Последняя сообщена со всасывающим трубопроводом.

Прн пробеганнн объемов А по дуге Ьа происходит уменьшение нх и жидкость подается в полость 5, соединенную с напорным трубопровод, дом насоса. Таким образом, осуществляются внутренний подвод и OT-jj вод жидкости.

За один оборот вала каждый объем между пластинами подает.] /л/ жидкости, и подачу насоса можно вычислить по формуле (9.5).

Объемный коэффициент пластинчатых насосов, учитывающий пере-; теканне жидкости через зазоры с напорной стороны на всасывающую, составляет 0,94-0,98.

Насосы двух указанных схем реверснвны н обратимы.

Аксиально-поршневые иасосы. На рнс. 9.5 дана конструктивная схема аксиального поршневого роторного насоса. В неподвижный корпус / плотно вставлен ротор 2,-свободно вращающийся вокруг оси; 0-0. В теле ротора 2 выполнены цилиндрические, хорошо обработанные отверстия 3 с осями, параллельными 0-0. Эти отверстия являются цилиндрами насоса. Торцы цилиндров 3 снабжены сквозными отвер-

стиями 4. Ротор 2 сопряжен карданом 5 с наклонной вращающейся шайбой б, сидящей на валу электродвигателя 7. Поршни 8 соединены тягами 9 с шарнирами, закрепленными на плоскости шайбы 6. Прн вращении шайбы 6 и соединенного с ней ротора 2 шарниры 10 и 10 бегут по окружности в плоскости аЬ, установленной под углом а к плоскости вращения ротора 2. Благодаря этому поршни 8 движутся в цилиндрах 3, проходя вдоль оси путь 2/? sin а. При этом объемы, замыкаемые поршнями в цилиндрах, непрерывно изменяются. Так, если шарнир IC поршня бежит по дуге полуокружности радиусом R вверх, то поршень отодвигается вправо и происходит всасывание через всасывающий штуцер , серповидную канавку 12 в торце корпуса и отверстие 4 в полость цилиндра. Дальнейший путь шарнира 10- вниз по дуге, указанной штриховой стрелкой, повлечет за собой подачу жидкости данным цилиндром в напорный штуцер. Аналогично работают все цилиндры.

Средняя подача такого насоса может быть определена по формуле

Рнс. 9.6. Поршневой радиальный роторный насос

Q - 2R sin а --- гпЦо = l,57Rd гп*1о sin а.

(9.6)

где tio=0,97.

Насосы аксиально-поршневого типа реверсивны и обратимы; при подведении жидкости под давлением к одному из патрубков насоса и сообщении другого со сливом силы, действующие от жидкости на поршни, будут передаваться по штокам на плоскость шайбы 6; таким образом, эти силы будут давать тангенциальные составляющие, обусловливающие вращающий момент и мощность на валу шайбы.

В рассмотренной конструктивной схеме насоса его геометрическая ось пересекается с осью двигателя, поэтому для передачи мощности от двигателя ротору насоса необходим карданный вал 5, усложняющий конструкцию.

Имеются аксиально-поршневые насосы, в которых геометрические оси насоса и двигателя лежат на одной линии. В таких насосах шайба 6 выполняется профилированной, посаженной на вал под прямым углом, или плоской, сидящей на валу под углом, меньшим 90°. Наружные концы поршней получают движение в осевом направлении, следуя за рабочей поверхностью шайбы 6.

Радиальио-поршневые насосы. Конструктивная схема насоса дана иа рнс. 9.6. Ротор / имеет радиально расточенные отверстия 2, выпол-

няющие назначение цилиндров. Поршеньки 5, входящие в отверстия 2, своими наружными концами упираются во внутреннюю поверхности-направляющего корпуса 4.

Ротор / расположен в корпусе 4 эксцентрично. Внутри осевой рас-точки ротора поставлена неподвижная разделительная перегородка & При вращении ротора в направлении часовой стрелки поршеньки, гущие по дуге аЬ, отодвигаются от центра и всасывают жидкость виутреиией полости €. Движение концов поршеньков по дуге Ьа вь

ВсасыНанОе 7

Рис. 9.7. Способ действии винтового насоса:

/ - корпус насоса: 2 - винт; , 3 - пластина, перегораживающая межвитко-вые каналы 4

Рис. 9.8. Винтовой насос с однич рабочим и двумя замыкающи червяками:

/ - рабочий червяк (винт); 2 - ?а кающие червяки; 3 - полость охлмкд дения; 4 -полость всасывания: 5-noil лость подачи

вает перемещение их к центру и подачу жидкости в полость 7 и далее к напорному штуцеру иасоса.

При обозначениях, данных на рис. 9.6, средня подача насоса

где ti =0,97. 288

(9.7)

Насос реверсивен и обратим. Последнее обусловлено тем, что при подведении жидкости под давлением сила, действующая на любой из поршней, обусловливает скольжение наружного конца поршня по образующей. Поэтому возникают вращение ротора и крутящий момент на его валу.

Винтовые насосы. В системах регулирования и смазки крупных машин-двигателей находят применение винтовые насосы. Рисунок 9.7 объясняет способ действия таких насосов. В цилиндрическую расточку корпуса / плотно вставлен винт 2. В плоской прорези корпуса находится пластина 3, зубцы которой входят в межвитковые каналы винта и плотно перегораживают их.

При вращении винта в направлении, указанном стрелкой, жидкость, злключенная в межвитковых каналах 4, удерживается от вращения зубцами пластины 3 и перемещается в осевом направлении. Таким образом, осуществляются всасывание и подача.

При вращении винта пластина 3 перемещается вверх, и для непрерывной работы насоса она должна быть бесконечной, что конструктивно невыполнимо. Поэтому в конструкциях винтовых насосов роль пластины 3 выполииют замыкающие вииты, витки которых плотно входят в межвитковые каналы основного (ведущего) винта, перегораживая их.

На рис. 9.8 показан винтовой насос с дву*1я замыкающими винтами (червяками). Подача, л/с, стандартного иасоса такого типа выражается формулой

(9.8)

14 500

где Т1о=0,70-5-0,95; п - частота вращения основного червяка, об/мнн; d - диаметр червяка, см.

Из Выражения (9.8) выясняются факторы, определяющие подачу винтового насоса.

9.2. Неравномерность подачи

Большинству типов роторных насосов свойственна неравномерность подачи. Если при работе насоса подача его колеблется от Quub до ?ыакс, ТО неравномерность подачи характеризуют коэффициентом не-Г-авномерности подачи

в = (Qmbkc - Смин)/Ссредн. (9.9)

Значение б определяется конструкцией насоса.

Колебание подачи можно изобразить графически для любого типа Г )торного иасоса. Для этого надо воспользоваться формулой для вычисления подачи.

Для шестеренного насоса с колесами одинаковых размеров подача пп

19-559

(9.10)