 |
Общая характеристика насосов и их классификация
|
|
|
|
Насосы – это гидравлические машины, в которых происходит преобразование механической энергии привода в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости.
Насосы подразделяются на два основных класса: динамические и объемные (рис.6.1).
Рисунок 6.1 – Классификация насосов
К динамическим насосам относятся центробежные, осевые, вихревые и др. Рабочим органом этих насосов, как правило, является вращающееся рабочее колесо (рис.6.2).
Рисунок 6.2 – Схема центробежного насоса:
1 – подвод; 2 – р.к; 3 – отвод; 4 – диффузор
Энергия от рабочего колеса передается жидкости путем динамического взаимодействия лопастей колеса с обтекающей их жидкостью.
В объемных насосах рабочий процесс основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении ее при помощи вытеснителя. Вытеснителями могут быть поршни, плунжеры, шестерни, винты, пластины и т.п.
Остановимся более подробно на характеристике объемных насосов, которые применяются в объемном гидроприводе. По характеру процесса вытеснения жидкости объемные насосы разделяются на поршневые и роторные.
В поршневом насосе жидкость вытесняется из неподвижных камер в результате возвратно-поступательного движения поршней.
В роторном насосе жидкость вытесняется из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательно-поступательного движения вытеснителей (поршней, винтов, пластин).
К общим свойствам объемных насосов, которые отличают их от динамических (лопастных), относятся цикличность рабочего процесса, самовсасывание, малая зависимость подачи насоса от развиваемого ими давления.
Основные параметры объемных насосов
|
|
|
Для характеристики насосов объемного гидропривода используют следующие параметры:
1 Рабочий объем 
- разность наибольшего и наименьшего значений объема рабочей камеры за один оборот вала или за двойной ход рабочего органа насоса.
2 Подача насоса 
- объем жидкости, подаваемой насосом за единицу времени.
3 Давление насоса 
- разность между давлением 
на выходе из насоса и давлением 
на входе в него
. (6.1)
4 Мощность N,кВт, потребляемая вращательным насосом (подводимая от двигателя):
, (6.2)
где M – крутящий момент на валу насоса;
- частота вращения вала.
5 Полезная мощность насоса 
- мощность, сообщаемая насосом перекачиваемой жидкости:
. (6.3)
6 К.п.д. насоса 
- отношение полезной мощности к мощности насоса
. (6.4)
Поршневые насосы
Поршневые насосы представляют собой простейшие объемные машины с возвратно-поступательным движением поршня в цилиндре. Схема однопоршневого насоса одностороннего действия показана на рис.6.3.
Рисунок 6.3 – Схема поршневого насоса:
1 – рабочая камера; 2 – поршень; 3, 4 – клапаны; 5, 6 – напорный и всасывающий трубопроводы; 7 – резервуар; 8 – кривошипно-шатунный механизм
Во время работы двигателя вращательное движение его вала при помощи кривошипно – шатунного механизма преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня. Если поршень движется вправо, то объем рабочей камеры увеличивается, а давление в ней уменьшается. Всасывающий клапан открывается, и жидкость из резервуара по всасывающему трубопроводу поступает в насос. Если поршень движется влево, то объем рабочей камеры уменьшается, а давление в ней увеличивается, всасывающий клапан закрывается, напорный открывается, и жидкость поступает в напорный трубопровод. За один двойной ход поршня насос производит одно всасывание и одно нагнетание, поэтому он называется насосом одностороннего действия.
|
|
|
Подача насоса одностороннего действия определяется по формуле
, (6.5)
где 
- рабочий объем; h – ход поршня, h=2r; n – число двойных ходов поршня в единицу времени; 
- объемный к.п.д. (
).
Поршневые насосы применяют для перекачивания воды, вязких и загрязненных жидкостей. Достоинством этих насосов является их способность к самовсасыванию. При запуске поршневой насос не нуждается в предварительном заливе.
Пластинчатые насосы
В пластинчатых насосах вытеснителем являются пластины. Рабочие камеры образованы двумя соседними пластинами и поверхностями ротора и статора. Схема пластинчатого насоса показана на рис. 6.4.
Рисунок 6.4 – Схема пластинчатого насоса:
1 – ротор; 2 – статор; 3 – пластина; 4 – камера всасывания; 5– камера нагнетания
Насос состоит из статора (корпуса) и ротора, в радиальных пазах которого установлены пластины. Пластины при вращении ротора совершают относительно него возвратно-поступательное движение. Ротор расположен в статоре с эксцентриситетом е. Статор имеет камеры всасывания и нагнетания. При вращении ротора пластины под действием центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности статора. Жидкость из камеры всасывания переносится в камеру нагнетания.
Подачу пластинчатого насоса можно определить по формуле
, (6.6)
где в - ширина пластины; е-эксцентриситет; D - диаметр статора;
z - число пластин; 
- толщина пластины; n - частота вращения ротора; 
-объемный к.п.д. (
).
Пластинчатые насосы применяются в основном для подачи масла в системы гидропривода станков, прессов, транспортных машин, а также для перекачивания других смазочных материалов и вязких продуктов.
Шестеренные насосы
Шестеренные насосы получили широкое распространение для подачи масел в системы гидропривода, а также для перекачивания смазочных материалов. Наиболее широко применяются насосы с шестернями внешнего зацепления. На рис. 6.5 приведена схема такого насоса. Он состоит из двух одинаковых шестерен ведущей и ведомой, установленных в корпусе с минимальными зазорами. Шестерни вращаются навстречу другу. При вращении шестерен жидкость заполняет впадины и переносится из полости всасывания в полость нагнетания и далее, при вступлении зубьев в зацепление, вытесняется в напорное окно.
|
|
|
Рисунок 6.5 - Схема шестеренного насоса
Подача шестеренного насоса определяется по формуле
, (6.7)
где m-модуль зацепления; z-число зубьев; n - частота вращения ротора; 
-объемный к.п.д. (
).
|
|
|
