Шестеренные насосы получили широкое распространение на судах благодаря простоте устройства и достаточно высоким параметрам.
Принцип действия состоит в переносе жидкости в объемах, заключенных между зубьями, корпусом и крышками насоса. Там где зубья шестерен выходят из зацепления происходит всасывание, там где начинается зацепление зубьев — нагнетание. Для хорошей работы насоса монтажные зазоры между концом зуба и корпусом (радиальные зазоры) и между торцами шестерен и крышками должны быть минимальными, на практике 0,02-0,04 мм. Однако по мере износа зазоры увеличиваются, что резко ухудшает параметры насоса.
Насосы можно классифицировать по различным признакам:
1. По форме зуба — прямозубые, косозубые, шевронные.
2. По профилю зуба — эвольвентные, циклоидные, зацепления Новикова.
3. По поточности — однопоточные, двухпоточные, многопоточные.
4. По направлению — реверсивные и переверсивные.
Обычно давление нагнетания составляет 2-7 кг/см2 (0,2-0,7 МПа), но существуют спец. насосы с давлением до 160-200 кг/см2 (16-2ОМПа).
Вакуумметрическая высота всасывания до 3-5 м в.ст. Сухим всасыванием не обладают. На судах применяются в качестве циркуляционных смазочных насосов, топливоподкачивающих и перекачивающих насосов. Шестеренные насосы могут работать только на жидкости имеющей смазывающие свойства.
К отрицательным качествам относится явление запирания жидкости между зубьями шестерен. Оно происходит только у насосов с прямозубыми шестернями, так как у косозубых и шевронных отсутствует герметичность второго ряда. Запирание жидкости приводит к ухудшению или полному прекращению всасывания, повышению нагрузки и быстрому износу подшипников. Средствами борьбы с запиранием являются радиальные сверления в шестерне для жидкости, фрезерования в крышках корпуса, применение ложных крышек с отверстиями для перепуска жидкости.
|
|
Задание:
По разрезу шестеренного насоса составить схему его устройства.
Определить геометрические параметры шестерен:
- в (мм) — ширина ротора
- Z - число зубьев
Определить модуль m зубьев по высоте зуба, пользуясь соотношением:
m = (hз / 2,2)
Определить диаметр начальной окружности
dH = Zm (мм)
n (об/мин) – частота вращения (задается)
1. Определить производительность насоса
Q = 132 π dH в mnηv (м3/час)
dH,в, m – подставлять в формулу в метрах
ηv – объемный КПД – оценить, исходя из конструкции насоса ηv = 0,7 – 0,9
2. Определить потребляемую мощность
Ne = Q*PH / 37 *ε*ηH кВт
РН = 2-5 кг/см2
ε – коэффициент мощности
ε = 1 / 1 + (Е*См / 24,2*РН)
См – окружная скорость шестерни, м/с
См = π*dH* n / 60
°Е – вязкость перекачиваемой жидкости в градусах Энглера (ВУ)
ηH– эффективный КПД насоса
3. Определить удельную производительность
Q’ = Q / Ne м3/кВт.час
Содержание отчета:
В отчете привести схему насоса, расчет основных параметров.
Контрольные вопросы:
1. Рассказать принцип действия шестеренных насосов.
2. Рассказать о свойствах шестеренных насосов и их применении на судах.
3. Рассказать о явлении запирания жидкости и методах борьбы с ними.
4. Классификация местных насосов.
5. Основы эксплуатации шестеренных насосов.
Литература
1. Косыгин И.А., Тюрина О.А. Судовые вспомогательные системы и механизмы: курс лекций. М: Альтаир МГАВТ 2014г. 78 стр
|
|
Лабораторная работа №3
Тема: Определение параметров винтового насоса по данным, снятымснатуры
Цель: Закрепление на практике теоретических знаний. Изучение схемы устройства винтового насоса. Овладение навыками обмера и расчет насоса.
Вводный контроль
1. Принцип действия винтового насоса.
2. Перечислите недостатки винтового насоса.
3. Почему запрещен пуск винтового насоса всухую?
Материальное обеспечение: справочная литература, наглядное пособие -разрез винтового насоса, плакат, измерительный инструмент - штангенциркуль.
Теоретическое обоснование
Винтовые насосы работают по принципу («винт-гайка»), где роль ‚гайки выполняет перекачиваемая жидкость. Ротор при вращении перемещает жидкость в полостях между нарезкой ротора и корпусом ротора, не закручивая жидкость. Для обеспечения герметичности радиальные зазоры между ротором и корпусом должны быть 0,02-0,03 мм. Герметичность линии контакта многороторных насосов обеспечивается профилем нарезки. Нарезка бывает эвольвентной, циклоидальной. При таком профиле роторы работают как косозубые шестерни и передают движение ведомому ротору. Число рабочих витков ротора зависит от давления нагнетания (до 7 витков). Нарезка роторов может быть также глобоидальной и трапециидальной. Роторы с трапециидальной нарезкой не могут передавать вращение ведомому и должны быть связаны шестернями. Число заходов нарезки - до 4. Число роторов - до 5.
Теоретически винтовые насосы обладают сухим всасыванием, но пуск их всухую запрещен, так как приводит к быстрому износу, увеличению зазоров и, как следствие, потере напора.
|
|
Винтовые насосы могут развивать давление нагнетания до 200 кг/см2 и производительность до 400 м3/час Они могут перекачивать вязкие и даже застывающие жидкости, обладают хорошей всасывающей способностью. Высота всасывания до 6 м в.ст. Могут применяться как топливо- и маслоперекачивающие, топливоподкачивающие, грузовые, технологические. Винтовые насосы чувствительны к загрязнениям в жидкости. Недостатком является осевое давление на роторе.
Задание:
Пользуясь разрезом винтового насоса и плакатами, составить схему насоса. Для расчета определить следующие параметры:
dH – диаметр начальной окружности ротора (мм)
1
 |
2
 |
1 - окружность выступов
2 - окружность впадин
dH=(d1 + d2) / 2
n - частота вращения ротора об/мин (задается)
Z - количество заходов нарезки
ηv= 0,60-0,98 – объемный КПД – оценить, исходя из конструкции конкретного насоса и его состояния
РН - давление нагнетания кг/см2 (задается)
1. Определить производительность винтового насоса
Q = 248*dH3*n*ηv*Z (м3/час) dH подставлять в метрах
2. Определить потребляемую мощность
Nе = Q*PH / 37 ηе КВт
ηе= ηмηгηv
ηv= 0,85-0,95 – механический КПД оценить, исходя из конкретной ситуации
3. Определить удельную затрату энергии на перекачку жидкости.
Е’ =Ne / Q кВт час /м3
4. Определить удельную производительность и сравнить ее с показателями шестеренного насоса.
Q’ = Q / Ne м3/кВт час
Содержание отчета:
Составить схему насоса и произвести расчет основных параметров.
Контрольные вопросы:
1. Дать классификацию винтовых насосов.
2. По каким принципам появляется осевая сила на роторе винтового насоса и способы ее компенсации?
3. Свойства и применение винтовых насосов.
4. Основы эксплуатации винтовых насосов.
Литература
1. Косыгин И.А., Тюрина О.А. Судовые вспомогательные системы и механизмы: курс лекций. М: Альтаир МГАВТ 2014г. 78 стр
Лабораторная работа №4
Тема: Определение параметров роторно-пластинчатого насоса по данным, снятым с натуры
Цель: Закрепление на практике полученных теоретических знаний. Получение навыков обмера.
Вводный контроль
1. Принцип действия роторно-пластинчатого насоса однократного действия.
2. Принцип действия роторно-пластинчатого насоса двукратного действия.
3. Перечислите недостатки роторно-пластинчатого насоса.
4. Почему запрещен пуск роторно-пластинчатого насосавсухую?
Материальное обеспечение: справочная литература, наглядное пособие -роторно-пластинчатый насос, плакат, измерительный инструмент - штангенциркуль.