Назначение, устройство и сборка насосов

Категория:
Слесарно-механосборочные работы


Назначение, устройство и сборка насосов

Назначение насосов. Насосами называют машины, всасывающие и нагнетающие жидкость и сообщающие ей энергию для перемещения по трубопроводам на заданное расстояние и высоту, а также служащие для повышения давления жидкости, заполняющей замкнутую полость. Насос является главным рабочим органом гидросистемы, от его работы зависит работа всей гидросистемы.

По принципу действия, т. е. по способу передачи механической энергии жидкости, насосы подразделяются на объемные (поршневые, пластинчатые, шестеренчатые, винтовые) и центробежные. Основными величинами, характеризующими работу насоса, являются производительность, напор, потребляемая мощность, коэффициент полезного действия и высота всасывания.

Производительностью насоса называется объемное количество жидкости, подаваемое насосом в единицу времени.

Напором насоса называется работа жидкости, проходящей через насос, т. е. разность полных напоров на выходе из насоса и на входе в него.

Принцип действия насосов основан на разности давлении на поверхности жидкости в нижнем резервуаре и у входа в насос, “ результате чего происходит всасывание. Для насосов металлорежущих станков высота всасывания жидкости обычно равна 5-6 м.

В технике за единицу давления принимается давление, получающееся при действии силы в 1 кгс на площадь 1 см2. Эта единица^ давления называется технической атмосферой и обозначается ата. В СИ килограмм-сила на квадратный сантиметр будет равна 100 кПа. Соотношения между основными единицами давления приведены в Приложении.

В гидроприводах промышленного оборудования применяют различные поршневые насосы, которые отличаются друг от друга по производительности и развиваемому давлению, количеству и расположению поршней.

При изготовлении и сборке поршневых насосов обращают серьезное внимание на пригонку сопряженных деталей. Особенно хорошо должны быть притерты поршни в своих цилиндрах, причем цилиндры делают по допускам Н6 (/!,), а поршни (плунжеры) — по допускам Н5 (Ct). Поршни должны входить в цилиндры плотно, без качки, но так, чтобы могли медленно перемещаться от собственной массы. Овальность и конусность поршней не должна превышать 0,005 мм, а цилиндров — 0,01 мм. При сборке каждый поршень вставляют в свой цилиндр, для этого их клеймят. Тарелки или пояски всасывающих и нагнетательных клапанов должны быть хорошо притерты к своим посадочным местам.

На рис. 1, а показан горизонтальный трехплунжерный насос. Насос состоит из четырех основных частей: части низкого давления, переключающего золотника, части высокого давления и выключения высокого давления.

Часть низкого давления образуют два зубчатых колёса, входящих взаимно в зацепление. Одно из зубчатых колес посажено на ось, имеющую на одном торце паз, с помощью которого она соединяется с зубом коленчатого вала поршневой группы. Часть низкого давления поставляет большое количество масла для быстрого хода поршня вхолостую.

Часть высокого давления — трехпоршневая — создает высокое давление. Поршни с закаленной и шлифованной поверхностью уплотнены в корпусе насоса чугунными пробками.

Рис. 1. Горизонтальный трехплунжерный насос: а – общий вид, б – клапанная коробка, в – переключающий золотник

Примыкающая к корпусу насоса клапанная коробка показа-а на рис. 100,6 отдельно.

Переключающий золотник (рис. 1, в) находится в нижней части клапанной коробки (показан также отдельно). Работает золотник так, что при достижении нижнего предела давления он автоматически выключит зубчатую часть и приведет в действие поршневую часть насоса. Зубчатая часть прогоняет масло через фильтр и нагнетает его через канал вокруг переключающего золотника к камере под всасывающие клапаны.

Большое (постоянное) количество масла придерживает всасывающий клапан 14 и расположенный над ним нагнетательный клапан в приподнятом положении (поршневая часть не работает, так как всасывающий клапан не прилегает к седлу) и поэтому протекает в распределительное устройство и далее, в рабочий цилиндр.

Если давление в нагнетательном пространстве начнет подниматься, то поднимется также и давление под переключающим золотником, куда масло попадает по другому каналу. Давление поднимается до тех пор, пока усилие, образующееся вследствие давления на поверхность золотника, не преодолеет усилие пружины и золотник не переключится.

Некоторое количество масла подается зубчатой частью и идет через соответствующий канал на слив, а часть масла протекает дальше в камеру под всасывающим клапаном. Дросселирование выбрано так, что под всасывающим клапаном остается небольшое избыточное давление 0,2-0,3 МПа (2-3 кгс/см-). Всасывающий клапан начнет прилегать, и вследствие этого начнет работать поршень.

Резкое снижение производительности (замедление подач ра. бочих органов машины, стук, шум) указывает на то, что еэ время сборки поршневого насоса были плохо притерты конуса нагнетательных и всасывающих клапанов к своим седлам. Очень часто причиной плохой работы вновь собранного насоса является слабое затягивание пробки. Поэтому в течение первых дней эксплуатации насоса пробку подтягивают, так как кольца 19 под действием давления спрессовываются, герметичность нарушается, что приводит к неисправностям в работе насоса.

Шестеренчатые насосы. Эти насосы бывают низкого, среднего и высокого давления. Шестеренчатые насосы низкого давления применяют в системах смазки и охлаждения станков. Насосы среднего давления применяют в гидравлических системах шлифовальных, фрезерных и других станков. Насосы высокого давления применяют в гидравлических системах сверлильно-расточных, протяжных, токарных и фрезерных станков.

Шестеренчатый насос (рис. 2) состоит из чугунного корпуса, крышек, скрепленных винтами. Их точное расположение фиксируется контрольными штифтами. В корпусе расположены зубчатые колеса, закрепленные на валах шпонками. Шпонка ведомого вала укреплена штифтом. Валы вращаются в игольчатых подшипниках, которые расположены во втулках, помещенных в чугунные вкладыши. Между корпусом и крышками проложены уплотнения из бумажной кальки, пропитанной нитролаком.

Утечка жидкости по ведущему валу устраняется подтягиванием винтами чугунной втулки, сжимающей пробковую прокладку или сальниковую набивку. Выступающий конец вала имеет шпонку для соединения с приводом. Чем больше количество зубьев, тем равномернее подается жидкость. Насосы, у которых зубчатые колеса имеют 5 — 10 зубьев, применяют для охлаждения систем. В гидроприводах используют зубчатые колеса с 10 — 20 зубьями.

Рис. 2. Устройство шестеренчатого насоса

Основные требования при сборке шестеренчатых насосов Следуюшие: достижение плотности в посадочных местах корпуса соблюдение межосевого расстояния для осей зубчатых колес, получение хорошего зацепления.

При сборке шестеренчатых насосов обращают особое внимание на зазор между зубчатыми колесами и вкладышами, который должен составлять 0,04 — 0,08 мм. Соблюдение равномерности и величины этого зазора — основное условие правильной сборки насоса.

Недостаток обычных шестеренчатых насосов состоит в том, что зубчатые колеса в них испытывают одностороннее давление жидкости, направленное со стороны полости* нагнетания в сторону всасывания, вследствие чего расточка корпуса получает односторонний износ (чем больше давление жидкости, тем быстрее износ).

Если при обработке зубчатых колес или корпуса насоса не выдержан допуск, в пределах которого они должны быть обработаны, следует прошлифовать торцы зубчатых колес (когда зазор меньше требуемого) или торец корпуса (когда зазор больше допускаемого).

Сборка насоса заканчивается установкой винтов и контрольных штифтов, после чего проверяют вручную вращение ведущего вала, которое должно быть легким и плавным. Защемление вращающихся деталей объясняется небрежной сборкой или перекосом осей под подшипники. В этом случае ослабляют винты, крепящие крышки насоса, и если зубчатые колеса будут вращаться легко, вновь затягивают их без перекоса. Если при Этом не будет получено хороших результатов, выполняют перештифтовку крышек.

Рис. 3. Устройство лопастного насоса Г12-1

На рис. 3 показан насос Г12-1 с постоянной производительностью, применяемый для подачи масла в гидравлические системы станков, экскаваторов, гидропрессов и других машин. Между чугунным корпусом и крышкой смонтировано стальное закаленное кольцо (статор), имеющее внутри профилированную поверхность, по которой скользят двенадцать лопаток. Ротор посажен на шлицы вала, свободно вращающегося в шариковых подшипниках. К торцам статора и ротора прижаты распределительные диски. В дисках имеются два окна для всасывания и два окна для нагнетания масла.

При вращении ротора лопатки под воздействием центробежной силы и давления масла, подведенного под лопатки через отверстия, прижаты к внутренней поверхности статора. За один оборот ротора осуществляется два цикла всасывания и нагнетания, поэтому насос называется насосом двойного действия.

Уплотнение между корпусом и крышкой достигается с помощью пробкового кольца. Чтобы предотвратить утечку по валу насоса, во фланце установлены уплотнения — манжета из маслостойкой резины и фетровые прокладки. Между статором и дисками неизбежно просачивается масло. Для его отвода в крышке насоса имеется отверстие, через которое масло направляется в резервуар по трубке, соединяемой со штуцером.

Пластинчатые насосы работают более надежно на маслах вязкостью 2,5 —5 СЕ. Масло более высокой вязкости может нарушить работу насоса, так как центробежная сила может не преодолеть вязкость масла и не вытолкнет лопасть к периферии ротора.

Винтовые насосы. Во многих отраслях промышленности винтовые насосы начали вытеснять шестеренчатые благодаря ряду преимуществ: небольшие размеры и масса, бесшумность, отсутствие взбалтывания перекачиваемой жидкости, способность к перекачиванию жидкостей с самой различной вязкостью, большая допустимая скорость вращения, а значит, и возможность прямого соединения с быстроходными двигателями.

Рабочими органами винтовых насосов служат роторы с витками, идущими по винтовой линии. Роторов может быть два, три, а иногда и более, причем один из них является ведущим, а остальные — ведомыми. Камеры всасывания и нагнетания располагаются по торцам винтовых роторов, а по цилиндрическим поверхностям роторы плотно охватываются корпусом насоса. Конструкция винтового насоса проста и для сборки не требует высокой квалификации слесаря-сборщика.

Рабочая жидкость, находящаяся во всасывающей полости, поступает в раскрывающуюся винтовую впадину каждого ротора. При дальнейшем вращении ротора эта впадина замыкается выступающими витками других роторов, которые проталкивают жидкость, находящуюся во впадине, к нагнетательной полости.

На рис. 4,б показаны поперечные сечения винтовых роторов наиболее распространенного трехвинтового насоса, у которого средний ротор является ведущим, а два боковых — ведомыми. У такого трехвинтового насоса профиль винтов циклоидальный, нарезка двухзаходная, передаточное отношение между ведущим и ведомыми роторами равно единице.

Характерной особенностью винтовых насосов является постоянство соотношений между размерами основных его элементов независимо от размеров насоса.

Силовые гидроцилиндры. Гидроцилиндры предназначены для преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию возвратно-поступательного или возвратно-поворот-ного (качательного) движения выходного звена (поршня со штоком или лопасти с валом) и связанных с ним устройств. Гидроцилиндры делятся на поршневые и плунжерные, с двумя или одним штоком.

Поршневые гидроцилиндры могут выполняться или с неподвижным цилиндром и перемещающимся поршнем, или с неподвижным поршнем и подвижным цилиндром. Простые поршневые гидроцилиндры (рис. 5, а) имеют поршень с двумя штоками одинакового диаметра, обеспечивающими равные скорости прямого и обратного хода.

Рис. 4. Устройстцо насоса

Собранные гидроцилиндры испытывают следующим образом. В одну из полостей цилиндра нагнетают под определенным давлением подогретое до 323 К (50 °С) масло. При этом утечка его через неплотности в сопряжении поршня с цилиндром во вторую полость не должна быть более установленных норм. Аналогично проверяют сальниковое уплотнение.

Уплотняющие устройства плунжерных сборочных единиц служат для устранения утечки жидкостей или газов, которые вследствие избыточного внутреннего давления просачиваются через зазоры между неподвижными и движущимися деталями. Уплотнение плунжерных сборочных единиц можно разделить на две группы. К первой относят уплотнения, в которых необходимое гидравлическое сопротивление в зазоре достигается притиркой плунжера и цилиндра без применения специальных уплотняющих деталей.

Рис. 5. Устройство гидроцилиндра:

Плунжеры должны быть притерты к цилиндрам до полного прилегания. Зазоры между плунжером и цилиндром устанавливаются согласно ТУ. Овальность цилиндров и разность диаметров должны соответствовать ТУ.

Ко второй группе относят уплотнения, в которых гидравлическое сопротивление достигается с помощью дополнительных деталей (манжет, колец, набивок), непрерывно прижатых к уплотняемым поверхностям соединений.

К простейшим уплотнениям штоков относят сальники с мягкой набивкой (рис. 6, а). Мягкие набивки делаются из эластичных материалов, асбестовых, льняных или хлопчатобумажных плетеных и крученых нигей, из пробки, маслостойкой резины или асбест-графита. Сальник с мягкой набивкой представляет собой коробку, в которую набивка укладывается отдельными кольцами. Стыки имеют скосы, которые смещены один по отношению к другому. Требуемую плотность набивки достигают подтягиванием сальника. Однако при сильном затягивании сальника могут возникнуть значительное трение и повышенный износ в сборочной единице.

Поршневые кольца, вставленные в цилиндр, должны плотно, без просвета, прилегать своей поверхностью к зеркалу цилиндра и иметь зазор S в стыке не более величин, рекомендуемых заводскими инструкциями и чертежами, для данного диаметра D.

Рис. 6. Уплотнение соединений в насосах, гидроцилиндрах и гидродвигателях: а — сальники с мягкой набивкой, б — поршневым кольцом, в — воротниковой манжетой, г — манжетой U-образного сечения, д — манжетой шевронной; 1 — шпилька, 2 — нажимный стакан, 3 — набивка, 4 — сальниковая коробка, 5 — поршневой шток, б — грунд-букса

Рис. 7. Устройство уплотнительных сборочных единиц:

Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум