Методичка НАСОСЫ Объемного типа. Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу Гидравлические машины и компрессоры
 Скачать 16.68 Mb.
|
Принцип действия и устройство прямодействующего насосаПрямодействующий насос приводится в действие паровым, пневматическим или жидкостным силовым цилиндром.  Рисунок 5. Принципиальная схема поршневого прямодействующего насоса. В гидравлической и силовых частях насоса имеются цилиндры 1 и 5 с размещенными в них поршнями 2 и 6, соединенными общим штоком 7. Клапаны 3 и 8 гидравлической части имеют такую же конструкцию, что и в приводном насосе. Неотъемлемой частью силового механизма является распределительное устройство 4. При поступлении силовой жидкости в цилиндр 5 исполнительного механизма приходит в движение поршень 6, вызывая перемещение поршня 2 гидравлической части насоса. Распределительный механизм 4 обеспечивает вход силовой жидкости под давлением то в одну, то в другую часть силового цилиндра 5 и выход её без давления на слив. Этим достигается изменение направления движения поршня 2. Так же, как и в приводном насосе, поршень, надавливая на перекачиваемую жидкость, вытесняет её в нагнетательный трубопровод через открывшийся нагнетательный клапан. В прямодействующих насосах двойного действия одновременно происходит всасывание и вытеснение жидкости в противоположных частях гидравлического цилиндра, разделенных поршнем. Силовая жидкость, используемая в прямодействующем насосе, поступает от специального насоса или агрегата. Узлы, детали и принадлежности поршневых насосов Детали гидравлической части насоса Вставные детали гидравлической части поршневого насоса (рис. 6): цилиндровые втулки 6, поршни 2, штоки 3, клапаны 4, крышки 1 и другие, размещаемые в гидравлической коробке 5, работают под высокой знакопеременной нагрузке в абразивосодержащей, химически активной среде, при повышенной температуре. К ним предъявляются следующие требования: высокая прочность и жесткость, повышенная долговечность, простота обслуживания и замены, невысокая стоимость.  Рисунок 6. Гидравлическая часть поршневого насоса. Гидравлическая коробка. Гидрокоробки выполняются одноцилиндровыми или многоцилиндровыми. Двухцилиндровые насосы, как правило, снабжаются индивидуальными коробками для каждого цилиндра. В некоторых конструкциях индивидуальные коробки после сборки их со станиной соединяются болтовыми соединениями или сваркой. В многоцилиндровых насосах гидрокоробки нередко выполнены в виде блока цилиндров.  Рисунок 7. Гидрокоробки поршневых насосов. В насосах низкого давления иногда применяют чугунные литые гидрокоробки. В насосах среднего и высокого давления используют стальные коробки, отдельные дефекты которых при изготовлении и эксплуатации могут быть устранены сваркой. Стальные литые коробки рис. 7а) используют при давлении не свыше 25,0 МПа, а кованые рис. 7в) – при более высоком давлении. Фирмы США нередко используют сварно-кованые гидрокоробки. Необходимо, чтобы нагнетательный клапан располагался в верхней части коробки, а форма каналов была такой, чтобы газ или воздух, скапливающийся в цилиндре, мог свободно удаляться во время хода нагнетания через клапан в нагнетательный трубопровод. В обеих торцовых частях гидрокоробки есть отверстия для размещения уплотнения штока и лобовой крышки, в верхних частях гидрокоробки - отверстия для установки нагнетательных клапанов и крышек, образования отводящих каналов, а в боковых частях – для установки всасывающих клапанов. Раздельное расположение всасывающих и нагнетательных клапанов насоса вызвано необходимостью быстрого осмотра и обнаружения неполадок. При конструировании гидравлической коробки следует отдавать предпочтение схеме с расположением гнезд для всасывающих клапанов с внешней стороны насоса (см. рис. 7, в), что облегчает обслуживание машины и способствует уменьшению её межцентрового расстояния. Важно по возможности сократить путь жидкости от всасывающего патрубка до поршня с целью уменьшения вредного пространства (объема цилиндра между всасывающим и нагнетательным клапанами за вычетом объема, описываемого поршнем). Необходимо, чтобы нагнетательный клапан располагался в верхней части коробки, а форма каналов была такой, чтобы газ или воздух, скапливающийся в цилиндре, мог свободно удаляться во время хода нагнетания через клапан в нагнетательный трубопровод. Подвод жидкости из рабочей камеры к седлу клапана и отвод её после клапана должен быть плавным и равномерным для того, чтобы не создавать отжима тарелки в одну из сторон. В частях гидрокоробки, соединяющихся со станиной, предусматриваются отверстия для шпилек. В отверстиях для клапанных крышек многих конструкций выполняется ленточная резьба (см. рис. 7, в). Крышки гидравлической коробки. Крышки, перекрывающие отверстия в гидравлической коробке, разнообразны по конструкции. Основные требования к конструкциям крышек: прочность, надежность крепления, простота и быстрота разборки. Крышка должна быть облегченной, чтобы её мог установить один рабочий. Крышки изготавливают стальными, литыми или коваными. На рис. 8 а-е показаны некоторые наиболее распространенные конструкции крышек.   Рисунок 8. Крышки гидравлической коробки. Быстросъемность узла обычно достигается при использовании втулки с трапецеидальной или упорной резьбой (см. рис. 8 а) – с)). Упорная резьба предпочтительнее трапецеидальной, симметричной, так как она обеспечивает меньшие потери на трение. Винтовая втулка 1 заворачивается в корпус 2 (см. рис. 8 а) ломом, вставляемым в её отверстия. Резьба иногда выполняется в привретных фланцах (см. рис. 8 в) и с)), что упрощает изготовление гидравлической коробки и предохраняет её от порчи при изготовлении и в эксплуатации. В некоторых конструкциях насосов резьба выполняется не на втулке, а непосредственно на крышке (см. рис.8 в), которая не вставляется в корпус гидрокоробки, а завинчивается в него. Это отрицательно сказывается на работоспособности прокладки и увеличивает вес детали. Некоторые зарубежные фирмы используют быстросъемные крышки со специальным фланцевым соединением (см. рис.8 е), с фигурными отверстиями, позволяющими снять крышку после поворота её вокруг оси на некоторый угол α. Уплотнение зазора между гидравлической коробкой и крышкой (см. рис.8) осуществляется с помощью плоских прокладок или самоуплотняющихся манжет С-образного или круглого сечения. При использовании плоских резино-тканевых прокладок необходима сильная затяжка шпилек, что нередко приводит к усталостному перенапряжению. Это в особенности касается лобовых крышек и крышек всасывающих клапанов, уплотнения которых из-за циклической нагрузки выходят из строя быстрее, чем уплотнения крышек нагнетательных клапанов, находящихся под постоянной нагрузкой. Уплотнения крышек самоуплотняющимися кольцами круглого сечения (см. рис. 8, в) не нуждаются в предварительной затяжке. Для нормальной их работы необходимо обеспечивать минимальный зазор между сопряженными деталями (не более 0,1 мм) и высокую чистоту поверхностей, что в практике нередко не выдерживаются. Поэтому резиновые кольца круглого сечения из-за многократной деформации и релаксации напряжений быстро выходят из строя. Более надежны уплотнения с самоуплотняющимися резино-тканевыми манжетами сложной формы, которые не требуют поджима и более долговечны. Целесообразнее всего использовать плоские или фигурные резино-тканевые прокладки, так как ими можно обеспечить герметичность зазора в течение более длительного времени благодаря простому и удобному подтягиванию. Узлы цилиндровой втулки и лобовой крышки. Цилиндровая втулка жестко закрепляется в отверстии гидрокоробки рис. Для каждого насоса предусматривается комплект цилиндровых втулок с одинаковым наружным диаметром и различным диаметром отверстия. Для вновь разрабатываемых отечественных буровых насосов принят нормальный ряд цилиндровых втулок с внутренним диаметром, изменяющимся от 100 до 210 мм через интервал 10 мм.    |