ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2. Отчет по выполненной работе в чем заключается

• Название: Отчет по выполненной работе в чем заключается
• Дата: 19.10.2022
• Размер: 2.84 Mb.
• Имя файла: ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.docx
• Тип: Отчет; #743148

Лабораторная работа № 2

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ОБЪЕМНЫХ НАСОСОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ МАРОК
Цель работы

1. 
   Изучить конструкции объемных насосов, уяснить назначение их основных узлов и деталей, провести монтаж и демонтаж насосов.
   
2. 
   Ознакомиться со структурой маркировки насосов.
   
3. 
   Составить эскизы составных элементов насосов, необходимые для определения марок насосов.
   
4. 
   Определить марки насосов.
   

Отчет по выполненной работе:

1. В чем заключается принцип работы гидромашин объемного действия?

Под общим названием объемные гидромашины объединяют объемные насосы и гидродвигатели. Объемные насосы служат для подачи жидкости под давлением, а гидродвигатели - для преобразования потенциальной энергии давления жидкости в механическую исполнительного органа. В современных гидроприводах применяют настолько высокое давление, что по сравнению с ними скоростной и геометрический напоры пренебрежимо малы. Поэтому расчет преимущественно ведется в давлениях, а не в напорах.

Отличительной особенностью объемных гидромашин является возвратно-поступательное или вращательное движение вытеснителя, выполненного в виде скользящего или вращающегося поршня. В объемной гидромашине под воздействием поршня происходит изменение потенциальной энергии давления при практически неизменных величинах кинетической энергии и потенциальной энергии положения.

По конструкции объемные гидромашины разделяют на поршневые, роторно-поршневые, роторно-пластинчатые и роторно-зубчатые. Объемные гидромашины могут выступать в роли насоса и в роли гидродвигателя, т. е. они взаимо обратимы.

2. Расскажите принцип работы шестеренного насоса.

Эти машины получили название коловратных, поскольку их рабочие органы совершают только вращательное движение и не испытывают нагрузок, связанных с ускорениями при движении.

В шестеренном насосе жидкость переносится из полости всасывания в полость нагнетания впадинами между зубьями в плоскости, перпендикулярной оси вращения шестерен (рис. 2.1).



Рис. 2.1 - Схема работы двухшестеренного насоса с внешним зацеплением: 1, 2 – шестерни; 3 – камера всасывания; 4 – камера нагнетания;

5 – эпюра избыточного давления со стороны жидкости

Эти насосы выполняются с шестернями наружного и внутреннего зацепления. Конструкция первых выполнена в виде пары шестерен, как правило, одинакового диаметра, помещенных в плотно охватывающий их корпус. В корпусе имеются каналы в местах входа и выхода из зацепления. Через эти каналы происходит всасывание и нагнетание жидкости. При встречном вращении шестерен 1 и 2 жидкость, заключенная во впадинах зубьев, переносится из камеры всасывания 3 в камеру нагнетания 4. При сближении зубьев а1 и а2 заключенный между ними объем уменьшается быстрее, чем происходит увеличение объема в зацеплении зубьев b₁ и b₂. Разность объемов жидкости вытесняется в нагнетательную линию насоса. Эти насосы просты по конструкции, надежны в эксплуатации. Срок службы достигает 5000 ч, давление подачи чаще всего менее 10 МПа, реже – около 15–20 МПа. Обычная частота вращения шестерен 2500–4000 мин^–1, применение подшипников скольжения позволяет этим насосам работать с частотой вращения до 12000–18000 мин^–1.

3. Как определить производительность поршневого насоса?

Производительность поршневых насосов вычисляют по формуле:



где F - площадь сечения цилиндра, м²;

S - ход плунжера, м;

n - число оборотов кривошипа в минуту;

m - число цилиндров;

n_об - объемный к.п.д. (n_об=0,7÷0,75).

4. Почему в конструкции многоцилиндровых поршневых насосов предпочитают использовать нечетное число цилиндров?

Поршневые насосы с нечетным количеством цилиндров более совершенны, так как обеспечивают более равномерную подачу жидкости.

5. Чем плунжерный насос отличается от поршневого?

Плунжер имеет цилиндрическую форму, позволяющую максимально точно и с высокой чистотой обработать его поверхность, что нельзя сказать о внутренней поверхности цилиндров, обработка которой технически и технологически затруднена. Это позволяет максимально точно подогнать плунжер к геометрии поверхности рабочего цилиндра, что положительно сказывается на показателях выходного давления. В отличие от поршня с короткой длиной рабочей поверхности выталкивателя, цилиндр плунжера имеет удлиненную форму, что позволяет разместить по его ходу большое количество уплотнителей и соответственно получить на выходе более высокое давление. Уплотнители в плунжерных видах находятся на внутренней стороне рабочего цилиндра, которую технологически сложно обработать с высокой чистотой и точностью, плунжер, соприкасающийся с уплотнителями, наоборот имеет очень высокий класс обработки — этот фактор также позволяет получить в плунжерных насосах очень высокое давление.

В отличие от поршневых видов, рабочая поверхность которых при соприкосновении с жидкостью при высоких давлениях деформируется, в плунжерных насосах жесткий и прочный рабочий цилиндр не меняет своей формы при высоких давлениях, что делает их незаменимыми при необходимости точной дозировки жидкостей.

6. В чем состоит особенность поршневых насосов с кривошипнокулисным приводом?

В кривошипно-кулисном приводе при равномерном вращении кривошипа поршень совершает возвратно-поступательное движение с разной средней скоростью в прямом (сжатие и нагнетание) и обратном (всасывание) направлении.

7. Объясните работу аксиально-поршневых насосов.

П ринцип, по которому работает поршневой гидронасос аксиального типа, основывается на том, что его основной вал, вращаясь, сообщает движение элементам блока цилиндров. Вращение основного вала насосов аксиально-поршневого типа преобразуется в возвратно-поступательное перемещение поршней, совершаемое параллельно оси блока цилиндров. Именно благодаря характеру таких движений поршня, которые являются аксиальными, насос и получил свое название.


Рис. 7.1 - Принцип работы аксиально-поршневого гидронасоса

В результате движения, совершаемого поршнями в цилиндрах аксиально- плунжерного насоса, происходит попеременное всасывание и последующее нагнетание жидкости через соответствующие патрубки. Соединение рабочей камеры насоса с его всасывающими и нагнетающими линиями происходит последовательно, при помощи специальных окон, выполненных в распределительном механизме. Чтобы минимизировать риск возникновения неисправностей при работе блока цилиндров гидронасосов аксиально-поршневого типа, а также обеспечить надежную эксплуатацию такого устройства, его распределительный механизм максимально плотно прижимается к блоку цилиндров, а окна такого блока разделяются между собой специальными уплотнительными прокладками. На внутренней поверхности окон распределительного механизма выполнены дроссельные канавки, наличие которых позволяет уменьшить величину гидравлических ударов, возникающих в трубопроводной системе при работе насоса. Наличие таких канавок на внутренней поверхности окон распределительного механизма помогает максимально плавно повышать давление рабочей жидкости, создаваемое в цилиндрах.
8. В чем состоит преимущество аксиально-поршневых машин?

Они обладают наилучшими массогабаритными характеристиками, компактны, имеют высокий КПД, пригодны для работы на больших частотах и высоких давлениях, малоинерционные, имеют относительно несложную конструкцию.

9. От чего зависят силы инерции в поршневых машинах?

Силы инерции масс, движущихся возвратно-поступательно (поршневая группа и верхняя головка шатуна);

2) силы инерции вращающихся масс (коленчатый вал и нижняя головка шатуна);

3) силы инерции масс, совершающих сложное плоскопараллельное движение (стержень шатуна).

Для определения величины этих сил необходимо предварительно найти соответствующие массы. Зависит от массы и от размеров поршня.

10. Как регулируется подача в аксиально-поршневых машинах?

Рабочий объем насосов данного типа можно регулировать, изменяя угол наклона шайбы. Управление может быть механическим или гидравлическим.

12. Объясните принцип работы роторно-поршневой машины.

На рис. 12.1 приведена схема радиально-поршневой гидромашины. Ротор 1 расположен эксцентрично относительно статора 2. В роторе просверлены радиальные цилиндрические отверстия (цилиндры). Поршни 3 при вращении ротора совершают в цилиндрах возвратно-поступательное движение, скользя своими сферическими головками по внутренней поверхности статора. Донышки цилиндров имеют сквозные радиальные отверстия, которые попеременно сообщаются то с верхним, то с нижними сегментными вырезами в распределительной цапфе 4.

Сегментные вырезы цапфы разделены перегородкой и образуют две камеры. При вращении ротора по часовой стрелке верхний вырез образует всасывающую камеру, а нижний – нагнетательную. Поршни, которые в данный момент соединены с верхней камерой, двигаясь по направлению от оси вращения, создают в цилиндрах разрежение, что приводит к всасыванию жидкости.

Вращаясь вместе с блоком, эти цилиндры проходят уплотнительную перегородку и соединяются с нижней полостью. В этой области поршни, двигаясь по направлению к оси вращения, вытесняют жидкость в нижний сегментный вырез цапфы, т. е. в камеру нагнетания, находящуюся под высоким давлением.



Рисунок 12.1- Схема радиально-поршневой гидромашины

Таким образом, при непрерывном вращении ротора происходит подача жидкости из камеры всасывания в камеру нагнетания. При подаче жидкости под давлением в верхний вырез цапфы ротор начинает вращаться, а жидкость через нижний вырез отводится в сливную магистраль, т. е. радиально- поршневая машина работает в этом режиме как гидродвигатель.

Из схемы радиально-поршневых машин видно, что подача зависит от величины эксцентриситета е. В регулируемых насосах эксцентриситет можно изменять смещением статора в направляющих корпуса. При значении эксцентриситета, равном нулю, поршни перестают двигаться в цилиндрах, и подача насоса становится также равной нулю. При дальнейшем смещении статора эксцентриситет становится отрицательным. Насос снова перекачивает жидкость, но направление подачи меняется на противоположное.

13. В чем состоит принцип работы роторно-пластинчатых насосов?

Эти машины, получившие название лопастных, являются наиболее простыми из существующих типов и обладают при прочих равных условиях большим объемом рабочих камер. Наиболее простым насосом пластинчатого типа является насос с двумя пластинами 3 и 5 (рис. 13.1), установленными с возможностью радиального перемещения в общем сквозном пазу ротора 7.



Рисунок 13.1- Схема двухпластинчатого насоса

Эти пластины, являющиеся по существу, как бы одной пластиной, образуют с поверхностями ротора 7 и смещенного относительно него с эксцентриситетом е статора 1 с осью О2 две серпообразные камеры (полости): а и b.

При повороте ротора 7 относительно оси О1 в направлении, указанном стрелкой, объем камеры, а насоса, соединенной со всасывающей полостью 6, увеличивается, а камеры b, соединенной с нагнетательной полостью 4, уменьшается. В связи с этим происходит всасывание (через полость 6) и нагнетание (через полость 4) жидкости. Поскольку ротор 7 имеет плотный контакт с нижней частью статора 1, одна из пластин (3 или 5) в любом положении ротора 7 отделяет всасывающую полость 6 от нагнетательной 4. Для обеспечения плотного контакта со статором пластины распираются пружиной, прижимающей их к внутренней поверхности статора 7. Подача жидкости каждой пластиной за один оборот определяется площадью, отмеченной точечной штриховкой, и находится из геометрических соотношений.

14. В чем состоит преимущество роторно-пластинчатых насосов много- кратного действия?

- Легкое обслуживание.

- Повышенную надежность.

- Реверсивность.

- Долговечность.

- Практически бесшумную работу

- Простой монтаж.

- Экономичность.

Схемы конструкции насосов



Рис. 1.3. Шестеренный насос с внешним зацеплением:

1 – корпус; 2 – ведущая шестерня; 3 – подшипник скольжения;

4 – прокладка; 5 – стяжной болт; 6 – сальник; 7 – крышка; 8 – ведомая шестерня.



Рис. 1.4. Шестеренный насос-гидромотор с внешним зацеплением:

а – конструктивная схема; б – детали: 1, 3, 12, 13 – кольца уплотнения; 2 – крышка; 4 – уплотнение; 5, 7 – втулки подшипников; 6 – корпус; 8, 9 – шестерни;

10 – пластина; 11 – винт; 14 – отверстие; 15 – фиксирующие штифты



Рис. 1.6. Схема простейшего поршневого насоса:

D- диаметр поршня; r – радиус кривошипа; l – длина шатуна.



Рис. 1.10. Схема плунжерного насоса с кривошипно-шатунным приводом

1 – цилиндр; 2 – рабочая полость цилиндра; 3 – плунжер;

4 – направляющие подшипники скольжения; 5 – самодействующие клапан

6 – сальник (уплотнение); 7 – механизм привода плунжера.



Рис. 1.11. Схема поршневого насоса с кривошипно-кулисным приводом:

1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шатун; 4 – кулиса; 5 – ползун, установленный на кривошипе; 6 – маховик; 7 – приводной вал; 8 – неподвижная опора.





Рис. 1.12. Конструктивные схемы аксиально-поршневых насосов



Рис. 1.14. Схема радиально-поршневой гидромашины



Рис. 1.15. Схема двухпластинчатого насоса



Рис. 1.19. Схема многопластинчатого роторного насоса однократного (а) и многократного (двукратного) действия (б):

1 – ротор; 2 – статор; 3 – окно всасывания; 4 – пластина; 5 – паз ротора; 6 – канал подвода давления нагнетания; 7 – окно нагнетания