Учебн. пособие по СВМ с тит стр.. Судовые вспомогательные механизмы, системы и устройства
 Скачать 6.42 Mb.
|
|
35 Сила представляет собой силу реакции втекающей струи и направ- лена слева направо. Результирующая осевая сила направлена справа налево, т. е. в сторону всасывающей полости насоса, и равна На основании обобщения опытных данных, для типовых конструкций насосов предлагаются упрощенные формулы для определения осевых сил. 1. Для колеса с односторонним подводом жидкости и проходным валом рекомендуется определять осевую силу по уравнению ( вт ) где Н 3 = 0,6 Н для n s 60 и Н 3 = 0,8 Н для n s 200. 2. Для консольных центробежных насосов ( вт ) где – опытный коэффициент, определяемый по графику на рис.1.21б. 3. Если насос имеет n одинаковых колес, то суммарное значение осевой силы составит Осевая сила может достигать больших значений, поэтому в реальных центробежных насосах для разгрузки рабочих колес и ротора от осевого давления применяют различные способы и разгрузочные устройства раз- личных конструкций (рис. 1.22). 1.8.7. Способы уравновешивания осевой силы В одноступенчатых насосах уравновешивание осевого давления осу- ществляется следующими способами. 1. Применяют рабочее колесо с двусторонним подводом жидкости. У рабочего колеса с двусторонним подводом жидкости (рис. 1.22а) осевое давление теоретически уравновешено. Однако фактически всегда имеет место какое-то неуравновешенное усилие, обусловленное неравномерным износом уплотняющих колец в процессе эксплуатации. 2. Выполняют уплотнения на заднем диске колеса. Уплотнение на зад- нем диске колеса (рис. 1.22б) образует за колесом камеру, которая соеди- няется отверстиями в диске с областью входа потока в колесо. Очевидно, что при таком способе разгрузки увеличиваются утечки, возрастающие по мере износа уплотнения. Диаметр уплотнения на заднем диске колеса обычно принимают оди- наковым с диаметром уплотнения на переднем диске. Гидравлическая уравновешенность таких колес нарушается, если изнашивается одноиз уплотнений. Ось отверстий в диске желательно выполнять не параллельно оси насоса, а наклонно в сторону внешнего радиуса колеса. Площадь раз- 36 грузочных отверстий должна быть примерно в 4 раза больше площади уплотняющего зазора. 3. Располагают радиальные ребра на заднем диске колеса (рис. 1.22в). Применение радиальных ребер в качестве разгрузочного устройства осно- вано на том, что жидкость в пространстве между колесом и корпусом бу- дет вращаться с угловой скоростью колеса а не с половинной угловой скоростью /2, как в случае отсутствия ребер. Это уменьшает давление жидкости на поверхность заднего диска, имеющего площадь, ограничен- ную радиусом ребра R р и радиусом втулки r вт (см. рис. 1.22в). а) колесо с двусторонним подводом жидкости; б) колесо с двусторон- ним уплотнением; в) колесо с радиальными ребрами на заднем диске; г) уравновешивание встречным расположением колес; д) уравновешивание разгрузочным поршнем; е) уравновешивание разгрузочным диском. Рис. 1.22. Способы уравновешивания осевого давления Этот способ уравновешивания требует затраты дополнительной мощ- ности, однако она не превышает мощности, расходуемой в связи с утечка- ми через дополнительное уплотнение на заднем диске (рис. 1.22б). Суще- ственным недостатком рассматриваемого способа является невозможность обработки заднего диска рабочего колеса при наличии литых ребер; кроме 37 того, возникают трудности при установлении зазора между ребрами и кор- пусом. Оставшаяся неуравновешенная часть осевой силы в одноступенчатых насосах воспринимается упорным подшипником. Встречаются насосы, у которых гидравлическая разгрузка отсутствует и осевая сила целиком пе- редается на упорный подшипник В многоступенчатых насосах уравновешивание осевой силы достига- ется следующими способами: а) располагают рабочие колеса всасывающими отверстиями в разные стороны (рис. 1.22г). При четном числе ступеней рабочие колеса могут быть разделены на 2 группы так, чтобы своими всасывающими отверстия- ми они были обращены в противоположные стороны. Если число ступеней нечетное, то первую ступень выполняют с двусторонним входом жидко- сти; б) применяют автоматическое разгрузочное устройство (гидравличе- ский поршень или диск). Разгрузочный диск (рис. 1.22е) устанавливается на валу за последним колесом насоса в специальной камере. Область камеры перед диском со- единена с областью нагнетания насоса, а область камеры за диском – труб- кой с приемным патрубком насоса. Разгрузочный диск образует с передней стенкой камеры узкую радиальную щель Часть жидкости из последнего колеса поступает в пространство между колесом и корпусом насоса, проходит по кольцевому зазору между втулкой вала и корпусом, поступает в камеру перед диском. Далее, прохо- дя по кольцевому зазору между корпусом и диском, поступает в каме- ру за диском и по трубке отводится в приемный патрубок насоса. Давление Р 4 перед диском больше давленияР 5 за диском на величину сопротивления радиальной щели ∆Р = (Р 4 – Р 5 ). При этом на разгрузочный диск будет действовать осевая сила направленная вправо. Осевое давление жидкости на диск на всех режимах работы насоса будет равно осевому давлению на рабочие колеса , т. е. · ƒ · ( вт ) Р где коэффициент, учитывающий неравномерность распреде- ления давления по поверхности диска; и вт наружный радиус диска и радиус втулки. Если будет больше, чем осевое усилие на рабочие колеса , то диск переместится вправо, увеличится осевой зазор , возрастут утечки, а следовательно, и потери в зазоре.Вследствие этого упадет давление в камере и, очевидно, зазор установится таким, что будет обеспечено уравновешивание усилий на колесе и диске. При увеличении осевого уси- лия на колесо зазор ,наоборот, уменьшится и т. д. Уравновешивающее действие разгрузочного диска обеспечивается ав- томатически на всех режимах работы насоса. Для нормальной работы |