Роторно-пластинчатые насосы и гидромоторы

В пластинчатых гидромашинах рабочие камеры образуются поверхностями ротора, статора, двух смежных пластин и боковых крышек. Пластинчатый насос состоит из вала, статора 5 (рисунок 2.7) и ротора 4, в пазах которого расположены пластины 2. Ротор расположен эксцентрично по отношению к статору. На боковых крышках имеются два окна: всасывающее и нагнетательное 3.

Рисунок 2.7 – Пластинчатые насосы однократного (а) и двукратного (б) действия:

1 — всасывающее окно; 2 — пластина; 3 — нагнетательное окно;
4 — ротор; 5 — статор

При вращении ротора под действием центробежной силы или пружины пластины прижимаются к стенке корпуса и совершают сложное движение: вращаются вместе с ротором и совершают возвратно-поступательное движение в пазах. Правые рабочие камеры сообщены с нагнетательными, а левые рабочие камеры — с всасывающими окнами. Вследствие вращения за счет вакуума, создавшегося в левой камере, жидкость всасывается, перемещается в замкнутом объеме и под давлением нагнетается в правое окно.

У пластинчатого насоса двукратного действия (рисунок 2.7, б) внутреннее пространство выполнено в виде эллипса и разделено на две всасывающие и две нагнетательные камеры, лопастные гидромашины могут быть одностороннего действия или реверсивные. Рабочая жидкость поступает в рабочие камеры и отводится из них через распределительные окна, которые совпадаю с переходными участками профиля статора. Зона нагнетания от зоны всасывания (слива) перекрывается самими лопатками. При номинальной работе гидромашины ее лопатки должны быть постоянно прижаты к профилю статора.

Пластинчатые насосы и гидромоторы могут обеспечивать высокую мощность (до 85 кВт) и работать при давлении до 18 МПа с частотой вращения вала ротора до 30 с^-1 , поэтому в будущем они найдут широкое применение и в сельскохозяйственных машинах.

Подача пластинчатого насоса зависит от расстояния, на которое перемещаются лопатки в пазах, толщины и числа этих лопаток, ширины ротора и частоты его вращения.

Объем рабочей жидкости, подаваемый лопаткой за один оборот ротора, для насоса составит:

, (2.7)

где η_о — объемный КПД;

b — ширина ротора;

r — радиус ротора;

z — число лопаток;

h — толщина пластины.

На рисунке 2.8. показана конструкция пластинчатого гидромотора, выпускаемого промышленностью. На валу 4 установлен вращающийся в шарикоподшипниках 6 на шлицах ротор 21 с пластинами 2. Статор 3, скрепленный в корпусе 25 между передним диском 22 и задним распределительным диском 16, уплотнен при помощи резинового кольца 9.

Рисунок 2.8 – Пластинчатый гидромотор:

1 — окно; 2 — пластина; 3 — статор; 4 — вал; 5 — манжета; 6 — шарикоподшипник; 7 — дренажное отверстие; 8 — полости высокого давления; 9, 12 — кольца; 10 — окно; 11 — полость всасывания; 13 — крышка; 14 — пружина; 15 — золотник; 16 — распределительный диск; 17 — пробка; 18, 19 — полости; 20 — соединительный канал; 21 — ротор; 22 — диск; 23 — кольцевой канал; 24 — выходное отверстие; 25 — корпус

В крыше 13 установлен неподвижный распределительный диск 16 с золотником 15. Полость золотника 19 отделена пробкой 17 от полости 18. Распределительный диск постоянно поджат к ротору пружинами 14 и давлением жидкости со стороны полости 18. Рабочая жидкость через окно 10 и канал 20, полости 11 и окна 1 проходит в межлопаточные камеры, часть ее поступает под лопатки в полости 8 и прижимает их к профилю статора. Герметичность достигается установкой манжет 5, а вытекающая жидкость через дренажное отверстие 7 возвращается в резервуар. После теснения рабочая жидкость через кольцевой канал 23 и выходное отверстие 24 поступает в гидролинию слива.

Испытание насоса

Для испытания насоса переменной производительности предназначен стенд (рисунок 2.9), который состоит из электродвигателя 1 с переменной частотой вращения, соединенный с испытываемым гидронасосом 2, реостата 3 для изменения частоты вращения электродвигателя, а следовательно, и насоса, вольтметра 4 для измерения напряжения на электродвигателе, автомата 5 для включения стенда, маслобака 7 для питания насоса и манометра 6 для измерения давления нагнетания насосом.

Порядок испытания насоса переменной производительности:

– вывести рукоятку реостата до упора;

– включить рубильник;

– включить пускатель;

– рукояткой реостата установить номинальные, средние и максимальные обороты двигателя;

– измерить тахометром и записать в таблицу 2.1 частоту вращения вала насоса и давление нагнетания при данных оборотах двигателя;

– определить расходы жидкости Q при соответствующей частоте q_o = 32см³/об.

– построить зависимости:

– определить крутящий момент для данных диапазонов. Данные занести в таблицу 2.1;

— оформить отчет.

Таблица 2.1 — Результаты испытания насоса

№ опыта		р	Q	Мкр	N

,

где n — частота вращения вала электродвигателя, измеряется тахометром;

р — давление насоса, по манометру;

Q — расход жидкости, определяется теоретически ;

М_кр — крутящий момент на валу насоса, определяется теоретически:

Рисунок 2.9 – Схема стенда:

1 — электродвигатель; 2 — гидронасос; 3 — реостат; 4 — вольтметр; 5 — автомат выключения; 6 — манометр; 7 — маслобак