Расчет подачи, полезной мощности, гидромеханического КПД шестеренных насосов

По формулам (1.1) – (1.3) рассчитать подачу, мощность шестеренных насосов (при различных частотах вращения вала насоса) для вариантов, указанных в табл.1.1. Характеристики насосов приведены в приложении (табл. П.1.1).

При расчете полезной мощности насоса по формуле (1.3) принять давление на выходе из насоса, равным номинальному, а давление на входе в насос, равным нулю, т.е. p_вых = p_ном, p_вх = 0. Подача насоса Qн =Qд .

Из формулы (1.4) определить гидромеханический КПД насоса. Результаты расчетов занести в табл. 1.2.

Таблица 1.1

Вариант	А	Б	В	Г	Д	Е
Тип насоса	НШ32-4	НШ50-4	НШ71-4	НШ100-4	НШ250-4	НШ400-4

 

Таблица 1.2

Тип насоса             _; рабочий объем               ; pном =
Частота вращения вала насоса, с-1	5,0	7,5	10,0	12,5	15,0	17,5	20,0	22,5	25,0	30,0
Число оборотов вала насоса, мин-1
Qт, м3/с
Qд, м3/с
Объемные потери в насосе ΔQ, см3/c
Nнп, кВт
hгм

Примечание. Обратить внимание на размерности величин.

 

По данным табл. 1.2 построить графические зависимости Qт = f(n); Qд = f(n); Nнп = f(n) для шестеренного насоса.

 

Расчет подачи, полезной мощности, гидромеханического КПД аксиально-поршневых насосов

По формулам (1.1) – (1.3) рассчитать подачу, мощность аксиально-поршневых насосов (при различных частотах вращения вала насоса) для вариантов, указанных в табл.1.3. Характеристики насосов приведены в приложении (табл. П.1.2).

При расчете полезной мощности насоса по формуле (1.3) принять давление на выходе из насоса, равным номинальному, а давление на

входе в насос, равным нулю, т.е. pвых = pном, pвх = 0. Подача насоса

Qн =Qд.

Из формулы (1.4) определить гидромеханический КПД насоса. Результаты расчетов занести в табл. 1.4.

 

Таблица 1.3

Вариант	А	Б	В	Г	Д	Е
Тип насоса	210.12…Г	210.16…Г	310.56	310.112	310.25.13	310.224

 

Таблица 1.4

Тип насоса             _; рабочий объем               ; pном =
Частота вращения вала насоса, с-1	5,0	7,5	10,0	12,5	15,0	17,5	20,0	22,5	25,0	30,0
Число оборотов вала насоса, мин-1
Qт, м3/с
Qд, м3/с
Объемные потери в насосе ΔQ, см3/c
Nнп, кВт
hгм

Примечание. Обратить внимание на размерности величин.

 

По данным табл. 1.4 построить графические зависимости Qт = f(n);      Qд = f(n); Nнп = f(n) аксиально-поршневого насоса.

 

Расчет рабочего объема шестеренного и аксиально-поршневого насосов

Рабочий объем шестеренного насоса определяется по формуле

q = 2pm² (z +1)b

,                                  (1.5)

где m – модуль зубчатого зацепления, см; z – число зубьев шестерни; b – ширина шестерни, см.

Определить рабочий объем насосов для следующих параметров по одному указанному преподавателем варианту (табл. 1.5) и внести результаты расчетов в табл. 1.5.

 

 

Таблица 1.5

Вариант	А	Б	В	Г	Д	Е
Параметры	Шестеренный насос
Модуль        зубчатого	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3
зацепления m, см	1,15			0,85
	1,25			0,95
Число зубьев z	10	11	12	13	14	15
		12			12
		14			16
Ширина шестерни b, см	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5
			2,3			3,7
			4,2			5,0
Рабочий объем q:
q1, см3 (см3 /об)
q2, см3 (см3 /об)
q3, см3 (см3 /об)

 

 

Рабочий объем аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком характеризуется суммарным объемом жидкости, вытесняемой поршнями за один оборот вала, и определяется по формуле

 

pd ²

q = ^п zh 4

pd ²

= ^п zD

4   1

Sin g

 

,                    (1.6)

где dп – диаметр  поршня,  см; z – число всех поршней; h –

максимальный ход поршня, см;

h = D₁ sin g, здесь

D₁ – диаметр

окружности упорного фланца, на котором расположены центры шаровых шарниров шатунов, см; g – угол наклона оси блоков цилиндров к оси приводного вала, обычно g = 15...25⁰.

Определить рабочий объем насосов для следующих параметров по одному указанному преподавателем варианту (табл. 1.6) и внести результаты расчетов в табл. 1.6.

Таблица 1.6

 

Вариант	А	Б	В	Г	Д	Е
Параметры	Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком
Диаметр поршня dп, см	1,0 1,2	1,6	2,0	2,5 2,8	3,0	3,5
	1,5			3,3
Число поршней z	5	7	9	5	7	7
			7			9
			11			11
Диаметр   окружности	10	11	12	13	14	15
упорного фланца D1,см		12 13			12 16
Угол наклона g	150	150	150	150	150	150
Ход поршня h, см
Рабочий объем q:
q1, см3 (см3 /об)
q2, см3 (см3 /об)
q3, см3 (см3 /об)

 

 

Рабочий объем аксиально-поршневого насоса с наклонным диском определяется по формуле

 

pd ²

q = ^п zh 4

pd ²

= ^п zDtgg,                        (1.7)

4

где  d_п – диаметр поршня, см; z – число всех поршней; h –

максимальный ход поршня, см; h = Dtgg; D – диаметр окружности

блока, на котором расположены оси цилиндров, см; g – угол наклона диска, обычно g = 20...25⁰.

Определить рабочий объем насосов для следующих параметров по одному указанному преподавателем варианту (табл. 1.7) и внести результаты расчетов в табл. 1.7.

Таблица 1.7

 

Вариант	А	Б	В	Г	Д	Е
Параметры	Аксиально-поршневой насос с наклонным диском
Диаметр поршня dп, см	1,0 1,2 1,5	1,6	2,0	2,5 2,8 3,3	3,0	3,5

Число поршней z	5	7	9	5	7	7
Диаметр окружности D, см	10	11 12 13	12	13	14 12 16	15
Угол наклона g	150	150	150 200 250	150	150	150 200 250
Ход поршня h, см
Рабочий объем q:
q1, см3 (см3 /об)
q2, см3 (см3 /об)
q3, см3 (см3 /об)

 

 

Контрольные вопросы

1. Дайте определение гидромашины.

2. В чем основное отличие гидронасоса от гидродвигателя?

3. В чем основное отличие гидроцилиндра от гидромотора?

30. В чем заключается принцип действия объемных насосов?

4. Какие бывают гидродвигатели в зависимости от характера движения выходного звена?

5. Из каких основных элементов состоят роторные насосы?

6. Что понимается под рабочим объемом насоса q?

7. От каких параметров зависит рабочий объем шестеренного насоса?

8. От каких параметров зависит рабочий объем пластинчатого насоса?

9. От каких параметров зависит рабочий объем аксиально- поршневого насоса с наклонным блоком цилиндров?

10. От каких параметров зависит рабочий объем аксиально- поршневого насоса с наклонным диском?

11. В чем отличие аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком цилиндров от аксиально-поршневого насоса с наклонным диском?

12. Что понимается под номинальным давлением гидромашины?

13. Основные параметры гидромашин?

14. Как рассчитать теоретическую подачу насоса, зная рабочий объем и частоту вращения вала насоса?

15. Как рассчитать действительную подачу насоса?

16. Какие параметры необходимо знать для расчета теоретической подачи насоса?

17. Действительная подача насоса больше или меньше теоретической?

18. Как определить полный КПД гидромашины, если известны гидравлический, механический и объемный КПД?

19. Назначение гидронасоса?

20. Назначение гидромотора?

21. Назначение гидроцилиндра?

22. Как определяется полный КПД гидромашины?

23. Назовите основные параметры объемного насоса.

24. Особенности конструкции шестеренных гидромашин.

25. Особенности   конструкции   аксиально-поршневых гидромашин.

26. Особенности   конструкции   радиально-поршневых гидромашин.

27. Особенности конструкции пластинчатых гидромашин.

28. Области применения гидромашин?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П.1.1

 

Техническая характеристика шестеренных насосов серии НШ… -4

Показатели	НШ32-4	НШ50-4	НШ71-4	НШ100-4	НШ250-4	НШ400-4
Рабочий объем, см3	31,5	48,8	69,7	98,8	250,0	400,0
Давление       на выходе из насоса, МПа:	20	20	20	20	20	20
номинальное
Частота вращения вала насоса, с-1:
номинальная	24	30	19,2	19,2	15	15
максимальная	30	30	24	24	19,2	19,2
минимальная	5	5	5	5	5	5
Объемный КПД, не менее	0,94	0,94	0,95	0,95	0,94	0,94
Полный КПД, не менее	0,83… 0,89	0,83… 0,89	0,86… 0,90	0,86… 0,90	0,86… 0,90	0,86… 0,90
Масса, кг	6,4	7,1	16,5	16,5	44,5	45,0

Таблица П.1.2