Определение усилий на основные детали поршневых насосов
Гидравлическую часть насоса рассчитывают на прочность по давлению опрессовки, а механическую – по усилиям, действующим в его элементах при наибольшем крутящем моменте развиваемом приводным двигателем.
Давление опрессовки принимается вдвое большим, чем максимальное, развиваемое насосом. Гидравлическая часть насоса должна быть рассчитана таким образом, чтобы при закупорке напорной линии и несрабатывании предохранительного клапана произошла остановка двигателя, а не поломка насоса.
Шпильки, крепящие крышки цилиндров, рассчитывают с учетом предварительной затяжки обеспечивающей герметичность стыка. Шток рассчитывается на растяжение–сжатие, кроме того, он проверяется на устойчивость. Для определения критического усилия на шток используют формулу Эйлера:
Ркр= π2Е I/(µl)2
Где: µ - коэффициент приведенной длины, принимается равным 0,5 т.к. оба конца защемлены;
. l – действительная длина стержня
Е – модуль упругости первого рода
I – момент инерции сечения
Расчетная схема поршневого насоса
Детали КШМ рассчитывают обще принятыми методами на полную долговечность насоса. Силы, действующие в КШМ, определяются следующим образом:
-Сила, действующая вдоль шатуна:
S= (P +Gf)/cosβ,
Где: Р – усилие действующее на шток, кгс
G – масса ползуна и 1/3 шатуна, кг
. f - коэффициент трения ползуна о направляющие,
Максимальное усилие Sмакс достигается при максимальном угле β; т.к. у большинства насосов r/l=0,2 соответственно cosβ= 0,98 то для упрощения принимается S= P +Gf
Палец крейцкопфа воспринимает силу S, которую можно разложить на тангенциальную силу Т, направленную касательно к окружности и нормальную силу N, воспринимаемую валом кривошипа.
Пренебрегая углом β, ввиду его малости, получим:
Т = Ssinα,
Т.е тангенциальное усилие изменяется по синусоидальной зависимости. Полученную формулу применяют для расчета одноцилиндровых насосов. Для много цилиндровых насосов тангенциальная сила может быть найдена графически, сложением графиков, характеризующих изменение тангенциальных сил, полученных для каждого цилиндра с учетом их сдвига по фазе.
Регулирование работы поршневых насосов
Заключается в изменении основных параметров работы насоса, т.е. его подача и давление. Основные способы регулирования:
-изменение площади поперечного сечения поршня и цилиндровой втулки. С этой целью насос комплектуется комплектом сменных цилиндровых втулок с переменным внутренним диаметром и постоянным наружным и соответствующими поршнями. Минимальные диаметры поршней обеспечивают максимальное давление и минимальную подачу и наоборот, максимальный диаметр поршней обеспечивает максимальную подачу при наименьшем давлении;
-изменение числа двойных ходов поршня или числа оборотов кривошипного вала;
-выемка нагнетательного клапана из штоковой клапанной коробки, что позволит снизить подачу почти в два раза.
Эксплуатация поршневых насосов
При установке насоса необходимо соблюдать следующие правила:
- трубопроводы (всасывающие и нагнетательные) не должны иметь резких поворотов. Количество запорных устройств и колен должно быть минимальным.
- всасывающий трубопровод должен быть по возможности коротким и проложен с подъемом по направлению к насосу во избежание образования воздушных мешков;
- в начале всасывающего трубопровода необходимо установить фильтр;
- при работе насоса с подпором в начале всасывающего трубопровода необходимо установить задвижку;
- соединения всасывающего трубопровода должны быть герметичными во избежание подсоса воздуха;
- на напорном трубопроводе непосредственного насоса должна быть установлена задвижка;
- на всасывающем и напорном трубопроводах должны быть установлены компенсаторы;
- на всасывающем и напорном трубопроводах должны быть установлены приборы для измерения давления.
При пуске насоса необходимо придерживаться следующих правил:
- новый насос необходимо очистить от консервирующей смазки. Вся система смазки должна быть промыта и заполнена маслом. Перед пуском необходимо вручную повернуть шкив насоса на два-три оборота, чтобы убедиться, что в приводной и гидравлической частях нет посторонних предметов.
- если насос должен работать при высоте всасывания, а рабочие камеры гидравлической части пусты, то их, а также всасывающий трубопровод, при наличии в нем приемного клапана следует заполнить перекачиваемой жидкостью;
- задвижки на напорном и всасывающем трубопроводе должны быть полностью открыты;
- двигатель запускают, как правило, без нагрузки, с перепуском жидкости на всасывание и постепенным увеличением нагрузки по мере выхода двигателя на рабочий режим.
При работе насоса необходимо соблюдать следующие правила:
- следить за показаниями измерительных приборов;
- следить за исправной работой системы смазки и качеством и количеством масла;
- поддерживать необходимое давление сжатого воздуха в компенсаторе на нагнетательной линии, соответствующее размеру поршня и цилиндровой втулки;
- убедиться в правильности установки предохранительной шпильки в предохранительном клапане соответствующей размеру поршня;
- следить за состоянием уплотнений (поршня, цилиндровых втулок, клапанов, штока);
- при внезапном изменении режима работы, появлении стуков, нагреве отдельных элементов приводной и гидравлической части следует остановить насос, выяснить причины и устранить их.
Гидравлическая часть трехплунжерного насоса 4Р -700
Двухцилиндровый поршневой насос двойного действия
Гидравлическая часть двухцилиндрового поршневого насоса двойного действия
Гидравлическая часть трехцилиндрового поршневого насос
Трехцилиндровый поршневой насос
Кривошипно-шатунный механизм трехцилиндрового поршневого насоса
