Торцовый распределитель аксиально- поршневого регулируемого насоса

Торцовый распределитель аксиально- поршневого регулируемого насоса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0п 422862

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 09.07.71 (21) 1677591/24-6 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.04.74. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 12.09.74 (51) М, Кл. F 04Ь 1/30

F 011 5/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.659(088.8) (72) Авторы изобретения

И. 3. Зайченко и А. Д. Болтянский (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научноисследовательский институт металлорежущих станков (54) ТОРЦОВЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ АКСИАЛЬНОПОРШНЕВОГО РЕГУЛИРУЕМОГО НАСОСА

Изобретение касается аксиально-поршневых насосов.

Распространены регулируемые аксиальнопоршневые насосы с торцовым распределением, в диске распределителя которых, кроме рабочих окон, выполнены демпфирующие прорези, обеспечивающие линейное или близкое к линейному изменение давления в цилиндрах насоса при переходе окон блока цилиндров через перемычки между рабочими окнами в диске.

В известных конструкциях насосов подобного типа регулирующий орган нагружен весьма значительным моментом, что требует увеличения габаритов механизма регулирования или,повышения давления питания механизма регулирования.

Цель изобретения — ликвидация нагрузочного момента на регулирующем органе насоса от сил давления на поршни и уменьшение акустического излучения насоса. Для достижения этой цели в предлагаемом распределителе кромки рабочих окон в диске находятся относительно оси мертвых положений поршней насоса под углом, равным сумме половины центрального угла окон в блоке цилиндров и четверти центрального угла между цилиндрами, а величина перемычек между рабочими окнами с расположенными на них демпфирующими прорезями равна половине центрального угла между цилиндрами насоса.

На фиг. 1 изображен диск распределителя насоса в плане; на фиг. 2 — кинематическая схема насоса; на фиг. 3 — схема совмещения окон в блоке цилиндров с окнами в диске.

Диск распределителя может иметь плоскую или сферическую рабочую поверхность. Через рабочие окна 1 и 2, выполненные на этой по10 верхности, подводится и отводится рабочая жидкость. Окна окружены уплотняющими поясками 3 и 4. По периферии рабочей поверхности диска располагается опорная поверхность 5, отделенная от наружного уплот1s няющего пояска 4 сливной канавкой 6, Пазы

7 делят поверхность 5 на секторы. Кромки окон 1 и 2 отстоят от оси 0 — 0 мертвых положений поршней насоса на угол, равный сумме Yo половины центрального угла — ) окон в бло20 2) ке цилиндров и четверти центрального угла

à — 1,между цилиндрами. На уплотняющих пе4/ ремыч ках между окнами 1 и 2, на участке yr2S лового перекрытия, равном половине цент/ з рального угла - --) между цилиндрами, рас г) положены демпфирующие прорези 8, спрофилированные таким образом, что в период пеЗО рехода окоп цилиндров через перемычки дав422862

РРг (4)

COS а

2sin —

15 Л = cosy

P,Fr

С0$2 а

20 при — (,р <

4 4

\

cos а

sin — 4

Л1

cos а (2) 2sin—. р

cos (-l ) 0 Fr

cos а

cos а

sin

2 sin—

60

m — 1

+ " V.сов(р+ КЗ), COS а к=ю ление в цилиндрах изменяется по линейному закону. Индикаторная диаграмма изменения давления в поршневых камерах имеет вид равнобочной трапеции.

Предлагаемое распределительное устройст"-о применимо при работе насоса с постоянным *направлением подачи и при реверсивном режиме работы насоса, осуществляемом поворотом наклонной шайбы или люльки при постоянном направлении вращения приводного вала.

Величина момента на регулирующем органе насоса с кольцевыми гидростатическими опорами, работающего с предлагаемым распределительным устройством, определяется следующим образом.

Сила, возникающая под воздействием давления рабочей жидкости на поршень и направленная нормально,к плоскости наклонной шайбы, равна: где Є— давление в поршневой камере;

F — площадь, поршня; к — угол наклона шайбы.

Центры сферических головок поршней перемещаются в плоскости наклонной шайбы по эллипсу: положение точки А определяется координатами; р = r ф 1+ tg à cos y, О = arctg cos а tg р, где r — радиус расположения поршней в блоке цилиндра в; ср — текущий угол поворота ротора.

Момент, создаваемый,на наклонной шайбе одним поршнем, равен:

PKFr

Мr NpcosO= cos

cos

Суммарный момент, создаваемый всеми нагнетающими поршнями, определяется уравнен,нянями: а) на участке угла поворота ротора от ср=

=- — — до ср=+ —, когда на перемычке на4 4 ходится проходящее через верхнюю мертвую тачку (в,м.т.) окно цилиндра 1:

ИИ= " сов р+ ",,сов(;+КЯ, cos а

=1 б) на участке угла поворота ротора от ср=

33 — до ср= —, когда на перемычке нахо4 4 дится проходящее через нижнюю мертвую точку (н.м.т.) окно цилиндра V: М = соя(р+ т3)+

cos а г где р= — — угол между цилиндрами; z—

z — 1 число пор шней (т= — для нечетного

2 числа поршней); Є— давление нагнетан ия;

К вЂ” коэффициент, последовательно принимаемый равным 1, 2... т и О, 1, 2... m — 1, 3;;

При ср= — положение окна цилиндра 1 за4

10 пимает другое окно, и цикл повторяется.

После вычисления сумм косинусов найдем: при — — ((—

4 4

В данных уравнениях первый член определяет составляющую, создаваемую поршнем, находящимся против перемычки (давление в его поршневой .камере равно Р„). Второй член определяет составляющую, создаваемую поршнями при сообщении соответствующих цилиндров с окном нагнетания (давление в поршневых камерах этих поршней равно PH).

Суммарные моменты, определяемые уравне40 ниями (1) и (2), обращаются в нуль при изменении давления в поршневых камерах в период распределения по линей ному закону, т. е. при линейной зависимости Р„. от р. Чтобы это доказать, нужно проанализировать

45 указанные уравнения по отдельным участкам угла поворота ротора.

Уравнение (1) — участок угла поворота — у 4 — . При ср= — — (в момент разоб4 4 4 щения окна цилиндра 1 и окна всасывания) давление в цилиндре 1 равно давлению всасывания Р,=О.

Поэтому:

При ср=0 (окно цилиндра 1 находится в

1 в.м.т.) Р„= — Р„.

65 2

422862

sin 0+ —

ЕМ= " cos0

2 cos а

СОВ2 а

2 sin—

/ 3

sin (—

Рн Fr tf

cos а 4

Р„Fr

cos а

2 sin —

4 а

2 ваап — . cos —

P„Fr 4 4

P„Fr

cos

cos 4

О.

С082а >

2 sin—

4,5

sfn — cos—

4 4

P„Fr

+ C0S32

2 sin—

Є= — Є, 2

4 4 )

2 sin—

4 (4 4

2 sin—

При ср= — (в момент соединения окна ци4 линдра 1 с окном нагнетания) Р„=Р„.

Уравнение (2) — участок угла поворота

3 33 — (р(—

4 4

П ри

4 с окном нагнетания) давление в цилиндре V

Р„=Р„, поэтому:

Р„Гг

Zhf= — " cos — — — -)+ " Х

cos ë 2 4 ) cos2 (31 1

sin

k 4 4! Ранг

cos — +

С03 а 4

2 sfn—

При 4р= — (цилиндр V находится в н.м.т.), 1

3 J

При ср= — (в момент соединения окна

4 цилиндра V с окном всасывания) Р =Р =0.

cos а \, 2 4 ) cos ë

Аналогичные расчеты могут быть проведены и для значений р, расположенных в про3;:

: ежутке — — (-(— .

4 4

1аким образом, при применении описываемого распределителя и при линейном характере изменения давления в цилиндрах в период

;х перехода через перемычки .между окнами диска на,регулиру1ощем органе насоса ликвидируется момент, создаваемын силами давления рабочен жидкости на нагнетающие поршни. ксперимента.1ьное определение величины момента на регулирующем органе при работе насоса с предлагаемым распределительным устронством подтвердило теоретические расчеты и показало, ч1о в э1ом случае регулирующий орган нагружае1ся только инерционными нагрузками, денствующими в механизме.

1 роме того, применение данного распредели1ельного устроиства значительно понижает акустическое излучение насоса, так как на регулирующем органе 1нквидируется нагрузка, имеющая при схемах распределения с нулевым и с малым положительным перекрытием знакопеременнып, пульсирующин характер. 1а нагрузка вызывает связанные .с сильным шумом колебания и упругие деформации регулирующего органа и связанных с ним деталеи. 1 азница в уровнях воздушного шума, например, для насоса I 1,5 — 35Л (Q44=

= — - luu луп и, P„= fbu кг(см -, и=1500 об/мин) с предлагаемым распределительным устройством при схеме распределения с малым положительным перекрытием составляет по данным испытания lip}i работе насоса íà iоминальном режиме 12,о дб А.

Предмет изобретения

Торцовый распределитель аксиально-поршневого регулируемого пасоса, на диске которого выполнены два рабочих окна и две демнфирующие прорези, спрофилированные таким образом, ч1обы в период прохождения окон олока цилиндров через перемычки между рабочими окнами на диске давление в полостях цилиндров изменялось по линейному или близкому к линейному закону, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью ликвидации нагрузочного момента на регулирующем органе насоса от сил давления на поршни и уменьшения акустического излучения насоса, рабочие

Окна диска выполнены так, что их кромки находятся относительно оси мертвых положений поршней насоса под углом, равным сумме половины центрального угла окон в блоке цилиндров насоса и четверти центрального угла между цилиндрами, а величина перемычек с расположенными на ннx демпфирующпми прорезями равна половине центрального угла между пил индр а ми насоса.

422862 вания нагнетания

Ф г 2

Фиг 5

Составитель Ю. Никитин

Техред А. Камышникова Корректор В. Брыксииа

Редактор Н. Вирко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2220/! 1 Изд. № 704 Тираж 65! Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д, 4/5