Насосы гидропроводах литейных машин

В отечественной и зарубежной практике в гидропроводах литейных машин используют два класса насосов: поршневые с клапанным распределением (разделяются в зависимости от типа привода на кривошипно-плунжерные и эксцентриковые) и роторные.

Поршневые насосы с клапанным распределением, кривошипноплунжерные насосы предназначены для работы как с минеральным маслом, так и с эмульсией и водой. Чаще всего их применяют при групповом приводе, т.е. они входят в состав насосно-аккумуляторной станции (НАС). В индивидуальном приводе такие насосы используют для машин большой мощности, где в качестве рабочей жидкости применяется эмульсия.

Характерной особенностью кривошипно-плунжерных насосов является их тихоходность из-за необходимости создания условий для нормальной работы всасывающих клапанов, обладающих большой инерционностью. Поэтому насосы имеют большие габаритные размеры и большую массу. Удельная масса (масса, приходящаяся на 1 кВт мощности) этих насосов очень велиха, обычно не ниже 160 кН/кВт.

Трехплунжерный насос с числом оборотов 340 в минуту имеет производительность 60 л/мин, создает рабочее давление 12 МПа.

Эксцентриковые поршневые насосы предназначены для работы на минеральном масле вязкостью 20-400 сСт при температуре 10-50°С. Насосы нерегулируемые, т.е. не имеют в своем составе устройств для изменения производительности. При изменении частоты вращения приводного вала производительность насоса меняется пропорционально изменению скорости.

Насосы типа Н работают с напором на всасывании. Величина напора должна быть в пределах 11 Па.

Насос Н-403 широко применяют в гидроприводах машин, так как он позволяет использовать порознь обе полости нагнетания, причем величины давлений, развиваемых полостями, могут существенно различаться. В случае раздельного использования полостей коллектор снимают, а нагнетательные магистрали подводят непосредственно к полостям. Удельная масса эксцентриковых насосов значительно ниже, чем кривошипных.

Лопастные (шиберные) насосы. Производительность лопастных насосов пропорциональна частоте вращения приводного вала. При использовании этих насосов на частотах вращения ниже паспортных необходимо в полости всасывания создать небольшой подпор (около 0,05 бар).

Лопастные насосы типа Г12-2 на давление 6 МПа, типа БГ12-2 на давление 120 бар и Г14-2 выпускает елецкий завод "Гидропривод”.

Благодаря широкому диапазону производительности этих насосов (5, 8,12,18, 25, 35, 50, 70,100,140, 200 л/мин) легко подобрать наиболее целесообразный вариант исполнения насосной установки.

Лопастные насосы выпускаются и в сдвоенном исполнении. Насосы в таком исполнении предназначены для нагнетания масла в гидросистему двумя лопатками. Сдвоенные насосы типа Г12-2 изготовляют в различных по производительности комбинациях, а типа БГ12-2 в любой сдвоенной комбинации, но производительностью до 70 л/мин.

Лопастные насосы, сдвоенные с поршневыми насосами типа Г14-2 имеют производительность 5-10 л/мин, а давление 6 МПа. Производительность поршневых насосов составляет 3,5-8 л/мин, наибольшее давление 10 МПа.

Расчет производительности насоса. При длительной эксплуатации в результате изнашивания уплотнителей и трущихся деталей золотников и клапанов гидросистемы и при капитальных ремонтах прессующих цилиндров возникает необходимость выполнять ряд проверочных расчетов отдельных узлов на прочность и производительность насоса гидросистемы. В целях улучшения технологических параметров часто приходится модернизировать гидравлические схемы узлов машины, что не обходится без достоверных расчетов.

При работе машины в момент подпрессовки наибольшую мощность гидроэнергии потребляет пресс-агрегат. Поэтому расчет производительности гидромашины и выбор мощности гидронасоса и электродвигателя необходимо произвести для данного агрегата.

Силовой цилиндр пресс-агрегата является объемным гидродвигателем возвратно-поступательного движения, преобразующим энергию жидкости от работы насоса в кинематическую энергию перемещающегося поршня (рис.55,57,58).

Объем рабочей жидкости за один цикл работы пресс-поршня составляет

Насосы гидропроводах литейных машин

где D - диаметр поршня пресс-агрегата, м; h - ход поршня, м.

Удельный расход жидкости составит

Насосы гидропроводах литейных машин

Поршень за цикл работы пресс-агрегата проходит путь h за время т, равное

Насосы гидропроводах литейных машин

где \/пmax - максимальная скорость пресс-поршня, м/с.

Часовой расход рабочей жидкости для работы пресс-агрегата составит

Насосы гидропроводах литейных машин

где i - количество циклов работы машины за 1 ч.

Подставляя значение q в формуле, получим часовой расход жидкости

Насосы гидропроводах литейных машин

Необходимый объем рабочей жидкости для возвратно-поступательного движения цилиндра можно записать по следующей формуле:

Насосы гидропроводах литейных машин

где QH- производительность насоса, м3/ч; К- поправочный коэффициент К =1,5-2,0.

Расчетная производительность роторного насоса определяется по формуле:

Насосы гидропроводах литейных машин

где Qт.н - теоретическая производительность насоса, м3/с; Vр.н -рабочий объем насоса, м3/об; n - частота вращения вала насоса, об/с.

Значение n выбирается по числу оборотов предполагаемого приводного двигателя. Наиболее широко применяемые в промышленности асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют синхронные числа оборотов 750,1000,1500,3000 об/мин.

Как правило, для малых машин (рзап <= 6 МН) устанавливается один насос, а для средних и больших машин два или четыре насоса, причем на один двигатель могут спариваться по два насоса (рис.57).

Насосы гидропроводах литейных машин

При работе насоса под давлением некоторая часть рабочей жидкости утекает через зазоры соединения золотников, клапанов обратно в бак. Тогда действительная производительность насоса будет:

Насосы гидропроводах литейных машин

где ΔQH- утечка рабочей жидкости, которая определяется поправкой объемного к.п.д. насоса; ŋ - коэффициент полезного действия насоса 0,7-0,85.

Смотрите также