Принцип работы пластинчатого насоса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В промышленном оборудовании различного служебного назначения используют пластинчатые насосы разных моделей: регулируемые и нерегулируемые, одно- и двухпоточные. Эти насосы создают давление 3…12,5 МПа. Они различаются также объемной подачей (5…200 л/мин). Так в конструкциях станков применяют пластинчатые насосы, имеющие постоянное значение подачи и служащие для нагнетания масла в гидравлическую систему. При правильных условиях эксплуатации пластинчатые насосы работают 5000…6500 ч без значительного ухудшения значения подачи. Однако при более длительном сроке работы ряд деталей изнашивается. Наибольший износ имеет статорное кольцо, лопасти и распределительные диски. Меньше изнашивается ротор. Ремонт пластинчатых насосов ввиду сложности их демонтажа, восстановления износившихся деталей, после ремонтной сборки отличается значительной трудоемкостью и сложностью. При недостаточной оснащенности ремонтной базы предприятия затраты на ремонт пластинчатого насоса могут в два-четыре раза превышать стоимость нового насоса. При хорошо организованном и оснащенном ремонтном производстве эти насосы ремонтируют. Насос разбирают, восстанавливают или заменяют новыми износившиеся его детали.

пластинчатый насос статорный

1. Принцип работы пластинчатого насоса

В корпусе однопоточного пластинчатого насоса 1 и крышке 2 установлен рабочий комплект, состоящий из статора 3, ротора 4, пластины 5, диска с шейкой 6, диска плоского 7. Вал 8 свободно вращается в подшипнике качения 9. В крышке пластинчатого насоса расположено всасывающее отверстие Б, в корпусе - нагнетательное В. В случае двухпоточного насоса НПл, в корпусных деталях установлены рабочие комплекты однопоточных пластинчатых насосов. Так же, двухпоточный насос имеет общее всасывающее отверстие, а нагнетание происходит двумя независимыми потоками. В остальном, принцип действия насосов одинаков: при вращении вала пластины перемещаются в пазах ротора в соответствии с профилем внутренней поверхности статора.

Камера Г (между пластинами, статором и ротором) во время соединения с каналами всасывания увеличивает свой объем и заполняется рабочей жидкостью, поступающей из магистрали всасывания, а во время соединения с каналами нагнетания уменьшает свой объем, вытесняя рабочую жидкость в магистраль нагнетания.

2. Ремонт пластинчатых насосов

Поверхности лопастей насоса вследствие высокого трения при их перемещении по статорному кольцу и в пазах ротора со значительными скоростями при больших давлениях быстро изнашиваются, особенно по граням. В результате длина лопастей в пазах ротора уменьшается, что приводит к их перекосу, а также изнашиванию пазов самого ротора уменьшается, что приводит к их перекосу, а также изнашиванию пазов самого ротора. Лопасти насоса изготовлены из быстрорежущей стали марок Р9, Р12,Р18,Р18К5Ф2 или заменяющих ее сталей Р6М5 и Р6М5К5. При изготовлении лопастей нужно обеспечить их толщину на 0,01…0,03 мм меньше ширины паза ротора, длину на 0,01 мм меньше ширины ротора, отклонение от перпендикулярности боковых сторон к кромке, контактирующих со статорным кольцом,? 0,01.

Заготовки лопастей после отжига обрабатывают по контору. Далее шлифуют плоскости и боковые стороны. Производят ступенчатую закалку до твердости 62…64 HRC.Предварительное шлифование лопастей выполняют, оставляя припуск под пригонку по пазам ротора, а окончательное - осуществляют на плоскошлифовальном станке с использование приспособления, обеспечивающего одновременное шлифование нескольких лопастей.

Рис. 1 Пластинчатый насос: а - конструкция; б - основные детали; 1- отверстие для подвода масла; 2- уплотнительное кольцо; 3-ротор; 4-штуцер; 5,8-распределительные диски; 6-крышка; 7-статор; 9-корпус; 10-фланец; 11-вал ротора; 12,14-всасывающие и нагнетательные окна; 13-лопасти; 15-внутренняя поверхность статора; 16-штифт

У статорных колец наиболее сильно изнашиваются поверхности в местах сопряжения профилей меньшего и большего радиусов. На изношенной поверхности образуются рифления и задиры, вывести которые практически невозможно. Поэтому обычно статорные кольца заменяют новыми.

Статорное кольцо должно быть изготовлено так, чтобы ширина статора была больше ширины ротора на 0,02…0,03 мм для пластинчатых насосов малой производительности и на 0,04…0,06 мм - большой производительности. При невыполнении данного условия возможно заедание торцовых поверхностей ротора в дисках, которые закрывают с двух сторон в отверстие статора.

Статорные кольца изготавливают из шарикоподшипниковой стали ШХ15 или из инструментальных легированных сталей марок ХВГ и 9ХС.

После закалки и отпуска обеспечивается твердость 60…64 HRC.

Рис. 2 Приспособления для обработки заготовки статорного кольца растачиванием: 1-планка; 2-копир; 3-планшайба; 4-болты; 5-заготовка; 6-ролик; 7-конштейн; 8-трос

Профильное отверстие статорного кольца растачивается на токарном станке копиру (рис.1). На шпиндель станка монтирует планшайбу, имеющую посадочный поясок для установки копира. В выточку копира вставляют заготовку кольца, которую закрепляют планками и болтами. К копиру прижат постоянно ролик, сидящий на кронштейне, закрепленном на поперечном суппорте станка, с обратной стороны которого укреплен трос с грузом. Винт поперечного суппорта демонтируют, в результате этого суппорт может свободно перемещаться. При вращении шпинделя станка копир толкает ролик. Суппорт с закрепленным в нем резцом под действием копира и груза воспроизводит внутренний профиль статорного кольца. Продольная подача осуществляется через ходовой винт и маточную гайку.

Установку резца на глубину резания выполняют подачей верхнего суппорта. Кольца растачивают, оставляя припуск 0,25…0,3 мм на сторону под последующее шлифование. После сверления отверстий кольцо подвергают термической обработке, а затем шлифуют. Шлифовать профильную поверхность отверстия статорного кольца можно на том же токарном станке. Для этого вместо резца монтируют специальную шлифовальную головку. Однако целесообразнее для этой цели применять приспособление для внутришлифовального станка (рис.3). Приспособление монтирует перед передней бабкой на станине этого станка. Вал установлен в шариковых подшипниках. На переднем конце вала расположена втулка, в которую устанавливают и закрепляют заготовку кольца, а на заднем конце вала имеется шкив, во внутреннее отверстие которого вставляют копир. На корпусе установлен электродвигатель, который передает вращательное движение на шкив через понижающую ременную передачу. От шкива вращение передается на шкив и вал с копиром и заготовкой. Корпус опирается на втулку. Последняя может поворачиваться в игольчатых подшипниках. Приспособление постоянно прижимается к копирному ролику пружиной. При вращении копира приспособление с заготовкой совершает вокруг своей опоры колебательные движения соответственно профилю копира. При включенном шлифовальном шпинделе осуществляется шлифование заготовки по внутреннему профилю отверстия. Диаметральный размер шлифовального круга должен быть равен диаметру копирного ролика. Наружную поверхность и один торец статорного кольца шлифуют одновременно на оправке, которая изготовлена по максимальному диаметру профиля. Шлифование первого торца выполняют на плоскошлифовальном станке, обеспечивая требуемый параметр шероховатости, параллельность сторон и допуск на толщину статорного кольца. После шлифования кольцо размагничивают посредством димагнизатора.

Распределительные диски пластинчатого насоса изготавливают из алюминиевой бронзы Бр.АЖ9-4 или Бр.АЖМц-10-3-1,5 твердостью 160…180 НВ. В дисках изнашиваются стороны, которые прилегают к ротору с лопастями, а также отверстия под цапфы ротора. В результате изнашивания на торцах дисков образуются кольцевые выемки и риски, а в отверстиях под цапфы ротора- волнистая поверхность. В случае если суммарная величина изнашивания отверстия диска и цапфы ротора превышает 0,06…0,08 мм, то диски восстанавливают или заменяют новыми. До изготовления новых дисков цапфы ротора шлифуют на круглошлифовальном станке, хромируют и затем окончательно шлифуют. Диски растачиваю по диаметру цапф. Изношенные диски восстанавливают растачиванием их отверстий на 4…6 мм больше, чем диаметр исправленных (прошлифованных) цапф ротора. В расточенное отверстие диска запрессовывают втулку. Отверстие во втулке в диске растачивают на диаметральный размер, который определяет посадку цапфы и ротора с зазором равным 0,01…0,02 мм. Затем подрезают торец фланца, если он имеет задиры и глубокие риски. Непараллельность торцовых поверхностей диска должна быть не более 0,01 мм. Далее торцовые поверхности пришабривают, стараясь при этом получить их немного вогнутыми для того, чтобы обеспечить плотное сопряжение со статорным кольцом и нормальный зазор с ротором.

У роторов, являющихся наиболее ответственной деталью насоса в основном изнашиваются цапфы, пазы для лопастей и торцовые поверхности. Роторы обычно изготавливаются из стали 20Х с цементацией на глубину 0,8…1 мм и закалкой до твердости 58…62 HRC или сталей 40Х и 45Х с закалкой до твердости 48…52 HRC.Поверхности шлицевого отверстия и отверстия в цапфах цементируют также на глубину 0,8…1 мм. При выполнении ремонта насоса из-за трудностей, обусловленных необходимостью доводки пазов после закалки, ротор изготавливают из стали 38ХМЮА с закалкой до твердости 28…32 HRC.После обработки пазов их азотируют до твердости 70…80 HRC. Допуск на ширину пазов ротора 0,02 мм. При посадке лопастей в пазы нужно тщательно следить за тем, чтобы не происходило их заклинивания.

При восстановлении или изготовлении нового ротора допускаются развалы пазов на 0,02…0,03 мм на глубину 2…3 мм со стороны торцовых поверхностей и на 1…2 мм со стороны наружной цилиндрической поверхности. Дефекты на поверхностях пазов должны превышать ј их площади. Допускаются наличие рисок вдоль оси длиной, не превышающей половину глубины паза. Размещено на Allbest.ru

Процесс изготовления нового ротора технологически сложен и трудоемок, поэтому целесообразно восстановление изношенного ротора. Риски на торцах и цапфах ротора устраняют шлифованием. Цапфы ротора можно восстанавливать методом канальчатого хромирования с последующим шлифованием. Непараллельность пазов, возникающую вследствие изнашивания ротора, устраняют притиркой с использованием абразивного порошка и пасты. Если износ не удается ликвидировать таким способом, то ротор заменяют новым.

Последовательность технологического процесса изготовления ротора: обтачивание заготовки с оставлением припуска на последующую чистовую обработку; растачивание отверстия начисто; протягивание шлицев; подгонка шлицев по валу насоса; установка заготовки ротора на вал насоса, закрепление ее от осевого смещения и обтачивание с припуском под шлифование; разметка и сверление на торцовой окружности отверстий под пазы; фрезерование пазов с припуском под доводку; закалка ротора. Если новый ротор изготавливают из стали 38ХМЮА, то вначале заготовку закаливают до твердости 28…33 HRC.Затем после предварительного шлифования и притирки пазов ротор азотируют до твердости 80 HRC. Далее окончательно доводят пазы и выполняют тонкое шлифование торцов и цапф.

Рис. 3. Приспособление для обработки заготовки статорного кольца шлифованием: 1-ролик; 2-копир; 3-шкив; 4-электродвигатель; 5-втулка; 6-заготовка; 7-вал; 8-шлифовальный круг; 9-корпус; 10-втулка; 11-шкив; 12-пружина

3. Сборка пластинчатого насоса

После замены или восстановления деталей производят сборку пластинчатого насоса. Следует отметить, что большее отверстие является всасывающим, а меньшее - нагнетательным. Последовательность сборки следующая (рис.1):

1. В корпус 9 устанавливают сначала распределительный диск 8 с отверстием 1 для подвода масла, затем запрессовывают статор 7.

2. На вал 11 ротора напрессовывают правый подшипник, установив предварительно уплотняющую прокладку.

3. Вал 11 с подшипником монтируют в корпусе 9.

4. Устанавливают на вал 11 ротор 3 с лопастями 13.При сборке ротора проверяют легкость перемещения лопастей, которые должны скользить в пазах без качки и заедания. При подборе лопастей по пазам возможно подгонка их притиркой до нужной толщины с зазором 0,03 мм. Одновременно проверяют ширину лопасти. Она должна быть меньше ширины ротора на 0,02…0,03 мм меньше ширины статорного кольца.

5. На ротор устанавливают распределительный диск 5. Допускается вогнутость рабочей стороны диска ? 0,02 мм. Наружные поверхности дисков 5 и 8 должны плотно прилегать к корпусу насоса и к крышке. При необходимости диски пришабривают.

6. С левой стороны вала 11 устанавливают подшипниковую опору.

7. Для обеспечения заданного положения распределительные диски 5 и 8 фиксируют относительно корпуса штифтом.

8. Устанавливают уплотнительное кольцо 2 и крышку 6 так, чтобы отверстие в крышке совпало со штифтом, который фиксирует положение распределительных дисков.

9. Крышку 6 закрепляют болтами.

10. В крышку монтируют штуцер 4,служащий для слива в бак масла, появляющегося в результате утечек.

При установке ротора в корпус необходимо, чтобы наклон лопастей был в сторону вращения. При установке угловые канавки на тыльной стороне дисков должны быть расположены в полости нагнетания. Легкость вращения ротора регулируют болтами, крепящими заднюю крышку.

Собранный, промытый керосином и заполненный маслом пластинчатый насос испытывают на стенде или непосредственно на оборудовании. Насос обкатывают в течение 15…20 мин. При отсутствии явных неисправностей насос испытывают под нагрузкой, увеличивая постепенно давлении до номинального и затем на 20…30% больше. С максимальным давлением проверяемый насос должен работать не более 5 мин. При испытании насоса измеряют подачу масла при различных давлениях. Объемный КПД отремонтированного насоса обычно на 0,1…0,15 меньше, чем у нового.

Размещено на Allbest.ru