| Аннотация |
Гидравлические насосы объемного действия широко распространены в различных отраслях народного хозяйства и в технике специального назначения: в военной технике, нефтегазодобыче и транспортировке нефти и газа, в автомобилестроении, авиастроении, судостроении, системах МЧС и т.д. На привод насосных установок затрачивается более 20% электроэнергии, используемой в промышленности. В зависимости от особенностей реализуемых рабочих процессов насосы имеют различные конструкции и варианты устройств распределения жидкости, например, обратные клапаны, золотниковые распределители, или не содержать их, т.е. являются бесклапанными.
Одними из самых распространённых является роторные конструкции насосов. По сравнению с поршневыми они более компактны, уравновешены, имеют хорошие показатели по неравномерности подачи сжимаемой жидкости, работают с более высокой частотой привода, что обеспечивает хорошие удельные характеристики. Отсутствие у некоторых конструкций клапанного распределения позволяет успешно использовать такие насосы для перекачки вязких жидкостей. Вследствие этого, задача повышения эффективности работы роторных объемных насосов является важной и актуальной.
В последнее время появились разработки новых конструктивных вариантов роторных насосов, обладающие основными преимуществами кулачковых насосов и лишённые их основных недостатков, например, прямозубый роторный насос. Подача такого насоса ввиду постоянства скорости зуба ротора равномерна, за исключением её кратковременного отсутствия в момент размещения зуба ротора во впадине уплотнительного диска. Расчётная подача такого насоса по сравнению с кулачковым при схожих относительных массогабаритных показателях и одинаковой частоте вращения приводного вала выше, примерно, в 1,7 раза. Однако у этих машин есть ряд недостатков, а именно наличие нагнетательного клапана накладывает ограничения на число оборотов приводного вала, чистоту перекачиваемой жидкости и ее вязкость, в этих насосах, в момент размещения зуба ротора во впадине уплотнительного диска, подача прекращается, что приводит к незначительным пульсационным явлениям подачи и давления, которые значительно меньше чему, например, у кулачковых, но они присутствуют. Таким образом, возникает задача создания таких роторных прямозубых насосов объемного действия, которые имея все преимущества этого класса машин, максимально нивелировали основные недостатки. Поскольку разрабатываемые конструкции, имеют новизну, в известной технической литературе нет рекомендаций по их проектированию, в результате возникает необходимость создания научной базы для проектирования таких машин.
Проект направлен на совершенствование насосов объемного действия, а именно создания концептуальных основ и теории рабочих процессов прямозубых роторных насосов с гидродиодным распределением жидкости, обладающих повышенной надёжностью и высокими массогабаритными показателями.
В рамках проекта будут решаться следующие задачи, актуальные в области проектирования насосного оборудования, и имеющие потенциальные приложения в области гидросистем широкого класса:
- разработка концептуальных основ и теории рабочих процессов прямозубых роторных насосов с гидродиодным распределением жидкости;
- разработка конструкции прямозубого роторного насоса с гидродиодным распределением жидкости, которая позволит улучшить массогабаритные и энергетические показатели существующих роторных прямозубых машин;
- разработка комплексной математической модели рабочих процессов прямозубых роторных насосов;
- разработка программного комплекса для ЭВМ, предназначенного для проектирования и исследований прямозубых роторных насосов;
- разработка 3D модели экспериментального образца насоса;
- разработка инженерной методики предварительного конструкторского расчета прямозубых роторных насосов;
- разработка рекомендаций по проектированию прямозубых роторных насосов.
|
