Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

Wydział Nauk Technicznych

Laboratorium z napędów i sterowania

hydraulicznego pneumatycznego

Temat: Pompy zębate i łopatkowe.

Wykonał:

1. Pompy zębate

Pompę zębatą tworzą najczęściej dwa zazębione ze sobą czołowe, śrubowe

lub daszkowe koła zębate, z których jedno jest napędzane od silnika. Pod­czas obracania się kół zębatych w kierunku roboczym, w komorze ssawnej s ciecz wypełnia międzyzębne wnęki kół i jest przymusowo przemieszczana do komory tłocznej t. Komorę tłoczną ograniczają ścianki korpusu i zęby k, m, d oraz e współpracujących kół zębatych. Nadciśnienie w komorze tłocznej utrzymuje się wskutek wyci­skania cieczy spomiędzy zazębiających się tam zębów kół. Jednocześnie w wyniku napływania cieczy pomiędzy zęby kół wyzębiające się w komo­rze ssawnej i jednoczesnego unoszenia z niej cieczy do komory tłocznej, w komorze ssawnej panuje podciśnienie.

Podczas pracy pompy zębatej, wskutek istniejącej różnicy ciśnień przemieszczana ciecz częściowo powraca z komory tłocznej poprzez szczeliny pomiędzy wewnętrznymi ściankami korpusu oraz czołami i wierzchołkami zębów — do komory ssawnej.

Symbol pomy PZ 40

Geometryczna objętość robocza 29,5 cm³

Ciśnienie na wyjściu:

• nominalne 16 Mpa

• max przeciążeniowe 20 Mpa

Ciśnienie na wejściu - 0,02-0,4 Mpa

Prędkość obrotowa:

• nominalna 1500 obr/min

• minimalna 500 obr/min

• maksymalne 2500 obr/min

2. Pompa zębata o uzębieniu wewnętrznym

Ważną zaletą tych pomp jest symetryczne usytuowanie wału napędowego względem korpusu. Wykorzystano tu wirnik z zazębieniem wewnętrznym, pod względem równomierności wydatku jest to rozwiązanie korzystne. Przetłaczanie cieczy odbywa się również przez powierzchnie międzyzębowe.

Do cech negatywnych należy zaprojektowanie tych pomp.

Wydajność minimalna 40 dm³/min

Wydajność minimalna przy:

• prędkości obrotowej nominalnej 1500 obr/min

• ciśnieniu na wyjściu nominalnym 16 Mpa

• ciśnieniu na wejściu 0^+0,01 Mpa

• lepkości kinematycznej cieczy roboczej 40 mm²/s

Moc napędowa przy warunkach nominalnych 11 kW

Ciecz robocza:

• rodzaj cieczy olej hydrauliczny-mineralny grupy H

• zakres lepkości kinematycznej 10-600 mm²/s

• zakres temp. -20 - +80ºC

• dokładność filtrowania nominalna 63 µm

Zakres temp. otoczenia -20 - +55ºC

Charakter pracy przy ciśnieniu na wejściu:

• nominalnym praca ciągła

• max praca krótkotrwała (30 s max)

Napęd pompy poprzez sprzęgło nie wywołuje sił osiowych i promieniowych.

Masa 8 kg

3. Pompy łopatkowe

Pompa łopatkowa zawiera wirnik o suwliwych łopatkach promieniowych, współpracujących ślizgowo z wewnętrzną ścianką. Skonstruowana jest albo jako pompa mimośrodowa o wlocie zewnętrznym lub wewnętrznym, mająca stałą czy regulowaną wydajność oraz stały lub zmienny kierunek tłoczenia, albo jako pompa współśrodkowa, nie nastawna (najbardziej rozpowszechniona) odciążona, dwustronnego działania. Obracający się wirnik ma promieniowe wycięcia, w któ­rych znajdują się dopasowane, suwliwe ło­patki. Wirnik wraz z łopatkami umieszczo­ny jest mimośrodowo w cylindrycznej obudowie. Łopatki podczas obracania się wirnika prowadzone są w taki sposób, że nieprzerwanie (szczelnie przylegają do obu­dowy, Przyleganie takie można uzyskać albo przez przymusowe prowadzenie łopa­tek w wycięciach wirnika, albo tylko wskutek dociskania łopatek do obu­dowy dzięki działającym na nie siłom odśrodkowym, albo też w wyniku łącznego oddziaływania sił odśrodkowych oraz naporu cieczy doprowadza­nej pod ciśnieniem do wycięć wirnika. Podczas obracania się wirnika objętość każdej z przestrzeni wydzielonych wewnątrz obudowy między dwiema sąsiednimi łopatkami, wirnikiem i bu­dową zmienia się cyklicznie, czyli powiększa się w czasie jednej połowy obrotu wirnika i maleje w drugiej. Kanał dolotowy jest zlokalizowany w miejscu gdzie przestrzenie międzyłopatkowe powiększają się, a kanał wylotowy - gdzie przestrzenie te maleją. Przesuwając obudowę względem wirnika, czyli zmieniając jego mimośrodowość, można regulować wydajność pompy. Do odprowadzenia oleju służą małe otworki, które w pewnym stopniu spełniają rolę elementu dławiącego. Na tarczy są wykonane nacięcia dzięki którym zmniejsza się uderzenie hydrauliczne przy przełączaniu. W tarczy oleju o wysokim ciśnieniu umieszczony jest tłoczek. Na zaworze są umieszczone rowki odciążające promieniowo, zapobiegają one przyklejaniu się bądź nieprawidłowemu działaniu. Przecieki odprowadza się przez otwór w tłoczku. Tłoczek pełni rolę zaworu przelewowego. Jeżeli tłoczek nie jest wciśnięty do końca to olej otworem wraca przez zawór ssawny do pompy. Pompa ta służy do wspomagania układu samochodowego. Ciśnienia nie są wysokie, a raczej niskie stąd zastosowanie pompy łopatkowej. Po wykonaniu pracy użytecznej olej wraca przewodem przez filtr z powrotem do zbiornika. Wydajność pompy jest mała, a gabaryty dosyć duże.

Obliczenia:

Wydatek teoretyczny pompy:

Dg=mz+2my+2mx

m- moduł

y- współczynnik wysokości zęba

x- współczynnik korekcji

z- liczba zębów

Dg- średnica głów zębów

2my- wysokość głowy zęba

L=mz+2mx

L- odległość osi kół zębatych

Y=1

Z=12

Dg=58,2mm=60mm

A=81,6mm

B=30mm

L=81,6-30=51,6mm

Szerokość wieńca=24mm

Dg=mz+2my

Dg = m(z+2y)

m=60/12+2=4,3

m=4

2mx=0,3

x=0,3/8=0,0375

b=24mm

Qth=0,125m²znb10-³(m³/s)

Qth=0,125·4²·1450·24=0,835dm/s

Qth=0,835·60=50l/min.

Sprawność objętościowa pompy

η=Q/ Qth

η=40/50=0,8

---