VII. Винтовые гидромашины

Винтовые гидромашины можно рассматривать как машины с косозубыми шестернями, которые имеют увеличенный угол наклона зубьев, число которых уменьшено до числа заходов винтовой на­резки. Винтовые гидромашины могут работать как в режиме насоса, так и гидромотора. Эти машины отличаются надежностью, компактностью и относительной бесшумностью в работе. Досто­инством винтовых машин является равномерность расчетной пода­чи.

7.2. Основные элементы конструкции и принцип работы

Различают одно-, двух- и трехвинтовые машины. Винтовой насос представляет собой одну или несколько пар зацепляющихся винтов, плотно посаленных в расточки корпуса (рис. 7.1). На­резка одного винта входит во впадину другого, в результате объем между нарезками оказывается разделенным на несколько (в зависимости от того, во сколько раз длина винта превышает ве­личину шага нарезки) замкнутых полостей. Часть впадин между витками нарезки, открытых для данного положения во входящую полость, заполняется жидкостью. В результате поворота винтов эти впадины отсекаются от входной полости. За один оборот вин­та жидкость, заполняющая замкнутые впадины между витками, пе­ремещается вдоль оси винта в сторону выходной камеры машины на длину, равную шагу винта. Таким образом, нарезки создают через каждый шаг винта замкнутые полости, непрерывно перемеща­ющиеся от входной камеры к выходной.

После того, как жидкость замкнутой полости перемещается к выходной камере, нарезки винтов, образующие эту полость, выхо­дят из зацепления. Объем раскрывшейся полости впадин винтов при этом уменьшается, жидкость выдавливается в выходную по­лость.

Выступы нарезки винтов в насосах, выполняющие роль порш­ней, движутся в одном направлении, Поэтому расчетная пульсация подачи, обусловленная кинематикой, практически отсутствует. Однако, при работе под высоким давлением наблюдаются пульсации

подачи, обусловленные сжимаемостью жидкости и обратным-Потоком жидкости в момент соединения рабочей камеры насоса с полостью нагнетания. Периодичность соединения рабочих камер с полостью нагнетания приводит к некоторой пульсации давления.

7.3. Трехвинтовые машины

В практике распространены преимущэственно трехвинтовые насосы. Такой насос (рис. 7.1) состоит из трех винтовых рото­ров. Средний винт 1 является ведущим, а два боковых 3 - ведо­мыми, служащими в качестве уплотнителей £ замыкателей) ведущего винта. Винты образованы тремя двузубыми шестернями с - циклои­дальным зацеплением, начальные окружности которых имеют диа­метр dн. Боковые поверхности зубьев образованы циклоидами, а периферийные - цилиндрами, скользящими по поверхности обоймы 4.

Ведомые-винты вращаются за счет действия гидростатических сил давления жидкости на витки винтов. Угол подъема винтовой линии выбирается таким, чтобы обеспечить вращение винтов за счет давления рабочей жидкости. Такой угол подъема позволяет обойтись без специальной шестеренной подачи, связывающей ведомые винты с ведущими. Кроме того» машины с большими ук»ш подъёма винтовой линии пригодны для работы как в насосном, так и моторном режимах.

Утечки в винтовых гидромашинах бывают только внутренние. Они происходят вдоль винтов зацепления и через упорные подшипники 6 винтов (рис. 7.1).

При создании машин для высоких давлений малых утечек достигают путем удлинения винтов и повышением точности их Из­готовления. В обойме таких машин располагают последовательно 10...15 камер. Благодаря незначительным перепадам давления между двумя соседними камерами утечки будут малы. Такие машины нормально работают при давлении до 250 Бар. Для работы При давлениях 15...20 Бар достаточной является длина обоймы в 1.2...1,5 шага винта t. Щ>и этом объемный КПД достигает у насосов высокого давления 0,7...0,8, а у насосов низкого дав­ления - 0,9...0,95.

Нероторные многопоршневые радиальные гидромашины