ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Центробежные механизмы с использованием гидростатических подшипников из "Распыляющие устройства в химической промышленности" При распылении жидкостей особо чистых веществ или при необходимости соблюдения стерильности (при сушке медицинских препаратов) возникает вопрос о недопустимости контакта продукта с маслом, поступающим в подшипники. [c.148] Для решения поставленной задачи оказалось весьма перспективным применение механизмов с опорами скольжения гидростатического типа, способных работать в условиях смазки распыляемой жидкостью или (ВОДОЙ, т. е. (когда жидкая пленка между вращающейся и неподвижной поверхностями образуется за счет взвешивания вала жидкостью, подаваемой из изолированной емкости под избыточным давлением, создаваемым насосом. [c.148] На рис. 73, а представлена конструкция механизма на гидростатических опорах с расходом жидкости 100—200 кг/ч и частотой вращения диска до 500 с . Вал 14 установлен в цилиндрических гидростатических опорах скольжения 13 и 16, выполняемых в виде цилиндрических втулок, запрессованных в корпусе, и упорном подшипнике 3 — плоской двусторонней пятой в форме кольца с буртом, расположенном между двумя цилиндрическими пластинами в и 7. Для наглядности основных элементов на рис. 73, а не показаны каналы подвода распыливаемой жидкости, системы подвода сжатого воздуха и охлаждающей жидкости, а также узел соединения высокочастотного двигателя с механизмом. [c.149] Следует отметить, что из многообразия конструкций гидростатических подшипников в рассматриваемой схеме центробежного механизма применены так называемые многокамерные подшипники, обеспечивающие, как показали опыты, достаточно большую грузоподъемность при переменных геометрических размерах элементов. Работа таких подшипников в специальных насосах достаточно подробно исследована и описана [72]. В этих подшипниках основная часть несущей способности смазочного слоя, т. е. величина полной реакции, действующей со стороны смазки на подшипник, обеспечивается давлением жидкости в отдельных камерах, подаваемой из расходной емкости, в которую подводится сжатый воздух, и эффекта перекачивания жидкости из камеры в камеру за счет вращения вала. [c.149] На рис. 73, б представлена конструктивная схема гидростатического подшипника с раздельными камерами. В этой схеме приняты следующие обозначения / В1 — давление жидкости на входе в дозирующие отверстия, кПа — абсолютный эксцентриситет, см в — относительный эксцентриситет (e=//d) 8 — радиальный зазор (б= ( )—d)/2), см D,d — соответственно диаметры втулки и шейки вала, см ц— коэффициент динамической вязкости жидкости, подводимой в подшипники, мПа-с п — частота вращения вала, с I, lo, d , 1к, d, 6о — геометрические размеры (Г), определяющие конструкцию подшипника, см. [c.149] Смазывающая жидкость под давлением рвх (в нашем случае дистиллированная вода под давлением 100—200 кПа) поступает в дозирующие отверстия (жиклеры) Ьо диаметром к и затем направляется в профилированные камеры с перегородками, расположенные на внутренней поверхности опор. При центральном положении вала относительно втулки эксцентриситет е=0, давления жидкости в камерах подшипника равны, следовательно, равна нулю результирующая радиальная сила. [c.149] При сближении вала с какой-либо камерой, например с камерой 1, на величину I первоначальный зазор б (при е=0) уменьшится на эту величину и станет равным е, а с противоположной стороны увеличится и составит /г=б- -Б. [c.149] В этом случае гидродинамическое сопротивление вытеканию жидкости через участок кольцевой щели, примыкающей к этой камере, увеличится, а общий расход жидкости через дозирующие отверстия камеры 1 уменьшится, что вызовет уменьшение перепада давления Др1=рвх—Pi (так как уменьшается скорость движения жидкости в дозирующем отверстии). Это приведет, в свою очередь, к снижению гидравлических потерь в дозирующем отверстии и, следовательно, к увеличению давления в камере. И наоборот, при зазоре йтах, образованном в противоположной по диаметру вала камере 3, произойдет уменьшение сопротивления, что приведет к увеличению расхода жидкости через дозирующее отверстие камеры 3 вследствие увеличения перепада давления Арз=рв1—Рг (так как скорость движения жидкости в дозирующем отверстии увеличивается). Это вызовет рост потерь на входном участке и понижение давления в камере. [c.149] Под действием перепада давления в камерах 1 и 3 (в камере 1 давление повышается, а в камере 3 понижается) на валу возникает восстанавливающая радиальная сила Р, стремящаяся возвратить вал в центральное положение относительно втулки и уравновешивающая внешнюю нагрузку. При расчете гидравлических подшипников конструктивные размеры считаются известными [87]. Расчет сводится к определению несущей способности (грузоподъемности), расхода жидкости и мощности, потребляемой на ее прокачивание, потерь мощности на трение. [c.151] Расчетная зависимость расхода жидкости через подшипники от давления для трех значений диаметрального зазора б показаны на графиках (рис. 74, а). [c.151] Из рис. 74, а видно, что в интервале изменения давлений от 100 до 400 кПа суммарный расход жидкости для двух радиальных подшипников с зазором 6=0,03 мм изменяется в диапазоне 30—65 л/ч. При увеличении зазора до 0,05 мм расход жидкости при тех же значениях давления составляет 45— 100 л/ч. Увеличение зазора до 0,07 мм приводит к дальнейшему повышению расхода смазывающей жидкости. При Р = 400 кПа расход жидкости через оба радиальных подшипника равен 130 л/ч. [c.151] Расчеты показывают, что суммарная мощность трения на участках карманов и перемычек подшипника при 6 = 0,03 мм составляла 0,03 кВт, при увеличении зазора до 0,05 мм и выше — 0,03—0,02 кВт. [c.151] Изменение грузоподъемности подшипника при различных значениях б показано на рис. 74, б. Видно, что максимальные значения грузоподъемности под шипника получены при 6=0,07 мм. Так, при давлении 400 кПа и 6=0,03 грузоподъемность равна 16 кг, увеличение б до 0,07 мм повышает грузоподъемностъ до 23 кг. Дальнейшее увеличение радикального зазора, как показывают расчеты, приводит к уменьшению грузоподъемности радиального подшипника. [c.153] На рис. 74, в показана конструктивная схема такого подшипника. Подъемная сила создается перепадом давления, возникающим при течении жидкост от дозирующих отверстий по зазору к краям подпятника. При увеличении внешней нагрузки уменьшается зазор /г, снижается расход жидкости, а давление подпятнике увеличивается. При снижении нагрузки происходит обратный процесс. В результате, если внешняя нагрузка не превышает максимальной подъемной силы, наступает положение равновесия. [c.153] Принципиальная схема подвода и отвода воды из механизма показана на рис. 75. Циркуляция жидкости происходит следующим образом вода из напорного бака емкостью 100 л поступает в насос, затем под давлением 200— 400 кПа подводится соответственно в два радиальных и упорный подшипники, отсасывается из подшипников помпой и возвращается в напорный бак. Для исключения возможности заполнения механизма водой при отказе откачивающей помпы и выхода в этом случае из строя приводного электродвигателя в системе отсоса установлены две помпы с автоматической блокировкой, обеспечивающие переключение помп при выходе одной из них из строя. Кроме того, в системе имеется сигнализатор давления, фиксирующий исправную работу системы откачки воды. [c.154] Заводские испытания механизма в течение 200 ч с зазорами в радиальных подшипниках 0,05—0,55 и в пяте 0,035—0,04 мм показали, что механизм работает устойчиво в широком диапазоне изменения частоты вращения от 200 до 400 с . Следов износа или других дефектов рабочих поверхностей вала и втулок не обнаружено. [c.154] Расходные характеристики механизма показаны на рис 74, в. Суммарный расход жидкости при давлении 100 кПа составляет около 80 л/ч, при увеличении давления до 400 кПа он возрастает до 170 л/ч. Следует также отметить, что расчетная характеристика изменения расхода по давлению практически совпала с результатами опытов. [c.154] Это дает основание считать, что рассмотренная конструкция механизма может явиться основой для создания промышленного образца распылителя на гидростатических подшипниках, а также для разработки конструкции механизма большей производительности. [c.154] Вернуться к основной статье