Máy thủy lực cánh dẫn: Cấu tạo của bơm li tâm thủy lực (tiếp)

Cấu tạo của bơm li tâm thủy lực.

d. Lực dọc trục trong bơm li tâm thủy lực

Khi bơm làm việc bánh công tác chịu tác dụng của nhiều lực khác nhau, các lực đó đôi khi khá lớn, yêu cầu các phần quay của bơm là phải ở trạng thái chuyển động ổn định. Các lực tác dụng lên bánh công tác là:

- Trọng lực và lực quán tính.

- Lực bề mặt là lực tác dụng tương hỗ giữa các mặt cánh với dòng chất lỏng và các phản lực ở chỗ lắp bánh công tác vào trục. Trong lĩnh vực thuỷ lực ta chỉ xét lực do thuỷ lực sinh ra và cách cân bằng lực đó.

Lực dọc trục

Để tìm các lực hướng trục, khảo sát mô hình lực tác dụng lên cánh bơm (Hình 2.23). Khi bơm làm việc chất lỏng ở bọng hút (A) chuyển động theo phương song song với trục vào bánh cánh công tác dưới áp suất khá bé (P₁). Sau khi vào bánh công tác dòng chất lỏng chảy ngoặt (90^_o) và trở thành vuông góc với trục dưới tác dụng của lực li tâm. Áp suất chất lỏng tăng dần đến trị số (P₂) ở lối ra (P₁<P₂). Do chênh áp giữa khoang đẩy và khoang hút nên một phần chất lỏng rò rỉ qua các khe hở giữa bánh công tác và thân bơm (B) và (C) về cửa hút. Để giảm tổn thất do rò lọt thì trên vỏ bơm tại vị trí miệng hút của bánh cánh có đặt bộ làm kín kiểu khe hẹp. Khi bánh cánh quay, toàn bộ khối chất lỏng ở hai khoang (B) và (C) cũng quay theo, lực ly tâm của khối chất lỏng quay tạo nên áp suất phân bố trong hai khe hẹp (B) và (C) có giá trị tỷ lệ với bình phương bán kính quay (r). Áp suất này tác động lên phần đĩa của bánh cánh ở cả phía trước và sau cánh với giá trị tương đương. Tuy nhiên từ vị trí có bán kính quay (r₁)ở  phía trước cánh (tại vị trí lắp bộ làm kín) tiến vào tâm trục thì áp suất tác động lên đĩa bánh cánh đúng bằng áp suất cửa hút (p₁) và nhỏ hơn áp suất phần đĩa phía sau bánh cánh rất nhiều. Kết quả của sự chênh áp này gây nên lực tác động từ phía sau về phía trước cánh theo chiều dọc trục. Giá trị này càng lớn càng không có lợi cho sự hoạt động của bơm.

Trong quá trình tính toán người ta coi áp suất ở hai khoang (B) và (C) bằng nhau và bằng áp suất (p₂), giá trị lực dọc trục có thể tính như sau:

Lực tác dụng lên đĩa trước của bánh công tác là:

Lực hướng trục tác dụng lên đĩa sau của bánh công tác là:

 Tác hại của lực dọc trục

- Làm mòn các ổ chắn tạo ra sự sai lệch các khe hở trong bơm.

- Làm cho cánh cọ vào vỏ bơm khi làm việc, ảnh hưởng xấu đến hiệu suất và làm hỏng bơm.

Các biện pháp khử lực dọc trục trong bơm ly tâm

- Phương pháp dùng bánh công tác có hai miệng hút đối với loại bơm li tâm một cấp. Phương pháp này sẽ triệt tiêu được lực dọc trục, phân bố áp suất trên bánh cánh của bơm hai miệng hút như (Hình 2.24).

- Kết cấu của một bơm có hai miệng hút được thể hiện trên (Hình 2.25). Phương pháp này có ưu điểm là khử lực dọc trục triệt để. Tuy nhiên bơm loại này thường có kích thước lớn, trục dài và phải làm kín cổ trục cả hai phía.

1. Vỏ, 2. Cánh, 3. Vành làm kín miệng cánh,  5. Trục, 6. Ống lót, 7. Thiết bị làm kín dọc trục, 8. Tấm ép bộ làm kín, 9. Ổ đỡ chặn, 10. Ổ đỡ, 11. Bệ đỡ, 12. Bệ bơm, 13. Khung đỡ động cơ điện lai, 14. Khớp nối, 15. Đường cấp nước làm kín, 16. Ê cu cố định ống bao trục, 17. Nắp vòng bi, 18.Thiết bị làm kín.

Phương pháp khoan lỗ cân bằng trên bánh cánh. Ứng dụng phương pháp này, trên bánh cánh tại khu vực bán kính (r1) người ta khoan khoảng từ 5 -7 lỗ nhằm mục đích cân bằng áp suất ở phía trước và phía sau cánh. Để khoan lỗ cân bằng có hiệu quả và giảm tổn thất rò lọt thì phía sau cánh người ta cũng đặt vành làm kín như phía cửa hút và cùng ở vị trí tương đương, sơ đồ phân bố áp suất trên bánh cánh bơm được thể hiện trên (Hình 2.26). Phương pháp này đơn giản, dễ chế tạo, có thể chế tạo loại bơm trục ngắn và chỉ cần gối đỡ một phía. Tuy nhiên phương pháp này làm tăng tổn thất do rò lọt dẫn đến hiệu suất thấp.

Phương pháp dùng piston giả (hay còn gọi là đĩa chống lực dọc trục). Piston (hay đĩa) được gắn nối tiếp phía sau bánh cánh và cũng được cố định với trục quay. Phần áp suất phía sau bánh cánh sẽ tác động vào piston với chiều ngược nhau nên khử được lực dọc trục. Không gian phía sau của đĩa được nối thông với khoang hút của bơm (Hình 2.27)

Bố trí hai cửa hút ngược nhau đối với loại bơm hai cấp. Ở phương pháp này thì mỗi cấp đều có lực dọc trục nhưng chiều của chúng ngược nhau sẽ tự khử cho nhau. Trường hợp này giống như bơm một cấp hai cửa hút. (Hình 2.28) thể hiện kết cấu một bơm li tâm hai cấp có hai cửa hút ngược nhau.

1. Vỏ bơm, 2. Bánh cánh cấp 1, 3. Bánh cánh cấp 2, 4. Vành làm kín miệng cánh, 5. Vành lót vỏ, 6. Ổ đỡ trong, 7. Trục, 8. Ống lót trục, 9. Ống lót ngõng trục, 10. Bệ ổ đỡ, 11. Giá đỡ mô tơ, 12. Chân bệ bơm.

Cập nhật lần cuối: 5/22/2017 4:38:08 PM

• Gửi Email

• Bản in

• Về trang trước