Диафрагма двигателя


ДИАФРАГМЕННЫЕ ДВИГАТЕЛИ (ПНЕВМОКАМЕРЫ). Приспособления для металлорежущих станков |

ДИАФРАГМЕННЫЕ ДВИГАТЕЛИ (ПНЕВМОКАМЕРЫ)

 

На фиг. 28 показана нормализованная фланцевая пневмокамера одностороннего действия для стационарных приспособлений. Камера состоит из корпуса и крышки, между которыми зажата диафрагма 5 тарельчатой формы из прорезиненной ткани. Сжатый воздух поступает в камеру через штуцер, давит на диафрагму и перемещает диск 4 со штоком 7. На резьбовой конец штока навинчивается толкатель, воздействующий на зажимной механизм приспособления. При выпуске сжатого воздуха в атмосферу шток под действием пружин 2 и 3 вместе с диском и диафрагмой возвращается в исходное положение.

 

Фиг. 28. Нормализованная фланцевая пневмокамера одностороннего действия с тарельчатой диафрагмой.

 

 

Камера закрепляется на корпусе приспособления шпильками 5. Отверстие А служит для выхода воздуха из правой полости при рабочем ходе штока.

Корпус камеры и крышка отливаются из серого чугуна или штампуются из малоуглеродистой стали. Изготовляются также из алюминиевого сплава AЛ9B, AЛ10B и из пластмассы волокнит.

Тарельчатые диафрагмы прессуются в пресс-формах. Материал — четырехслойная ткань бельтинг по ГОСТ 2924—45, с двух сторон покрытая маслостойкой резиной. Толщина диафрагм 6—7 мм. Выпускаются заводом резинотехнических изделий «Каучук».

Наряду с тарельчатыми применяются плоские диафрагмы, вырезаемые из листовой технической резины по ГОСТ 7338—55 и по ТУМХП 233-54р с тканевой прокладкой толщиной до 3 мм. Могут вырезаться также из ленты транспортерной по ГОСТ 20—62 и ремня прорезиненного по ГОСТ 101—54, толщиной от 4 до 6 мм.

На фиг. 29 изображена нормализованная пневмокамера двустороннего действия для вращающихся приспособлений, устанавливаемых на шпинделях токарных станков средних размеров. Камера монтируется на левом конце шпинделя с помощью промежуточного фланца.

Корпус пневмокамеры состоит из двух тарелок 1 и 2, между которыми вместе с промежуточным диском 3 закреплены две резиновые диафрагмы 4, изготовленные из плоских резиновых листов; применение двух диафрагм исключает возможность отрыва диска штока от диафрагмы при ходе в обе стороны. Диск 5 соединен со штоком 6 и диафрагмами 4. Под действием сжатого воздуха диафрагмы 4 имеют возможность перемещаться вправо или влево вместе со штоком 6, который при помощи резьбового отверстия соединяется с тягой, связанной с зажимным устройством приспособления. Воздухоприемная муфта 7 во время работы не вращается, а перемещается в осевом направлении вместе со штоком 6 привода. Полукольца 8 удерживают муфту 7 от продольных смещений под действием сжатого воздуха. Для облегчения веса корпусы и крышки вращающихся пневмокамер рекомендуется отливать из алюминиевого сплава.

Основные размеры пневмокамер приведены в табл. 15.

Оригинальная и компактная конструкция пневмокамеры одностороннего действия с рабочим ходом тяги справа налево показана на фиг. 30. Пневмокамера применяется на токарных и револьверных станках небольшой мощности (опыт Московского завода малолитражных автомобилей), а для уменьшения нагрузки на шпиндель изготовляется из алюминиевого сплава.

Воздух из сети поступает в неподвижную муфту относительно которой на шарикоподшипниках вращается палец 5, прикрепленный к крышке 5 пневмокамеры. Глухая гайка 2 с прокладкой служит для крепления наружного кольца левого подшипника и одновременно исключает утечку воздуха из муфты; через масленку 4 обеспечивается смазка подшипников. Диафрагма 6 шестнадцатью винтами закреплена между крышкой 5 и корпусом 7 пневмокамеры и под действием сжатого воздуха перемещает связанную с ней тарелку 8. Тарелка действует на два рычага 10, установленных на осях в корпусе 7. Рычаги при повороте своим коротким плечом нажимают на планку 9 и перемещают связанную с ней тягу 11 справа налево; тяга через рычажный механизм патрона 12 перемещает кулачки к центру, и обрабатываемая деталь зажимается.

 

При внутреннем диаметре диафрагмы 150 мм и давлении воздуха 5 кгс/см2 пневмокамера развивает силу на тарелке 8, равную примерно 600 кгс. Так как отношение плеч рычагов 1 : 2, то сила на тяге 11 равна 1200 кгс. При переключении распределительного крана тарелка 8 с диафрагмой возвращается в исходное положение под действием двух пружин, упирающихся в корпус 7 и в головки винтов 14, ввернутых в планку 9. Тяга 11 также возвращается в исходное положение пружиной (на чертеже не показано).

Таблица 15

Основные размеры в мм вращающихся пневмокамер двустороннего действия

(по фиг. 29)

L

наибольший

наименьший

L г

D

d

dx

i

Усилие в кгс на штоке при р — =4 кгс/см2

230

206

96

400

150

40

М24

20

2400

235

215

109

320

100

30

М20

20

1850

245

221

ИЗ

400

125

40

М24

24

3150

 

На фиг. 31 показана универсальная приставная пневмокамера, а на фиг. 32, а, б, в, г — примеры ее использования для зажима деталей в приспособлениях. В корпусе 1 пневмокамеры (фиг. 31) вмонтированы две резиновые диафрагмы 3, между которыми установлен шток 4. В сквозном окне штока размещен конец рычага 2, качающегося на оси 5.

Распределительный кран 6 смонтирован непосредственно на корпусе привода и управляется рукояткой 7. Для уменьшения трения на отростки рычага установлены ролики 8.

 

 

При указанных на чертеже размерах и давлении 4 кгс/см2 привод развивает на рычаге усилие 3000 кгс, рабочий ход 15 мм.

В рассмотренной конструкции пневмокамеры почти нет трущихся частей (кроме шарниров), не нужны уплотнения, исключена утечка воздуха. Поэтому, если не требуется большого линейного хода, приставные пневмокамеры следует предпочитать приставным пневмоцилиндрам.

В настоящее время большое распространение получают пневмокамеры, встраиваемые в корпус переналаживаемых и универсальных приспособлений (пневмоподставки, тиски, скальчатые кондукторы и т. п.). В условиях крупносерийного производства экономически целесообразно пневмокамеры встраивать в корпуса специальных приспособлений.

 

При выполнении камер в корпусе приспособления увеличивается компактность, уменьшается число деталей. При расположении рабочей полости со стороны, противоположной штоку, диафрагма закрывается стальной крышкой (фиг. 33, а).

При расположении рабочей полости со стороны штока диафрагма снаружи не закрывается, а крепится стальным кольцом (фиг. 33, б).

При необходимости защиты от повреждений или по условиям техники безопасности диафрагма закрывается стальной крышкой с отверстиями для выхода атмосферного воздуха (фиг. 33, в).

В сравнении с поршневыми приводами пневмокамеры имеют ряд преимуществ:

1)    у камер одностороннего действия отсутствуют и исключаются утечки воздуха, а у камер двустороннего действия требуются уплотнения только штока;

2)    камеры компактны и имеют небольшой вес; изготовление их проще и дешевле;

3)    диафрагмы пневмокамер долговечны (выдерживают до 600 ООО включений), тогда как манжеты цилиндров выходят из строя примерно при 10 ООО включений.

Основные недостатки пневмокамер — небольшой ход штока и непостоянство развиваемых усилий.

Во всех случаях, когда не требуется больших перемещений и сил на штоке, следует отдавать предпочтение пневмокамерам.

dlja-mashinostroitelja.info

Диафрагменные камеры | Пневматические двигатели

Конструктивно диафрагменный пневматический двигатель представляет собой полую камеру, разделенную эластичной диафрагмой на две изолированные друг от друга полости (рис. 17). Перемещение штока происходит при изгибе диафрагмы под действием сжатого воздуха. Диафрагменные камеры, как и поршневые цилиндры, могут быть одностороннего и двустороннего действия; по числу рабочих полостей различают камеры сдвоенные и строенные; по способам крепления такие камеры также разделяются на встроенные, качающиеся и плавающие (рис. 18). На рис. 18, а показана диафрагменная камера одностороннего действия, встроенная непосредственно в корпус пневматического устройства. Это позволяет в ряде случаев более компактно выполнить приспособление и сделать его пригодным для обработки группы однотипных деталей. Здесь сжатый воздух подается в бесштоковую полость I с помощью трехходового воздухораспределительного крана; при этом происходит изгиб диафрагмы 1, и фланец 2 перемещает вверх шток 3 (рабочий ход). При выпуске в атмосферу сжатого воздуха из полости 1 возврат штока, фланца и диафрагмы в исходное положение происходит под действием пружин 4. Диафрагменные камеры одностороннего действия качающегося типа (рис. 18,6) обычно выполняются в виде самостоятельного узла и, как правило, являются универсальными. Они шарнирно крепятся на станине или корпусе станка с помощью кронштейна. Рабочий ход штока (тянущий или толкающий) осуществляется при впуске сжатого воздуха в одну из полостей камеры. Закрепление заготовки производится через рычаги качающегося типа (первого или второго рода) посредством зажимных устройств приспособления. Такие камеры довольно широко применяются, в частности для станков токарно-револьверной группы. Плавающие диафрагменные камеры (рис. 18, в) имеют на практике применение, например, для ориентации в нескольких точках крупногабаритных заготовок, а' также для закрепления их с помощью передаточных силовых механизмов (прихватов, рычагов и т. п.). Выполняются они обычно двустороннего действия и управляются четырехходовыми кранами. Конструктивно диафрагменные камеры . значительно проще поршневых двигателей, а габариты и вес их меньше. Кроме того, они более стойки в работе. Правильно изготовленная диафрагменная камера выдерживает 500—600 тысяч включений, тогда как уплотнения поршневых двигателей истираются после 10—15 тысяч ходов. Существенным недостатком диафрагменных камер является сравнительно небольшой ход штока (порядка 30—35 мм) вследствие ограниченной возможности прогиба диафрагмы. При большей величине прогиба возможен разрыв диафрагмы. Кроме того, в отличие от поршневых двигателей, где сила на штоке остается постоянной на всей длине хода, усилие на штоке диафрагменной камеры по мере увеличения длины хода снижается. Это объясняется тем, что часть полезной мощности двигателя тратится на растяжение диафрагмы, при этом с увеличением хода возрастает и сопротивление растяжению, а следовательно, снижается усилие на штоке. При данной величине прогиба диафрагмы потери мощности привода находятся в прямой зависимости от величины отношения рабочего диаметра диафрагмы к диаметру опорного диска. Так, например, при прогибе диафрагмы 30 мм и отношении d/D =0,2 (см. рис. 17) эти потери составят примерно 110 кгс; при той же величине, прогиба, но отношении    d/D =0,5 потери составят около 170 кгс. Таким образом, чем меньше отношение  d/D, тем меньше затраты мощности на растяжение диафрагмы и тем больше КПД камеры. Увеличение отношения рабочего диаметра диафрагмы к диаметру опорного диска позволяет увеличить площадь рабочей (активной) части диафрагмы, а следовательно, и мощность двигателя. Практически принимают d/D≤0,8. Учитывая, что с увеличением прогиба диафрагмы усилие на штоке, при прочих равных условиях, снижается, величину хода штока в таких двигателях при изогнутых диафрагмах следует принимать равной примерно 0,2 D. При плоских диафрагмах ход штока с учетом минимальных потерь не должен превышать 0,15 D. Приближенное значение усилия на штоке диафрагменной камеры одностороннего действия может быть определено по следующей формуле (при впуске сжатого воздуха в бесштоковую полость I, рис. 17,а): P = 0,2[(D + d)2p]-Pп, где  Р — усилие на штоке, кгс; D — диаметр рабочей части диафрагмы, см; d — диаметр опорного диска, см; р — давление воздуха в сети, кгс/см2; Рп — усилие пружины, кгс. Усилие на штоке камеры двустороннего действия будет составлять (при впуске сжатого воздуха в штоковую полость II, рис. 17,6): Р = 0,1 [(D + d)2 – d12]p, где d1 — диаметр штока, см. Коэффициенты 0,2 и 0,1 учитывают потери на деформацию диафрагмы и трение в месте уплотнения штока (для камеры двустороннего действия). Формулы справедливы при величине хода штока не более 0,25 D).

www.stroitelstvo-new.ru

Диафрагма устройства гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя

 

(57) Полезная модель относится к области электромашиностроения и может быть использована в устройстве гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя. Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в увеличении срока службы диафрагмы за счет снижения ее износа, что повышает надежность и долговечность работы устройства гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя. Сущность технического решения заключается в том, что диафрагма 1 устройства гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, выполненная из эластичного материала в форме цилиндра, установлена в корпусе 2 с образованием внутридиафрагменной и задиафрагменной полостей 3 и 4. При работе устройства гидравлической защиты полости 3 и 4 изменяются в объеме и приводят к деформации диафрагмы с образованием трех продольно направленных перегибов, которые заранее сформированы углубленными участками 7. В поперечном сечении диафрагмы 1 участки 7 равномерно распределены по окружности, описывающей внешние границы диафрагмы и углублены на величину, составляющую не более 1/40 часть диаметра этой окружности, но не менее двойного значения толщины диафрагмы.

Полезная модель относится к области электромашиностроения и может быть использована в устройстве гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, используемого в качестве привода центробежного электронасоса для подъема жидкости из скважины.

Известна диафрагма устройства гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, выполненная из маслостойкого эластичного материала, которая размещена в корпусе устройства гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя таким образом, что внутренняя ее полость, заполненная трансформаторным маслом, сообщена с полостью электродвигателя, а полость за диафрагмой сообщена с окружающей средой, (см., например, Международный транслятор «Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти», под научной редакцией В.Ю.Алекперова и В.Я.Кершенбаума, Москва, 1999 г., с.369-373).

При работе двигателя масло, нагреваясь, расширяется и растягивает эластичную диафрагму, которая прижимается к внутренней поверхности корпуса устройства гидравлической защиты. При остановке и охлаждении двигателя объем масла уменьшается и эластичная диафрагма, воспринимая давление окружающей среды, втягивается внутрь, вытесняя масло в полость

двигателя. При последующем включении электродвигателя процесс отслеживания диафрагмой объема масла в двигателе повторяется и таким образом обеспечивается уравновешивание давления в полости двигателя с окружающей средой.

Недостатком известной диафрагмы устройства гидравлической защиты является ее недолговечность, обусловленная работой в осложненных условиях при повышенной температуре и в присутствии попутного газа. Под воздействием этих факторов материал деформирующейся диафрагмы быстро стареет и теряет свои механические свойства. Это приводит к разрывам диафрагмы, выходу из строя устройства гидравлической защиты и погружного электродвигателя.

Деформация диафрагмы при работе устройства гидравлической защиты погружного электродвигателя обусловлена следующими причинами:

- постепенными утечками масла из внутренней диафрагменной полости через уплотнения,

- тепловыми изменениями объема масла при пуске и остановках элнктродвигателя,

- колебанием внешнего давления вследствие изменения динамического уровня пластовой жидкости в скважине и т.д. В результате перечисленных причин, а также при наличии в конструкции устройства гидравлической защиты стравливающего обратного клапана, происходит уменьшение объема масла внутри диафрагменной полости. При втягивании диафрагмы внутрь образуются продольно направленные перегибы, которые в поперечном сечении диафрагмы имеют форму лепестков. При этом материал диафрагмы на участках у вершин лепестков, то есть в местах перегибов, подвергается наиболее интенсивному износу и именно в этих местах часто происходит разрыв диафрагмы.

Известно также использование резиновой (эластичной) диафрагмы в устройстве гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, выполненной в форме цилиндра и закрепленной в

цилиндрическом корпусе (см., например, А.А.Богданов «Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти, издательство «Недра», М., 1968 г., стр.178-182).

В известном устройстве с целью ограничения деформации резиновой диафрагмы установлены вертикальные пружины, которые, воспринимая часть усилий при втягивании диафрагмы внутрь, ограничивают степень ее деформации, способствуя при этом уменьшению износа материала в процессе работы. Однако наличие пружин или каких-либо других ограничителей деформации значительно усложняет процесс сборки устройства гидравлической защиты и снижает надежность его работы.

Было замечено, что в случае, если диафрагма ограничена только внешним корпусом, количество складок, образующихся при перегибах во время деформации, наиболее подверженных износу, обычно равно четырем, а для диафрагмы, установленной с ограничителями деформации, число складок может быть образовано и более четырех.

Вместе с тем теоретически установлено, что при одинаковом изменении объема внутридиафрагменной полости степень деформации материала в местах перегибов прямо пропорциональна суммарному числу перегибов в сечении диафрагмы.

Технический результат, достигаемый при реализации предложенной полезной модели состоит в увеличении срока службы диафрагмы за счет уменьшения степени износа, что приводит к повышению надежности и долговечности работы устройства гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, а также в упрощении сборки устройства.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в диафрагме устройства гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, выполненной из эластичного материала и установленной в цилиндрическом корпусе с образованием внутридиафрагменной и задиафрагменной полостей, изменение объема которых в процессе

эксплуатации приводит к деформации диафрагмы и формированию продольно направленных перегибов, согласно полезной модели, продольно направленные перегибы диафрагмы заданы заранее тремя углубленными участками, которые в поперечном сечении диафрагмы равномерно распределены по окружности, описывающей внешние границы диафрагмы. При этом рекомендуемая величина углубления каждого заданного участка диафрагмы составляет не более 1/40 части диаметра окружности, описывающей внешние границы диафрагмы и не менее двойного значения толщины диафрагмы.

Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлено поперечное сечение диафрагмы устройства гидравлической защиты маслозаполненного электродвигателя в исходном состоянии, а на фиг.2 изображено поперечное сечение диафрагмы устройства гидравлической защиты маслозаполненного электродвигателя в деформированном состоянии.

Диафрагма 1, выполнена из эластичного материала в форме цилиндра и закреплена в корпусе 2 с образованием внутридиафрагменной и задиафрагменной полостей 3 и 4. При этом внутридиафрагменная полость 3 образована между диафрагмой 1 и трубкой 5, размещенной на валу 6 устройства гидравлической защиты, а задиафрагменная полость 4 образована между диафрагмой 1 и корпусом 2. Диафрагма 1 заранее, например, с помощью пресс формы, выполнена с тремя участками продольно направленных перегибов 7. Каждый из трех участков продольно направленных перегибов 7 в поперечном сечении имеет отклонение L, от окружности с диаметром D, которая описывает внешние границы диафрагмы 1. Исходя из условия устойчивости, при наличии случайных факторов (разной толщины и неоднородности свойств материала диафрагмы, овальности и т.п.), рекомендуемое отклонение L должно составлять не более 1/40 части диаметра D, но не менее двойного значения толщины диафрагмы. Указанные ограничения отклонений L являются расчетными и обеспечивают

с одной стороны гарантированное сложение и восстановление диафрагмы, а с другой стороны достаточную ее прочность на разрыв. Более высокие значения отклонения приводят к уменьшению полезного внутреннего объема диафрагмы.

При работе устройства гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя диафрагма 1 деформируется, сжимаясь внутрь по трем заданным участкам 7, и образует одновременно три наружные продольные складки 8 (фиг.2). При этом образующиеся на диафрагме наружные продольные складки 8 будут ограничены внутренней поверхностью корпуса 2, а внутренние продольные складки ограничены трубкой 5.

Таким образом, при одинаковых изменениях объема внутридиафрагменной полости обеспечивается общее уменьшение числа перегибов диафрагмы, что, в свою очередь, приводит к снижению повреждаемости материала, повышению надежности и долговечности работы диафрагмы в условиях ее эксплуатации.

1. Диафрагма устройства гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, выполненная из эластичного материала в форме цилиндра и установленная в корпусе с образованием внутридиафрагменной и задиафрагменной полостей, изменяющихся в процессе эксплуатации в объеме и приводящих к деформации диафрагмы с формированием продольно направленных перегибов, отличающаяся тем, что продольно направленные перегибы диафрагмы заданы заранее и сформированы тремя углубленными участками, которые в поперечном сечении диафрагмы равномерно распределены по окружности, описывающей внешние границы диафрагмы.

2. Диафрагма по п.1, отличающаяся тем, что величина углубления каждого заданного участка диафрагмы составляет не более 1/40 части диаметра окружности, описывающей внешние границы диафрагмы, но не менее двойного значения толщины диафрагмы.

poleznayamodel.ru

Диафрагмы в многоступенчатых турбинах

Диафрагмы, применяемые в многоступенчатых активных тур­бинах, предназначены для разделения внутренней полости тур­бины на отдельные ступени давления, а также для размещения направляющих аппаратов. Независимо от конструкции каждая диафрагма состоит из двух половин: верхней, устанавливаемой в крышке турбины, и нижней — располагаемой в нижней половине корпуса. Применение разъемных диафрагм облегчает их разборку и сборку.

В выточки корпуса турбины вставляют ободы диафрагмы с ра­диальным и осевым зазором порядка 0,1—0,5 мм. Положение диафрагмы фиксируется в выточках специальными штифтами (рис. 13, а). Иногда полудиафрагму подвешивают на опоры — планки или шайбы (рис. 13, б). В таких случаях между ободом ди­афрагмы и расточкой в радиальном направлении оставляют за­зор размером 1—2 мм, что упрощает центрование диафрагмы в корпусе и позволяет ей свободно расширяться при нагреве. После установки верхние половины диафрагм стопорят винтами или планками на винтах, предохраняющими диафрагмы от прово­рачивания и от выпадания при подъеме крышки турбины. Плот­ность стыков достигается шабрением и приданием им ступенча­той формы. На внутренней расточке диафрагмы имеется выточка для крепления уплотнений.

Диафрагма состоит из полотна, соплового аппарата, обода и уплотнения, располагаемого в месте прохода вала через централь­ное отверстие диафрагмы. Конструкция диафрагмы определяется способом соединения соплового аппарата промежуточных ступеней с полотном и ободом. В современных турбинах применяют диафрагмы:

— литые стальные или чугунные, в которые при отливке за­ливают концы сопловых лопаток;

—      кованые с наборными цельнофрезерованными лопатками;

—     литые с наборными цельнофрезерованными лопатками;

— сварные, изготовляемые из проката или стальных поковок.

На рис. 14 показана литая полудиафрагма с залитыми лопат­ками. Она имеет обод 1, сопловые лопатки 2 и полотно 3. Для большей прочности соединения с основным металлом на кромках сопловых лопаток сделаны шипы в виде ласточкина хвоста. На рис. 15 изображена кованая диафрагма с наборным сопловым ап­паратом. Цельнофрезерованные сопла 4 надеты на кольцевой вы­ступ 5 кованой полудиафрагмы 1 прорезями 6 и закреплены за­клепками 2. В верхней части сопла соединены между собой полукольцом, которое входит в прорезь 3 и прикреплено штифтами к соплам. Наборные обработанные сопла обеспечивают наиболее точную форму сопловых каналов.

В настоящее время широко применяют диафрагмы сварной конструкции (рис. 16). Концы сопловых перегородок 3 заведены в ленточные обоймы 2 и 4. Наружная обойма приварена к ободу а внутренняя к полотну 5 диафрагмы. Сопловые перегородки нарезают из цельнотянутых полос. После сварки диафрагмы под­вергают отжигу для снятия внутренних напряжений и проточки в собранном виде.

Диафрагма находится под действием с обеих сторон разности давлений, достигающей в области высоких давлений пара боль­шого значения. Кроме того, диафрагмы первых ступеней давле­ния испытывают действие высоких температур. Поэтому материал диафрагм должен обладать значительной механической проч­ностью.

Диафрагмы литые с залитыми сопловыми лопатками изготов­ляют из чугуна марок СЧ18-36, СЧ21-40 и СЧ24-44, их применяют при температуре пара до 250—300° С. Сопловые лопатки штам­пуют из листовой никелевой или хромоникелевой стали. Стальные литые диафрагмы с залитыми лопатками из-за оплавления кон­цов лопаток при заливке их сталью применяют весьма редко. Стальные литые с наборными сопловыми аппаратами и сварные диафрагмы изготовляют для пара с температурой до 400°С из уг­леродистой стали марок от 15 до 30—40, а для высоких темпера­тур — из хромомолибденовой стали 15ХМ, 20ХМ, 15ХМА. За­клепки для наборных диафрагм изготовляют из стали марок 1X13, 2X13 или 30ХМА.

vdvizhke.ru

Диафрагменные насосы.

Диафрагменные и мембранные насосы



Одним из распространенных типов объемных насосов является диафрагменный (диафрагмовый, мембранный), принцип действия которого основан на изменении рабочего объема камеры насоса воздействием на гибкую перегородку - мембрану (диафрагму). Мембрана таких насосов может быть выполнена из тонкой металлической пластинки, обладающей достаточной упругостью, или из неметаллических упругих материалов (резина, прорезиненная ткань, кожа, полимеры и т. п.). При этом термин диафрагменные насосы обычно применяют для насосов, имеющих неметаллическую гибкую мембрану (диафрагму), а мембранные насосы - для насосов с металлической мембраной в виде тонкой и упругой пластины. Принцип действия у мембранных и диафрагменных насосов одинаковый.

Края мембраны жестко и герметично закреплены в стенках рабочей камеры насоса, поэтому сама мембрана образует одну из таких стенок, обладающую гибкостью и упругостью. Посредством рычажного механизма на мембрану оказывается давление, она прогибается, уменьшая объем камеры насоса, при этом жидкость, заключенная в камере под давлением вытесняется в нагнетательную магистраль через систему выпускных клапанов. При обратном ходе диафрагмы (мембраны) жидкость засасывается в рабочую камеру из питающей магистрали через впускные клапана. Рабочий и холостой (всасывающий) циклы насоса могут осуществляться только воздействием рычажного механизма, либо один из циклов совершается при помощи пружины, получающей энергию во время воздействия рычажного механизма.

Подача диафрагменных насосов зависит от объема рабочей камеры (т. е. от габаритов насоса), количества циклов воздействия на диафрагму в единицу времени, и у выпускаемых в настоящее время промышленностью насосов составляет от 1 до 150 м3/ч при напорах до 2000 м.

При расчете производительности (или теоретической подачи) диафрагменных насосов определяется изменение объема ΔV рабочей плости (камеры) из-за перемещения диафрагмы (мембраны) во время рабочего цикла, после чего изменение объема умножается на количество рабочих циклов k в единицу времени:

Qm = ΔV×k      (м3/с).

Преимущества диафрагменных насосов:
  • Простота и надежность конструкции, отсутствие вращающихся деталей и подшипников;
  • Минимальный риск искрообразования при работе, что делает его удобным для перекачки легковоспламеняющихся жидкостей и газов;
  • Компактность и малый вес при высоких рабочих характеристиках;
  • Высокая универсальность – возможность работы в различных жидких и газообразных средах, в т. ч. с вязкими и загрязненными жидкостями;
  • Хорошее уплотнение рабочей камеры, снижающее вероятность утечки жидкости;
  • Для работы насоса не требуется смазка деталей;
  • Достаточно высокое давление на выходе;
  • Относительно большая высота самовсасывания (до 5 метров);
  • Работа без жидкости (всухую) не наносит вреда деталям насоса.
Недостатки диафрагменных насосов:
  • Мембрана (диафрагма) при работе значительно изгибается, изнашивается, что может привести к выходу ее из строя;
  • Слабым местом в конструкции диафрагменного насоса является необходимость использования клапанов, которые могут выйти из строя при загрязнении (залипание клапанов) или износе;
  • Насосы данного типа не применимы для работы в гидросистемах с высоким давлением;
  • Диафрагменные и мембранные насосы отличаются особенно высокой неравномерностью подачи среди других типов объемных насосов (шестеренных, лопастных, роторных).

***

Область применения диафрагменных насосов

Сфера применения диафрагменных (мембранных) насосов является весьма обширной. В автомобильной, дорожной и сельскохозяйственной технике они получили наибольшее применение в качестве насосов системы питания карбюраторных двигателей. Кроме того, диафрагменные насосы используют в строительстве, в деятельности горных предприятий, в сфере перемещения порошковых сухих масс, в обработке отходов, в изготовлении продукции из керамических материалов, на транспортно-ремонтном производстве, в газодобывающих компаниях, на нефтяных комплексах, в химической и нефтехимической отраслях, фармацевтике, в пищевой промышленности и т. д.

Устройство и принцип работы диафрагменного насоса рассмотрим на примере насоса системы питания карбюраторного автомобильного двигателя ВАЗ.

***



Устройство и принцип работы диафрагменного насоса

Топливный насос, применяющийся в карбюраторной системе питания автомобилей ВАЗ, имеет конструкцию диафрагменного типа с механическим приводом через эксцентрик от вала привода масляного насоса. Для принудительной подкачки топлива на неработающем двигателе насос оборудован рычагом 20 ручной подкачки топлива. Подача насоса составляет не менее 60 л/ч при частоте качаний 2000 циклов в минуту. Давление, развиваемое насосом, 20-30 кПа.

Насос состоит из нижнего корпуса 2 с рычагами привода, верхнего корпуса 7 с клапанами и патрубками, диафрагменного узла и крышки 10 насоса. Диафрагменный узел имеет три диафрагмы: две верхние 16 - рабочие для подачи топлива, нижнюю 18 - предохранительную. Диафрагма 18 предотвращает попадание топлива в картер при повреждении рабочих диафрагм.

Между рабочими и предохранительной диафрагмами установлены дистанционные наружная 17 и внутренняя 15 прокладки. Наружная прокладка 17 имеет отверстие для выхода топлива наружу при повреждениях рабочих диафрагм. Диафрагмы с тарелками и внутренней дистанционной прокладкой 15 установлены на шток 19 и закреплены сверху гайкой.

Диафрагменный узел установлен между верхним и нижним корпусами насоса. Под диафрагменный узел насоса на шток установлена сжатая пружина. Шток 19 Т-образным хвостовиком вставлен в прорезь балансира 3, которая позволяет заменить диафрагменный узел, не снимая насос с двигателя.

В нижнем корпусе 2 на оси 4 установлены рычаг 21 механической подачи топлива и балансир 3. Также в нижнем корпусе на оси с кулачком 28 установлен рычаг 20 ручной подкачки топлива с возвратной пружиной 1.

В верхнем корпусе 7 насоса установлены впускной 13 и нагнетательный 6 клапаны, поджатые пружинами к седлам 5 и 12. Сверху к корпусу центральным болтом прикреплена крышка 10. Между крышкой и корпусом установлен пластмассовый сетчатый фильтр 8.

В верхний корпус насоса запрессованы впускной 11 и нагнетательный 9 патрубки.

Привод топливного насоса осуществляется от эксцентрика 24 вала привода масляного насоса и распределителя зажигания через толкатель 22.

При работе двигателя эксцентрик 24 через толкатель 22 действует на рычаг 21 и поворачивает балансир 3, который оттягивает шток 19 вместе с диафрагмами насоса вниз. При этом над диафрагмами создается разрежение, в результате которого топливо через впускной клапан 13 заполняет рабочую полость над диафрагмами. При сбеге эксцентрика с толкателя освобождается рычаг 21, балансир 3 и шток с диафрагмами. Диафрагмы под действием сжатой пружины создают давление топлива в рабочей полости, закрывается впускной клапан и топливо через нагнетательный клапан 6 подается в поплавковую камеру карбюратора, и далее – из карбюратора во впускной газопровод и цилиндры двигателя.

При небольшом расходе топлива диафрагмы осуществляют неполный ход, при этом ход рычага 21 частично будет холостым.

При ручной подкачке топлива нажимают на рычаг 20, кулачок 28 действует на балансир 3 и оттягивает шток с диафрагмами. Происходит впуск топлива в рабочую полость. При отпускании рычаг 20 и кулачок 28 под действием пружины 1 возвращаются в исходное положение, и диафрагмы выталкивают топливо в поплавковую камеру карбюратора.

***

Струйные насосы



k-a-t.ru

Цилиндр, диафрагмы, уплотнения | Техническая литература онлайн

 Цилиндр, диафрагмы, уплотнения

Цилиндр турбины обычно отливается из стали. В той части турбины, где давление пара высоко, он должен быть весьма прочен, чтобы выдерживать это давление. Дальше, где давление и температура пара становятся меньше, стен­ки цилиндра могут делаться тоньше. В конце расширен пара давление очень мало, даже меньше атмосферного, цилиндр может быть уже чугунным или сваренным из тонких стальных листов.

Цилиндр должен быть разборным, чтобы в него можно было установить сопла и диафрагмы, а также поместить ротор. Почти всегда разборность цилиндра достигается путем устройства у него горизонтального разъема. До половины цилиндра соединяются фланцами при помощи болтов. При высоком давлении и температуре пара и при большом диаметре цилиндра толщина фланца и диаметры соединительных болтов, скрепляющих две половины цилиндра, получаются очень большими. Толщина фланцев достигает 500 мм, диаметры болтов — 150—200 мм.

Горизонтальный разъем цилиндра надо сделать плотным, чтобы пар через него не мог просачиваться даже при боль­шом давлении.

Кроме прочности и плотности, цилиндр должен удо­влетворять еще условиям так называемой жесткости. Это значит, что он должен как можно лучше сопротивляться изменению своей круглой формы и искривлению своей оси во всех случаях, которые могут произойти при эксплуата­ции турбины. Эти искривления и другие изменения формы цилиндра могут быть вызваны неравномерным нагревом отдельных его частей, давлением присоединенных к нему труб, прогибом цилиндра от своего веса и многими другими причинами. Конечно, речь идет об очень небольших изме­нениях формы. Но помня, какие маленькие зазоры отде­ляют быстро вращающийся ротор от неподвижных частей крепленных в цилиндре, и зная, какую опасность пред­ставляет задевание вращающихся частей турбины о непод­вижные, легко понять важность требования, чтобы цилиндр был возможно жестким.

Все это делает изготовление цилиндров сложным и от­ветственным процессом и заставляет предъявлять к ним, как и к ротору, весьма высокие требования. Хотя, конечно, по своему характеру эти требования во многом различны.

Часть цилиндра низкого давления и его выхлопная часть, через которую пар, выходя из последнего ряда ра­бочих лопаток, направляется уже в конденсатор, отлича­ются сложной формой и особенно большими размерами, достигая пяти и более метров в высоту. Ведь здесь проходят очень большие объемы пара.

Снаружи цилиндр турбины покрывается слоем тепло­вой изоляции, а сверх ее —декоративной обшивкой.

Назначение изоляции — уменьшить потери тепла горячими поверхностями цилиндра, а одновременно и нагрев помещения, так как иначе вокруг работающей турбины будет слишком жарко. Кроме того, не менее важная задача изоляции — предохранение стенок цилиндра от случайных местных охлаждений, которые могли бы вызвать искривле­ние цилиндра и появление больших дополнительных напряжений.

Внутри цилиндра активной турбины устанавливаются диафрагмы, отгораживающие одну полость цилиндра от другой, один диск от другого. Каждая диафрагма делается из двух половин.

Обратим внимание на то, что из-за очень сложной фор­мы сделать из одного куска металла такую диафрагму вместе с направляющими лопатками практически невоз­можно. Поэтому, как рабочие лопатки делаются отдельно от диска и потом скрепляются с ним, так и направляющие лопатки делаются отдельно и тем или иным способом со­единяются с диафрагмой. Таких способов, наиболее распро­страненных в настоящее время, три: на заклепках, заливкой в металл и сваркой. Соединение на за­клепках наиболее сложно и дорого и в настоя­щее время применяется редко.

Соединение лопаток с собственно диафрагмой посред­ством сварки встречается чаще всего. Самый дешевый способ изготовления диафрагм — это заливкой лопаток в металл.

Готовые лопатки устанавливаются в форму в том же положении, в каком они должны быть в диафрагме, после чего их концы заливаются рас­плавленным чугуном, а иногда и сталью, образующими после застывания собственно диафрагму.

Чугунные диафрагмы наиболее дешевы и проще всего в изготовлении. Однако они имеют крупный недостаток, могут применяться только там, где температура не очень высокая. Область их применения — последние сту­пени турбины, где пар имеет невысокую температуру. Там же, где температура для чу­гуна недопустимо вы­сока, используются диафрагмы с лопатка­ми, залитыми сталью, а чаще сварные.

В реактивных тур­бинах диафрагм нет. Управляющие лопат­ки закреплены непо­средственно в цилинд­ре, а своими заострен­ными концами близко подходят к барабану ротора.

В местах прохода вала через диафрагму устанавли­ваются лабиринтные уплотнения, уменьшающие утечку пара между валом и диафрагмой, т. е. мимо направляющих ло­паток.

В местах выхода вала из цилиндра также необходимы уплотнения. Распространенные в производстве конструк­ции и типы лабиринтных уплотнений очень разнообразны.

imetal.in.ua

если неисправна диафрагма ускорительного насоса ваз 2108 — Автосайт

 О возможных неисправностях системы питания, и карбюратора в частности, можно судить по характерным признакам поведения автомобиля на дороге. Существует несколько таких признаков:

ПРОВАЛ - при нажатии педали газа, автомобиль некоторое время(несколько

 О возможных неисправностях системы питания, и карбюратора в частности, можно судить по характерным признакам поведения автомобиля на дороге

мотоколяска сзд купить Существует несколько таких признаков:

ПРОВАЛ - при нажатии педали газа, автомобиль некоторое время(несколько секунд) продолжает движение с той же скоростью, либо с замедлением и только потом начинает ускоряться. РЫВОК - аналогичен провалу, но он более кратковременный

ПОДЁРГИВАНИЕ - несколько рывков следующих друг за другом. РАСКАЧИВАНИЕ - несколько следующих друг за другом провалов. ВЯЛЫЙ РАЗГОН - автомобиль разгоняется недостаточно интенсивно.

Также о возможных неисправностях системы питания двигателя можно судить по следующим признакам: невозможность пуска двигателя; затруднённый пуск холодного двигателя; затруднённый пуск горячего двигателя; неустойчивая работа двигателя в режиме холостого хода; повышенные или пониженные обороты холостого хода; повышенный расход топлива.

Как я уже говорил, не последнюю роль играет и техническое состояние двигателя в целом. А в частности-износ кулачков распределительного вала, смещение фаз газораспредиления, нарушение тепловых зазоров, прогар клапанов, неравномерная или низкая компрессия в цилиндрах двигателя приводят к потере мощности и повышенному расходу топлива.При изношенных деталях поршневой группы картерные газы и пары масла, попадая в полость над карбюратором, засоряют фильтрующий элемент, оседают на жиклёрах и других элементах карбюратора, затрудняя их работу.Как выявить причины вызывающие эти симптомы (помимо неисправностей карбюратора) описано в статье «Поиск неисправностей систем двигателя своими силами». Что касается карбюратора - то чаще всего причиной всех подёргиваний, провалов, рывков и т.д. выступают неисправности ускорительного насоса или сильное обеднение смеси на всех режимах работы двигателя.

Неисправности связанные с ускорительным насосом :

прорыв диафрагмы ускорительного насоса и как следствие подтекание топлива с его крышки.(заменить диафрагму) забился распылитель ускорительного насоса, его работа проверяется нажатием на педаль газа (воизбежание травматизма эту процедуру лучше выполнять на неработающем двигателе) в момент нажатия на педаль газа из распылителя без задержки должна появиться ровная струйка топлива, причём без пузырьков воздуха в ней. Если же этого не случилось то вы имеете проблемму.Это может произойти по следующим причинам: отсутствие топлива в попловковой камере карбюратора (это другая история и её мы рассмотрим ниже) забился распылитель ускорительного насоса (чистится тонкой медной проволочкой и продувается воздухом) неисправен обратный клапан распылителя ускорительного насоса (под шарик клапана попал мусор-промыть и продуть)

Теперь разберёмся, что касается отсутствия топлива в поплавковой камере. Первым делом рекомендую проверить наличие топлива на входе в карбюратор

Если топливо подается - проверяем сетчатый фильтр и запорную иглу в карбюраторе, не подаётся идём по цепочке дальше - проверяем наличие топлива на выходе из бензонасоса...и т.д. Причиной может быть как отсутствие топлива в баке, так и далее по цепочке:

засорение сетчатого фильтра трубки топливозаборника в баке или фильтра тонкой очистки топлива. засорение, пережатие или не плотное соединение топливопровода от бака до бензонасоса. Пропускную способность этих элиментов проверяем продувкой их воздухом. Поступлению топлива к насосу может препятствовать неисправность системы вентиляции топливного бака. При отворачивании пробки у такого бака после продолжительной поездки может быть слышен характерный шипящий звук всасываемого воздуха.

Если при снятой крышке топливного бака двигатель работает устойчиво на всех режимах, а после установки её назад через некоторое время начинаются перебои, особенно при большой нагрузке, значит засорена или пережата трубка системы вентиляции бака «Жигулей», либо неисправен клапан вентиляции топливного бака у «Москвича» или «ИЖ». Пропускную способность трубки системы вентиляции топливного бака «Жигулей» проверяем продувкой её воздухом. Неисправную пробку заливной горловины «Москвича» или «ИЖ» заменяем.

Если топливо к всасывающему штуцеру насоса поступает, но отсутствует на выходе из насоса - неисправен насос или его привод. Как проверить - насос или привод, думаю всем понятно

Если ручным приводом насос качает, а при прокручивании стартером нет - причина очевидна - разбираемся с приводом.

Хочу напомнить, что для работы ручного привода должно ощущаться сопротивление пружины штока и диафрагмы на рычаге ручной подкачки.

Что касается обеднения смеси, так это может быть вызвано следующими причинами:

При исправном топливном насосе и отсутствии топлива в поплавковой камере карбюратора проверяем пропускную способность шланга подвода топлива к карбюратору, сетчатый фильтр карбюратора и в последнюю очередь - исправность иглы топливного клапана. Заклинивание иглы в закрытом положении маловероятно и возможно только при отсутствии оттяжной скобы, соединяющей иглу клапана с поплавком, или сильном износе иглы. Промываем засорённый сетчатый фильтр ацетоном или растворителем, предворительно вынув его из корпуса карбюратора, продуваем фильтр сжатым воздухом и устанавливаем на место.

Неисправный топливный клапан заменяем в сборе. Нарушение состава смеси может быть вызвано неправильным положением воздушной заслонки, что возможно при заедании её оси, рычага или тяги привода, при неисправности пускового устройства или неправильной его регулировке. К обеднению смеси, как при пуске двигателя, так и во время его работы приводит низкий уровень топлива в поплавковой камере, подсос воздуха во впускной коллектор, в местах соединения карбюратора с коллектором, коллектора с головкой блока, а также через шланг ваккумного усилителя тормазов, как было описано в статье «Поиск неисправностей систем двигателя своими силами» При отрицательной температуре окружающего воздуха возможно замерзание воды в каналах карбюратора, топливопроводе и закупорка их ледяными пробками, а также обмерзание смесительных камер в зоне диффузоров.

В результате наблюдается падение мощности двигателя, либо его остановка.

Следующая часто встречающаяся неисправность:

Отсутствие или неустойчивые обороты холостого хода.

При исправной работе всех остальных систем карбюратора независимо от модификации, возможны из-за засорения жиклёров и каналов холостого хода, неплотно закрученного электромагнитного клапана, поврежденных резиновых уплотнительных колец винтов качества и количества. При наличии системы ЭПХХ, кроме перечисленных выше, вероятны такие неисправности, как неполное закручувание держателя топливного жиклёра, неисправность блока управления, электромагнитного клапана или других элементов ЭПХХ, повреждение диафрагмы экономайзера. Поскольку переходная система первой камеры совмещена с системой холостого хода, при неустойчивых оборотах холостого хода возможен провал или остановка двигателя при плавном начале движения автомобиля.

Засоренные каналы промываются и продуваются после частичной разборки карбюратора. Неисправные детали заменяем.

Повышенные или пониженные обороты, неустойчивая работа двигателя в режиме холостого хода:

может быть вызвана всё теми же причинами - неправильные регулировки Х.Х., уровня топлива, либо подсосом постороннего воздуха, а так же износом или неправилбной регулировкой заслонок первой и второй камер карбюратора.

Затрудненый пуск или невозможность холодного пуска двигателя:

Возможны при неправильной регулировке пускового устройства,либо изношенности диафрагмы пускового устройства.

Затруднённый пуск прогретого двигателя:

Чаще всего связан с переобагащением смеси, повышенным уровнем топлива. Причина - нарушение регулировки поплавкового механизма, либо негерметичность топливного клапана.

Повышенный расход топлива:

Устранение этой неисправности наиболее сложно - слишком много вероятных причин. Расскажу лишь о некоторых из них, чтобы стало понятно, что любое отклонение от нормальной работы двигателя, также как и ходовой части автомобиля, напрямую влияет на расход топлива

Повышенное сопротивление движению автомобиля, давление в шинах, подклинивание тормазных колодок, нарушение развала-схождения колёс... Не последнюю роль играет стиль вождения В моей практике был случай - ВАЗ 2109 - расход топлива у отца 10л/100км, у сына 8л/100км выводы делайте сами, стиль езды отца в разрез с общепринятыми мерками, был куда менее продуманным, чем у сына.

Как выяснилось из дальнейшей беседы - сын чаще пользовался «накатом», а отец не отслеживал ситуацию на дороге, и его стиль езды сводился к разгону и тормажению.

Но что касается трёх китов, на которых базируется хороший расход топлива, могу заявить со всей ответственностью:

Точная регулировка ГРМ Затем регулировка системы зажигания И в завершении регулировка карбюратора

И не забывайте об общем техсостоянии автомобиля, даже давление в колёсах, равно как и неисправности ходовой части повлёкшие за собой ухудшение наката и дополнительные обвесы и украшения изменяющие аэродинамику вашего авто - всё влияет на расход топлива не в лучшую сторону. Если у Вас возникают дополнительные вопросы, их всегда можно задать в коментариях, для этого нужно всего лишь зарегистрироваться. Это займёт лишь пару минут.

Если информация была для Вас полезной, буду благодарен за ретвит (кнопочка в верхнем правом углу статьи) и слева в заголовке тоже интересная кнопочка, спасибо.

Мой блог находят по следующим фразам

карбюратор как отрегулировать зажигание карбюратор ваз 2107 настройка карбюратора дааз 2107

Похожие статьи:

Полезные советы → Секретные буквы в вашем автомобиле

Полезные советы → Как правильно выйти из заноса

Полезные советы → Как правильно переехать «лежачего полицейского»

Полезные советы → Как защитить свой автомобиль и имущество от воровства?

Полезные советы → Правила зимнего вождения

vintasik.info


Смотрите также