Глава 08.3 Разгрузочные кольца насосов

Разгрузочные кольца насосов обладают большой массой и мо­ментом инерции. Например, разгрузочное кольцо вакуумного насоса РВН-50 имеет массу 30 кг и динамический момент инерции 9 кг-м². На его внутреннюю поверхность при вращении действуют непрерывно изменяющиеся моменты от сил трения со стороны пластин с частотой f = 162 Гц, пропорциональной частоте вра­щения ротора и числу пластин. Расчеты, подтвержденные экспе­риментом показали, что разгрузочные кольца обычно вращаются практически равномерно, причем частота их вращения близка к частоте вращения ротора.

Для рекомендуемых значений коэффициентов трения и соот­ношений геометрических размеров в насосах скорость скольже­ния пластин по кольцам u_3/1 непрерывно изменяется по величине и направлению вследствие того, что разгрузочные кольца вра­щаются равномерно, а скорость концов пластин непрерывно из­меняется. При одинаковой в данном направлении скорости конца пластины и кольца скорость u_3/1 = 0, причем пластина в этот момент расположена под углом ф₀ к вертикальной оси на­соса. Следовательно, при угле поворота пластины от ф = —ф₀ до ф = ф₀ концы пластин обгоняют разгрузочные кольца и пере­дают им энергию, а на остальном участке от ф = ф₀ до ф = 2я —  ф₀ разгрузочные кольца обгоняют пластины и частично воз­вращают энергию ротору.

Угловую скорость кольца определяют из формулы (2.37) при u_3/1 = 0 (рад/с):

Обычно угол ф₀ находится в пределах ф₀ 75 ... 80° [11], а угловая скорость разгрузочного кольца превышает угловую скорость ротора: w_к = (1,04 ... 1,06) со. При заклинивании раз­грузочных колец пластины скользят по кольцам в одном направле­нии в течение всего оборота ротора, а угол ф₀ отсутствует.

При выборе допустимой скорости скольжения пластин обычно исходят из допустимого износа пластин. Средняя окружная скорость стальных пластин (сталь 85), опирающихся на враща­ющиеся разгрузочные кольца из чугуна СЧ 20, не превышает 12 ... 13 м/с. Средняя скорость скольжения текстолитовых (ПТ-7) и асботекстолитовых пластин (марки А) по чугунному корпусу находится в пределах 11 ... 15 (18) м/с при подаче масла на сма­зываемые трущиеся поверхности. Средняя скорость скольжения по стальному корпусу графитовых пластин (УГ-20к, АГ-1500-Б-83 и др.) не более 8 м/с, а пластин из антифрикционной фторопласто­вой композиции (ФКН-7)—6 ... 8 м/с.

Ускорение пластин. При равномерном вращении ротора на пластину действуют ускорения в продольном и поперечном на­правлениях (рис. 42).