Jak se oběžné kolo dotýká hřídele čerpadla?

V procesu montáže posilovače řízení podle Ahlenových výkresů vyvstala potřeba vyrobit zkrácené vodní čerpadlo. K tomu byla opracována zkrácená hřídel a těleso čerpadla bylo oříznuto na 12 mm. Také instalace nestandardního oběžného kola se šikmými lopatkami poskytuje pozitivní výsledek a zvyšuje průtok chladicí kapaliny u standardního nezkracovaného čerpadla.

Po sestavení čerpadla nastal problém. Nechtěl jsem instalovat staré, neúčinné oběžné kolo na nové vyladěné čerpadlo. Tady na fóru se mluvilo o upraveném oběžném kole čerpadla. Viděl jsem takové oběžné kolo v obchodě Grant na Novoryazanskoye Highway 5. Toto oběžné kolo stálo 45 rublů a na cenovce bylo napsáno, že oběžné kolo je pro Moskvič 412. Aniž bych zacházel do detailů, k čemu toto oběžné kolo skutečně bylo, koupil jsem ho.

Když jsem sestavil čerpadlo se standardním oběžným kolem, začal jsem přemýšlet, jak našroubovat to koupené.

Za tímto účelem bylo ze standardní skříně oběžného kola odstraněno několik dílů. Pumpové vlákno (plastový kroužek ve tvaru F s ušima), pryžové těsnění, dva kovové kroužky a pružina.

Nejprve nainstalujeme vlákno.

Přes vlákno dáme těsnění.

Na olejové těsnění nasadíme velký kovový kroužek, do kterého se pružina opře.

Na olejové těsnění také nasadíme malý kovový kroužek, kterým bude olejové těsnění přiléhat ke spodní části oběžného kola.

Dále se pokusíme nasadit oběžné kolo; nepadne ručně. Oběžné kolo bylo nutné nalisovat na můj opracovaný hřídel pomocí improvizovaných nástrojů.

To je vlastně celé zařízení. Dvě podložky, šroub a matice na štafle od gazely. No a klíč, samozřejmě. Usazení je tak těsné, že drážka použitá ve standardním oběžném kole je zcela zbytečná. Když jsem potřeboval sundat oběžné kolo, šlo mi to jen s pomocí stahováku.

Zde nastal první problém. Nové oběžné kolo má na svém spodku malé (2-3 mm) zesílení, zatímco standardní ho nemá. Změřil jsem hloubku vnitřního otvoru původního a vyladěného oběžného kola. Ta původní je o 3-4 mm méně hluboká. Přitom většina tohoto rozporu pochází z výstupku na spodku oběžného kola. Tento výstupek je vidět na fotografii vpravo nahoře. S tímto výstupkem se oběžné kolo opírá o malý kroužek olejového těsnění dlouho předtím, než je oběžné kolo zcela usazeno na ose. V důsledku toho se ukazuje, že pokud zcela přitlačíte oběžné kolo na hřídel, tento výstupek příliš rozdrtí olejové těsnění a závity pružiny se téměř sevřou. Výsledkem je velmi těsné otáčení hřídele čerpadla. Pokud oběžné kolo neusadíte úplně na hřídel, nestane se vůbec nic. oběžné kolo bude během instalace spočívat na protilehlé části tělesa čerpadla.

Protože jsem se nehodlal vzdát myšlenky na instalaci správnějšího oběžného kola, bylo rozhodnuto tento výstupek obrousit.

Rozdíl ve výšce již není 3-4 mm, ale maximálně 0.8 mm. Vlevo je nabroušené oběžné kolo a vpravo původní oběžné kolo UZAM.

Oběžné kolo čerpadla – to je jeho klíčový pracovní orgán. Je navržen tak, aby přeměňoval rotační energii přijatou z motoru na energii proudění kapaliny.

Dokonce i ve starověku lidé vynalezli nejjednodušší čerpací zařízení. V průběhu staletí byly mechanismy neustále zdokonalovány a dnes je toto zařízení žádané ve všech oblastech průmyslu. Na trhu existuje mnoho druhů těchto jednotek, z nichž každá je určena k řešení konkrétních problémů. Velmi oblíbená jsou přitom odstředivá čerpadla. Jsou například nepostradatelné pro čerpání vody, například její zásobování ze studny na velké vzdálenosti.

Hlavním pracovním prvkem odstředivé jednotky je oběžné kolo (oběžné kolo čerpadla). Technické parametry zařízení závisí na jeho konkrétním tvaru, velikosti, průměru a dalších ukazatelích.

Konstrukce a princip činnosti oběžného kola

Konstrukčně je oběžné kolo vodního čerpadla disk se zakřivenými lopatkami umístěnými na něm. U různých odstředivých jednotek se jejich počet, geometrie, směr ohybu a umístění mohou výrazně lišit.

Oběžné kolo přijímá energii z elektromotoru a začíná se otáčet. V tomto případě vzniká odstředivá síla, která nutí kapalinu (čerpaný produkt) pohybovat se ze středu kola do jeho obvodové části. Pracovní médium je pak pod tlakem vytlačováno do tlakového otvoru.

Ve středu oběžného kola vzniká vakuum. Vyvolává účinek absorbování nové části kapaliny. Dochází tak k cyklickému nepřerušovanému procesu provozu čerpadla.

Mezera mezi lopatkami oběžného kola a čerpací komorou by měla být minimální – to vytváří lepší tah čerpaného produktu.

Konstrukční typy oběžných kol

Existují různé typy oběžných kol podle jejich konstrukce:

1. Otevřete. Jedná se o jedno kolo, ke kterému jsou připevněny lopatky. Tato čerpací zařízení se používají pro práci se špinavou vodou. Vzhledem k tomu, že oběžné kolo je otevřené, není zaneseno nečistotami (například pískem nebo jílem obsaženým v kapalině) nebo olejovými inkluzemi. Nevýhody zařízení jsou nízká účinnost (asi 40%), nízký tlak.

2. Zavřeno. Zde jsou lopatky umístěny mezi dvěma disky. Tato kola lze svařovat, lisovat nebo odlévat. Jedná se o nejoblíbenější možnost čerpání čisté vody (kvůli složitosti konstrukce ji nečistoty ucpou), která vytváří dobrý tlak a zabraňuje úniku produktu.

3. Polozavřené. Kombinuje vlastnosti výše uvedených struktur. Toto je jeden disk a roli druhého hraje stěna čerpadla. Zároveň je výška lopatek taková, že jim umožňuje přiléhat k tělu zařízení s malou mezerou. Tento typ čerpadla má vysoký výkon a je žádaný pro čerpání kontaminovaných kapalin (např. obsahujících kal).

Energie elektromotoru je přenášena na oběžné kolo speciální hřídele, která je připevněna ke středu kola. Spolehlivé a odolné upevnění by se nemělo otáčet. Dodává se v několika typech:

1. Kónický. Kužel umožňuje snadnou výměnu kola, ale upevnění není příliš spolehlivé (může dojít k efektu házení kola). Je vhodný pro práci s vodou, ale při čerpání hustších kapalin se účinnost sníží.

2. Válcový. Hlavní předností válce je přesná fixace oběžného kola na hřídeli. Pro lepší fixaci zapínání je doplněno výstupky.

3. Křížový. Nejpevnější upevnění díky přítomnosti čtyř výstupků umožňuje čerpání kapalin s vysokou hustotou.

4. Šestihranný. Držák je také docela tuhý. Výhodou je snadná montáž oběžného kola a absence rotace. Ideální pro práci se špinavou kapalinou (v kombinaci s otevřeným kolem).

5. Šestihranný ve tvaru hvězdy. Toto uložení je typické pro vysokotlaká odstředivá zařízení, jejichž oběžná kola jsou vyrobena z nerezových slitin. Složitá konstrukce vyžaduje dokonalé zpracování oběžného kola a hřídele.

Materiál oběžného kola

Kvalita čerpadla, jeho hmotnost a pevnost jsou ovlivněny materiálem oběžného kola. Větší hmotnost umožňuje pracovat s médii o vysoké hustotě, ale zároveň spotřebovává více energie elektromotoru. A nižší hmotnost snižuje výkon. Kovové části oběžného kola jsou náchylné ke korozi.

Pro výrobu oběžných kol čerpadel jsou dnes oblíbené následující materiály:

1. Nerezová ocel. Má vysoké mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi, ale má nízké odlévací vlastnosti. Proto jsou tyto modely oběžných kol vyráběny svařováním.

2. Uhlíková ocel. Poptávka po výrobě oběžných kol pro velké čerpací jednotky, které pracují v podmínkách nízké koroze. Odolnost zařízení zvyšuje speciální povrchová úprava.

3. Ocelový plech. Materiál odolný proti korozi umožňuje vyrábět tenké čepele, ale nelze je zaoblit.

4. Hliník. Lehký a odolný materiál, nepodléhá korozi, ale není příliš odolný.

5. Litina. Nejtěžší materiál navržený pro práci s médii s vysokou hustotou. Životnost je krátká z důvodu náchylnosti ke korozi.

6. Mosaz. Odolný a antikorozní materiál. Oběžné kolo je vyrobeno nejčastěji z mosazi a ppo.

7. Plast. Lehký a levný materiál. Čerpadlo je účinné, ale nedokáže si poradit s těžkými kapalinami. Oběžné kolo se bude muset často měnit.

Příčiny poruch dílů

Protože oběžné kolo je klíčovým prvkem odstředivého čerpadla, je to právě ono, které nejčastěji způsobuje poruchu čerpadla. Problémy mohou nastat kvůli obtížným provozním podmínkám: vystavení samotné čerpané kapalině (vysoká hustota, abrazivní obsah), teplotní změny, vibrace. Kolo se také opotřebovává suchým provozem: oběžné kolo je zdeformováno a dokonce zcela zničeno.

Příčinou selhání dílu je někdy kavitace, kdy na povrchu dílu dochází ke „studenému varu“ kapaliny. Vzduchové bubliny v této oblasti kolabují a tlakové rázy poškozují oběžné kolo. Je možné, že kolo bylo původně nainstalováno nesprávně nebo se během provozu posunulo.