Как заточить рубанок

Как заточить нож рубанка? Заточка и доводка рубаночных ножей

В этом видео ролике мы раскроем нюансы заточки и пройдем все этапы доводки рубаночных ножей на примере ножей от рубанков марки #петроградъ . Алексей Юрьевич на ваших глазах заточит и доведет железко рубанка до необходимой остроты используя водные абразивные камни петроградъ. Действие происходит в нашей петербургской столярной школе и мы надеемся, что теперь у вас будет больше понимания, как заточить нож рубанка. Приятного вам просмотра, острых как бритва ножей и тонкой тонкой стружки!

Абразивные водные камни. Зернистость: 150, 360, 500, 800, 1000,1500, 2000, 3000, 4000 и 6000. Размер 200х70х20мм. Абразивное зерно – карбид кремния. Связка – керамика. Твёрдость I обеспечивает минимальный износ камня при работе. При заточке не перегревается сталь. Не требует использования масла. Перед использованием замочить в воде на 2-10 мин. Используются для заточки и задания скосов. Абразивный камень Петроградъ Бриз #4000, водный камень на основе кварцевого зерна 3мкм. на керамической связке, имеющий в маркировке указание зернистости по Jis.
Камни 3000 и 6000грит производятся в Япония, по заказу фабрики ПЕТРОГРАД. Ориентированы под наши размеры.

Как определить необходимость заточки

Во время работы рубанком он соприкасается с материалом лезвием ножа. Последний расположен под определенным углом и благодаря своей остроте срезает нужный участок древесины (или другого материала).
Сами ножи в электрорубанке расположены на вращающемся барабане. При этом они могут иметь по две режущей кромки. Если одна затупилась, то нож просто переворачивают. Само лезвие выполняется из инструментальной стали высокой прочности или карбида вольфрама.

Ножи могут иметь различную форму. В своей работе столяры используют и прямые конструкции (самые распространенные), и закругленные, и даже волнообразные. Каждая разновидность применяется для выполнения определенных работ. Поэтому у каждого мастера всегда можно найти большой ассортимент ножей для рубанка.

Если вы часто обрабатываете элементы из твердых пород дерева, то даже прочный металл постепенно начинает стираться. Чем больше вы работаете, тем быстрее затупляется острие ножа. Постепенно вы сами почувствуете, что каждое движение дается все труднее. При этом работа не движется, исходная деталь не меняет своих очертаний. Доводить до такого состояние лезвие не стоит. Чем оно будет тупее, тем сложнее будет процесс заточки.

Затупившийся нож рубанка сделает работу столяра очень трудной. Таким инструментом невозможно будет выполнить даже простую задачу. Понять, что ножу нужна заточка довольно просто. Для этого необходимо снять его со своего места и посмотреть на лезвие. Если вы заметили на режущей кромке (фаске) блестящую нитеобразную полоску, значит пришло время заточки.

Приспособление с зажимом для заточки ножей рубанка

Размеры ножей

По этому критерию лезвия делят на:

  1. обычные: длина — 82 мм, ширина — 5,5 мм, толщина — 1,2 мм;
  2. нестандартные: больше классических по всем параметрам.

Первый вариант удобен, поскольку его можно установить на большинство электрорубанков разных производителей.

Совет: чтобы не ошибиться с выбором ножа, лучше при взять в магазин старый расходник.


Заточить ножи электроинструмента в домашних условиях не так уж и трудно, если быть аккуратным.

Оглавление:

  1. Рубанок: устройство, принцип работы и его разновидности
  2. Устройство для заточки ножей для рубанка
  3. Как заточить рубанок: технология проведения процесса
  4. Станок для заточки ножей рубанка


4. С помощью цинубеля деревянные поверхности становятся более шероховатыми. Таким образом, склеивая деревянные заготовки между собой, они отличаются повышенным сцеплением. На поверхности ножей располагаются бороздки в виде зазубрин. Так как нож в устройстве находится под углом в восемьдесят градусов, зазубрины в процессе обработки дерева не образуются.

Процесс заточки рубанка

Схема вариантов заточки ножа рубанка: а – на оселке; б – на точильном камне; в – положение фаски лезвия резца при заточке на оселке; г – заточка на диске точильного камня с применением упорного устройства .

Если работать рубанку предстоит с твердой древесиной, то нужно быть готовыми к тому, что его нож быстро заступится в результате взаимодействия. Острие очень быстро изнашивается, на нем появляются выбоины и зазубрины. Особенно проблемно работать таким инструментом, если в строгаемой древесине попадается гвоздь. Если зазубрины большие, то для заточки лучше всего использовать наждак. При этом следует иметь в виду, что лучше всего наточить нож рубанка получится, если наждачный круг имеет большой диаметр. Если размер такого круга меньший, то выемка получается большой. Потом все равно придется заняться выравниванием паски, так как она должна быть идеально плоской.

Очень хорошо иметь для заточки 2 разных круга, один из них должен иметь крупные зерна, а второй должен быть мелкозернистым. При этом процессе очень важно соблюдать правильный угол заточки. При таком процессе необходим специальный упор, так как просто держать нож в руках и затачивать его могут только специалисты, обладающие определенными навыками. Угол заточки – это очень важно, на это следует обращать особое внимание.

Схема угла заточки рубанка.

Прижимать сильно железку к вращающемуся кругу не следует, что делают многие, чтобы «содрать» большой слой металла в короткое время. Таким образом, нож рубанка быстро «пережигается» в результате сильного перегрева, нарушается закалка металла. Для того чтобы всего этого не допустить, необходимо время от времени охлаждать металл, для чего достаточно просто опустить его в холодную воду. После того как правка на наждачном круге завершена, лезвие необходимо править на мелкозернистом бруске. В конце нужно довести лезвие до конца на специальном камне для шлифования (если его нет, то можно использовать кожаный ремень с полировальной пастой). Нужно быть готовыми к тому, что такой процесс отличается трудоемкостью и длительностью. Чтобы этого избежать, настоятельно рекомендуется не затачивать рубанок после того, как он сильно затупится, а делать это время от времени, как только резка древесины начинает осуществляться хуже.


Очень хорошо иметь для заточки 2 разных круга, один из них должен иметь крупные зерна, а второй должен быть мелкозернистым. При этом процессе очень важно соблюдать правильный угол заточки. При таком процессе необходим специальный упор, так как просто держать нож в руках и затачивать его могут только специалисты, обладающие определенными навыками. Угол заточки – это очень важно, на это следует обращать особое внимание.

Когда требуется заточка ножа рубанка

Технический прогресс все больше освобождает человека от тяжелой ручной работы. Но даже в век компьютерных технологий не все операции выполняются машинами, мастера часто используют ручной рубанок, чтобы вручную придать нужную форму заготовке. Именно поэтому так важно понимать, как работает инструмент и когда требуется заточка ножей рубанка.

Сегодня применяются два вида инструмента – ручной рубанок и электрический. В ручном инструменте применяются широкие лезвия шириной 45,50 и 60 мм, а в электрическом используются лезвия шириной 82, 102 и 110 мм.

Понять, что пришла пора наточить ручной рубанок довольно просто. Когда стружка начинает ломаться при снятии, а процесс работы требует приложения дополнительных усилий, наступает необходимость заточки лезвия.

С электрическим рубанком все немного сложнее – ведь основным рабочим органом здесь выступает барабан, на котором установлены режущие ножи. Первым признаком того, что нужно заточить нож, выступает качество обрабатываемой поверхности – на ней даже после нескольких проходов не удается получить гладкую поверхность. Второй признак – это стружка, после прохода по заготовке, стружка получается мелкой и имеет рваные края. Третий признак – это состояние самого инструмента. Он начинает перегреваться, работать им становиться труднее. Именно эти признаки указывают на то, что необходимо заменить или заточить режущий инструмент электрического рубанка.


Для ножей, имеющих прямую кромку, это чаще всего делается в два этапа – сначала правка на электрическом точиле, а потом доводка на камне руками. А для фигурных или полукруглых лезвий сначала делается правка формы напильником или на тонком абразивном круге электрического точила. Вторым этапом делается проверка формы – лезвие вкладывается в рубанок и проверяется правильность формы режущей кромки. В самом конце делается доводка на заточном станке с кругом из вулканита.

Читайте также:  Как выбрать штроборез

Как определить, что рубанку требуется заточка

Можно легко определить состояние резца, рассмотрев кромку (фаску) элемента. Если на ней видна тонкая блестящая полоска, значит, лезвие требуется заточить.

На некоторые рубанки ставятся двусторонние ножи – при затуплении такое изделие достаточно перевернуть и работать менее изношенной стороной.

Для качественной заточки материала критично соблюдать правильный угол приложения лезвия. Во многих случаях он варьируется от 25 до 45 градусов, однако для каждого ножа цифра индивидуальна и зависит от твердости стали. Угол следует сопоставлять с шаблоном, который вы можете сделать самостоятельно.

Условия работы ножа

Все ножи для ручных рубанков (у электрических есть некоторые нюансы, но об этом позже) работают в условиях значительных нагрузок на лезвие, что проявляется в повышенных напряжениях среза, которые испытывает металл.

Динамика работы ножа рубанка следующая. При возвратно-поступательном перемещении инструмента нож врезается в древесину на определённую глубину. Поскольку дерево не обладает сколько-нибудь заметной пластичностью, происходит скалывание определённого слоя с образованием стружки. Сама стружка также редко когда имеет большую протяжённость, и быстро раскалывается на более мелкие фрагменты. Происходит это в момент «наползания» срезанной от заготовки древесины на наклонную кромку лезвия. При дальнейшем движении рубанка возникает трещина в следующем слое и т. д.

Если не принимать во внимание индивидуальные особенности материала, обработка которого производится, то на стойкость ножа для рубанка влияет размер прохода – предельной длины сломавшегося фрагмента стружки. С уменьшением пролёта и снижением глубины строгания поверхность заготовки становится чище и ровнее, одновременно снижаются и срезающие нагрузки на лезвие.

Поскольку стружка при изгибе с выходом вверх ломается, то наибольшие напряжения вызываются в колодке рубанка. Поэтому её изготавливают из наиболее твёрдых древесных пород. Однако стойкость колодки, как правило, намного превышает стойкость ножа. Объясняется это:

  • Более благоприятной геометрией колодки, где отсутствуют концентраторы напряжения;
  • Ситуативным желанием плотника (особенно малоопытного) увеличить глубину врезания, вследствие чего толщина прохода увеличивается;
  • Повышенным трением между контактными поверхностями лезвия ножа и стружкой, в результате чего температура на рабочей кромке ножа возрастает.

Указанные факторы приводят к быстрому затуплению лезвия. Поэтому важен правильный выбор геометрии ножа для рубанка, а также материала, из которого изготавливается инструмент.

  • Физико-механические свойства обрабатываемого материала. В частности, с повышением твёрдости угол необходимо увеличивать. Для обработки мягкой древесины (липа, осина, сосна, лиственница) рекомендуется устанавливать нож под углом 45±5°, для работ по более твёрдому дереву (граб, дуб, груша) — 60±5°, а при обработке ещё более твёрдых материалов – даже до 80°. Такие рекомендации связаны с абразивным действием, которое производит проход стружки при его подъёме из зоны строгания;
  • Вид строгания. Практически каждый вид древесины требует определённого угла наклона рубанка к плоскости обрабатываемой заготовки. Например, сосна лучше всего строгается при наклоне инструмента на угол заточки ножей ручного рубанка 40…50 ° от оси доски. Менее мягкие сорта обрабатываются под углами заточки 25…30°. Этот приём обеспечивает лучшее качество строгания, но нож при этом сильнее нагревается, и, следовательно, быстрее затупиться;
  • Материал и твёрдость ножа. Более всего для этих целей подходят быстрорежущие стали Р12 или даже Р18 (по этой причине некоторые домашние мастера для изготовления ножей рубанков используют части пильных дисков фрикционных пил, которые работают в схожих условиях). Менее стойкими будут ножи для рубанков, изготовленные из обычной инструментальной стали типа У7 или У8.

Как правильно заточить ручной рубанок

Подробная инструкция по заточке ручного рубанка от нашего мастера.

Установите упор для точильного камня для удобства работы.

Чтобы правильно снять лезвие с рубанка, возьмите его в руку следующим образом.

Стукните молотком по металлическому болту.

За счёт этого освободится клин, который держит лезвие.

Смочите точильный камень для грубой заточки водой.

Смочите лезвие рубанка водой и установите его под углом 45 ° по отношению к камню. Вода позволяет увидеть полное прилегание лезвия к точильному камню, а также отводит лишний абразивный материал и остатки металла. Когда лезвие полностью вытолкнуло воду, вы добились его полного прилегания к бруску.

Затачивайте движением от себя по всей ширине лезвия, держа его примерно под 45 ° относительно бруска.

Спустя несколько движений на камне образуются стёртый абразив и металл. Смойте их при помощи воды, чтобы камень снова стал чистым.

В момент заточки, с той стороны, которая не точится, образуются заусенцы. Чтобы их убрать, смочите лезвие в воде и прижмите плоскостью к камню. Таким образом не портится лезвие с обратной стороны и исчезнут заусенцы.

После того как вы убрали заусенцы, первичная заточка закончена. В этот момент можно поменять угол заточки — делайте движения по длине камня, стараясь захватывать весь камень, чтобы на нём не было бороздок.

В процессе заточки обращайте внимание на то, как снимается металл с кромки. Это всегда видно по свету. В зависимости от этого сделайте нажим в нужном месте.

Возьмите камень с мелким абразивом, смочите его и доведите лезвие до идеального состояния.

Время от времени убирайте лишний абразив водой.

Чтобы проверить правильность заточки лезвия, посмотрите на свет на угол, на плоскость и заднюю часть, чтобы было ровное отражение.

Проверьте лезвие на наличие заусенцев при помощи ногтя. Если они есть, ноготь за них зацепится.

Лёгким прикосновением пальца проверьте остроту лезвия. Если вы чувствуете каждую грань своего отпечатка, значит лезвие идеально ровное.

Вытрите лезвие тряпкой.

Установите лезвие в рубанок.

Лезвие должно выступать на 1 мм.

Возьмите любую деревянную заготовку и проверьте качество заточки.

В результате должна получиться ровная стружка.

Спустя несколько движений на камне образуются стёртый абразив и металл. Смойте их при помощи воды, чтобы камень снова стал чистым.

Способы заточки ножей

Сегодня для правки инструмента применяется два основных метода – станочная обработка и ручная правка. Для первого способа используется электрический станок для заточки или ручное точило. Для ручного способа применяется абразивные камни разной зернистости или наждачная бумага.

Для ножей, имеющих прямую кромку, это чаще всего делается в два этапа – сначала правка на электрическом точиле, а потом доводка на камне руками. А для фигурных или полукруглых лезвий сначала делается правка формы напильником или на тонком абразивном круге электрического точила. Вторым этапом делается проверка формы – лезвие вкладывается в рубанок и проверяется правильность формы режущей кромки. В самом конце делается доводка на заточном станке с кругом из вулканита.

Для ответственных работ кроме электрического заточного станка с абразивными кругами разной зернистости и ручных камней используется и такой прием, как доводка на кожаном ремне с применением полировочных паст. В таком случае кромка получается идеально острой.


Для ножей, имеющих прямую кромку, это чаще всего делается в два этапа – сначала правка на электрическом точиле, а потом доводка на камне руками. А для фигурных или полукруглых лезвий сначала делается правка формы напильником или на тонком абразивном круге электрического точила. Вторым этапом делается проверка формы – лезвие вкладывается в рубанок и проверяется правильность формы режущей кромки. В самом конце делается доводка на заточном станке с кругом из вулканита.

Подготовительный этап

Работа начинается с подготовительного этапа. Он выглядит следующим образом:

  1. Для начала проводится скачивание чертежей с пошаговой инструкцией.
  2. Следующий шаг заключается в подборе требующихся материалов.
  3. Также требуются определенные инструменты, за счет которых проводится обработка материала.

Выделяют довольно большое количество различных точилок, которые можно изготовить своими руками. Большое распространение получили ручные инструменты, так как они достаточно просты в применении.


Изготовить приспособление можно самостоятельно. Инструкция следующая:

Когда нужна регулировка или замена ножей электрорубанка

Ножи на электрорубанке со временем изнашиваются. Их требуется снять и наточить либо вовсе заменить, а после обратно установить на барабан. Вновь поставленные режущие насадки требуется отрегулировать, чтобы обрабатывать пиломатериалы максимально качественно. В предварительной настройке нуждаются также лезвия нового электроинструмента перед началом использования.

Появление следующих признаков указывает на то, что регулировка необходима:

  • изменение звука при обработке заготовок;
  • вибрация инструмента во время работы;
  • ухудшение качества строгания пиломатериалов (образование волн, сколов, бороздок, торчащих волокон и прочих дефектов);
  • возрастание усилий, затрачиваемых на работу.

Изменение звука характерно не для всех моделей. Данный признак может свидетельствовать также о ряде других неполадок.

Если после выполнения регулировки ножевых полотен рассмотренные признаки не исчезнут, то понадобится производить более серьезный ремонт электроинструмента.

Читайте также:  Станки для заточки ножей: удобный способ держать рабочий инструмент в порядке

Настройка правильного положения режущих насадок выполняется по таким параметрам:

  • высоте части лезвия, которая выступает над подошвой электроинструмента;
  • размеру бокового выступа ножа, предназначенного для выборки четвертей.

С помощью правильной регулировки положения ножевых полотен на барабане достигается высокое конечное качество обработки пиломатериалов.

  • проворачивают барабан, выставляя его в такое положение, чтобы получить доступ к болтам крепления ножей;
  • ослабляют, но не полностью, эти болтовые фиксаторы;

Как сделать приспособление для заточки

Вначале требуется подготовить все необходимое оборудование для сборки, а потом приступать к монтажу.


Заточную тележку я делал из деревянного бруска и двух отрезков ламината. Колесами послужила пара одинаковых по размерам подшипников. Их внутренний диаметр оказался немного меньше толщины выбранной древесины.

Как заточить нож ручного рубанка в домашних условиях?

Купили не очень дорогой ручной рубанок, и естественно, быстро притупился нож. Как заточить нож в домашних условиях? Нужен ли специальный инструмент?

Методов заточки ножей рубанка довольно много.

Есть более дорогостоящие, к примеру специальный станок для заточки ножей рубанка и стамесок.

Станок малооборотный, но мощный, камни съёмные, правда стоимость такого станка гораздо выше стоимости самого рубанка.

Есть совсем “древние” приспособления, их использовали во времена Союза.

Кустарщина конечно, да и не стоят они возни с изготовлением.

Выглядят просто, это брусок по ширине ножа рубанка, сверху металлическая, или деревянная планка которая зажимается шурупами.

Нужный угол заточки ножа, “вылавливается” за счёт высоты бруска.

Приспособление рабочее, но качество заточки так себе.

Советую приобрести вот такой, или подобный набор.

Как видите в нём есть всё необходимое, это жидкость для смазки, специальное приспособление на котором выставляется нужный угол (три варианта, 30-ь градусов, 35-ь и 25-ь).

И собственно сам брусок, брусок двухсторонний, с одной стороны мелкое зерно, с другой крупное.

Тем более Вы пишите о дорогом рубанке, к нему просто необходим такой набор, цена набора не большая, до 800-т рублей.

Работу по заточки надо начинать с крупного зерна, мелкое для финишной доводки.

Работать просто, зажимаем нож в приспособлении, выставляем нужный угол, далее смачиваем камень жидкостью из комплекта.

Теперь сама заточка, “протягиваем” нож на себя, без усилий, просто чуть прижимаем.

В общем-то всё, через минут двадцать, нож как только с магазина.

Затачивая в домашних условиях нож рубанка, соблюдайте меры безопасности. Для этого подготовьте деревянную колодку (рамку), в которой следует зафиксировать абразивный брусок.

После этого освободите из рубанка нож.

Заточите фаску ножа на крупнозернистом бруске, располагая нож под углом 10 градусов к стороне бруска, на которую направляется рабочее движение заточки. Соблюдайте 30-градусный угол фаски.

Сточите на оселке образованный заусенец.

Теперь следует править на оселке саму фаску. Эту операция чередуйте с повторными удалениями заусенцев.

Проверьте вид режущей кромки (лезвия) рубаночного ножа; кромка должна быть перпендикулярной его боковой грани и соответствовать красной линии на рисунке.

Для тех кто делает это впервые, заточка ножа рубанка может показаться несколько сложноватой. Точнее не само точение, а сохранение при этом правильного угла и геометрии режущей кромки. Кромка должна быть перпендикулярная краю ножа, и создавать с нею прямой угол.

Лучше сразу оценить степень затупления ножа и правильность угла. Если угол имеет правильный градус, а лезвие лишь слегка “замылено” то к электроточилу лучше не обращаться. Немного поправить нож можно и на бруске. Я на электроточиле вывожу только правильный угол (фаску) и то после пары-тройки правлений руками на бруске.

Камень электроточила, должен быть ровным, а его ребро чем толще тем лучше. Однако бытовые точила имеют обычно круги около 2-3 сантиметров, что заставляет двигать нож из стороны в сторону, что бы брать по всей плоскости. Точило обязательно должно быть оснащено подручником. Не включая точило приложите нож фаской к ребру камня. Камень должен вращаться на вас, а нож стоять против вращения. Меняйте угол и чувствуйте в каком положении ножа фаска начинает прижиматься то носком (режущей кромкой) то пяткой (это тем место где она переходит в ровное полотно железки)

Проверьте имеющийся угол по шаблону. Угол заточки может быть разным, от 25 до 45. Это зависит от твердости и свилеватости обрабатываемого дерева, от угла “завала” ножа рубанка относительно его подошвы. В среднем угол на рубанке общего применения делают около 35 градусов.

Если градус фаски (подвода) вашего ножа не требует корректировки, то выбирайте положение ножа на камне, когда и носок и пятка, опираются на камень Соответственно, если градус нужно сделать меньше, то больше прижимаем пятку, а если больше – носок. Поймав угол, включаем точило, и начинаем перемещать нож по камню. Сделайте несколько проходов и посмотрите в каком месте берет больше, в каком меньше. Откорректируйте нажим.

После того как фаска пройдена вся, проверьте прямой угол по угольнику. При необходимости выровняйте перпендикуляр, проточив “взлетевший” угол сильнее. В процессе точения постоянно охлаждайте нож.

Заточка на точиле окончена, когда фаска равномерно снята по всей своей плоскости, её угол соответствует, и на режущей кромке появился небольшой заусенец.

Этот заусенец лучше убирать на мелком ровном точильном камне. Некоторые правят на мелкой наждачке, но я не делаю этого. Наждачка все таки материал не жоский, и при точении о нее режущая кромка “заваливается” потому что нож идет как бы по волнам. Точильный камень имеет постоянную форму, и выгнать на нем острейшее жало железки намного легче. После правки, фаску желательно шлифануть.

Кто то скажет что заусенец убирать не нужно. Ни чего подобного! Да, на ноже или на топоре, заусенец на режущей кромке даже полезен, потому как улучшает “цепкость” режущей кромки и лучшему резанию. Однако между ножом рубанка и обычным ножом есть принципиальная разница в способах резки. Кухонный нож водится вдоль реза возвратно-поступательными движениями, рож рубанка просто поднимает слой дерева, и заусенец на нем просто подворачивается, делая нож тупее.

Для тех кто делает это впервые, заточка ножа рубанка может показаться несколько сложноватой. Точнее не само точение, а сохранение при этом правильного угла и геометрии режущей кромки. Кромка должна быть перпендикулярная краю ножа, и создавать с нею прямой угол.

Роторные насосы. Классификация общие свойства насосов

Лекция 8

РОТОРНЫЕ ОБЪЕМНЫЕ НАСОСЫ

Роторные насосы .Классификация общие свойства насосов.

Шестеренные насосы.

Винтовые насосы.

Роторно-поступательные насосы.

Неравномерность подачи роторных насосов.

Роторные насосы. Классификация общие свойства насосов

Роторный насос — это объемный насос, в котором вытеснение жидкости производится из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательного и возвратно-поступательного движений рабочих органов — вытеснителей.

Рабочая камера роторного насоса ограничивается поверхностями составных элементов насоса: статора, ротора и вытеснителя (одного или нескольких). По характеру движения рабочих органов (вытеснителей) роторные насосы бывают роторно-вращательные и роторно-поступательные (классификационную схему по ГОСТ 17398—72 см. на рис. 8.1).

Рис. 8.1. Классификация роторных насосов.

В роторно-вращательных насосах вытеснители совершают только вращательное движение. К ним относятся зубчатые (шестеренные, коловратные) и винтовые насосы. В зубчатых насосах рабочие камеры с жидкостью перемещаются в плоскости, перпендикулярной к оси вращения ротора, в винтовых насосах — вдоль оси вращения ротора.

Читайте также:  Ступенчатые сверла по металлу: лучшее решение для новичков и профессионалов

В роторно-поступательных насосах вытеснители одновременно совершают вращательное и возвратно-поступательное движения. К ним относятся шиберные (пластинчатые, фигурно-шиберные) и роторно-поршневые насосы (радиальные, аксиальные). В роторно-поршневых насосах вытеснители обычно выполнены в виде поршней или плунжеров, которые располагаются радиально или аксиально по отношению к оси вращения ротора. Все роторно-поступательные насосы могут выполняться как в виде регулируемых машин, т.е. с изменяемым рабочим объемом, так и нерегулируемых. Все роторно-вращательные насосы являются нерегулируемыми.

Вследствие того, что в роторных насосах происходит перемещение рабочих камер с жидкостью из полости всасывания в полость нагнетания, эти насосы отличаются от насосов поршневых (и плунжерных) отсутствием всасывающих и напорных клапанов. Эта и другие конструктивные особенности роторных насосов обусловливают их некоторые общие свойства, также отличные от свойств поршневых насосов, а именно: обратимость, т.е. способность работать в качестве гидродвигателей (гидромоторов) при подводе к ним жидкости под давлением; более высокая быстроходность (до 3000—5000 об/мин) и большая равномерность подачи, чем у однопоршневых насосов; возможность работы лишь на чистых, неагрессивных жидкостях, обладающих смазывающими свойствами (применение роторных насосов для подачи воды исключается).

Идеальная подача роторного насоса выражается через его рабочий объем и частоту вращения n:

(8.1)

Действительная подача Q меньше идеальной вследствие утечек через зазоры, что учитывается объемным КПД :

(8.2)

Момент М на валу насоса и его рабочий объем при отсутствии потерь энергии связаны формулой

(8.3)

где р — давление насоса.

Механические потери энергии в насосе увеличивают момент, т. е.

(8.4)

где — механический КПД насоса. Мощность насоса

(8.5)

где — угловая скорость ротора; Рп — полезная мощность насоса; — КПД насоса.

Гидравлические потери в роторных насосах относительно малы, поэтому обычно принимается, что .

По теории подобия роторных гидромашин имеются три вида потерь энергии:

– объемные — на утечки (по закону Пуазейля);

– механические — на жидкостное трение (по закону трения Ньютона);

– механические — на «сухое» трение (по закону трения Кулона).

Каждая из этих потерь для данной гидромашины оценивается постоянным безразмерным коэффициентом.

Объемный и механический, а следовательно, и общий КПД роторной гидромашины определяются тремя указанными коэффициентами, но, кроме того, зависят еще от безразмерного критерия подобия, характеризующего режим работы машины и равного

(8.6)

где — динамическая вязкость жидкости.

Согласно теории Мишке, для роторного насоса имеем:

(8.7)

(8.8)

Примерные значения коэффициентов для разных видов роторных насосов можно найти в работе. Кроме того, эти коэффициенты для каждого насоса могут быть приближенно оценены по его опытным характеристикам.

Зная коэффициенты, можно пересчитывать значения КПД насоса с одних условий его работы на другие. Однако при этом следует иметь в виду приближенный характер формул и не рассчитывать на точность перерасчета при широком диапазоне изменения критерия σ.

На рис.8.2 дан примерный вид кривых изменения коэффициентов насоса в зависимости от критерия . Объёмный КПД при увеличении от неуклонно падает по линейному закону, механический КПД возрастает, но лишь до известного предела, после чего вопреки теории подобия начинает резко падать, так как наступает предел работоспособности насоса — выжимание смазки с поверхностей трения вследствие высокого давления. При некотором оптимальном значении критерия получается максимальное значение КПД роторного насоса.

Примерно такой же вид имеют и характеристики роторных насосов.

Неравномерность подачи роторных насосов оценивается коэффициентом неравномерности

(8.9)

где Qmax, Qmin и Qcp — соответственно максимальная, минимальная и средняя подачи насоса.

Рис. 8.2. Кривые изменения коэффициентов насоса в зависимости от критерия .

Шестеренные насосы

Шестеренные насосы выполняются с шестернями внешнего и внутреннего зацепления. Наибольшее распространение имеют насосы с шестернями внешнего зацепления. На рис.8.3 приведена схема такого насоса. Он состоит из двух одинаковых шестерен — ведущей 2 и ведомой 3, помещенных в плотно охватывающем их корпусе — статоре 1. При вращении шестерен в направлении, указанном стрелками, жидкость, заполняющая впадины между зубьями, переносится из полости всасывания в полость нагнетания.

Вследствие разности давлений (P2>P1) шестерни подвержены воздействию радиальных сил, которые могут привести к заклиниванию роторов. Для уравновешивания последних в корпусе насосов иногда устраивают разгрузочные каналы 4. Такие же каналы могут быть выполнены и в самих роторах.

Рис. 8.3. Шестеренный насос: 1- статор; 2 – ведущая шестерня; 3 – ведомая шестерня; 4 – разгрузочные каналы.

Чаще всего применяются насосы, состоящие из пары прямозубых шестерен с внешним зацеплением и с одинаковым числом зубьев эвольвентного профиля. Для увеличения подачи иногда употребляются насосы с тремя и более шестернями, размещенными вокруг центральной ведущей шестерни.

Для повышения давления жидкости применяются многоступенчатые шестеренные насосы. Подача каждой последующей ступени этих насосов меньше подачи предыдущей ступени. Для отвода излишка жидкости каждая ступень имеет перепускной (предохранительный) клапан, отрегулированный на соответствующее максимально допустимое давление.

Кроме прямозубых шестерен, выполняются насосы с косозубыми и шевронными шестернями. Угол наклона зубьев в шевронных шестернях обычно составляет 20—25°.

Современные шестеренные насосы могут развивать давления до 10— 20 МПа.

Для приближенных расчетов минутной подачи насосов с двумя одинаковыми шестернями можно пользоваться формулой:

(8.10)

где — объемный КПД насоса, зависящий от конструкции, технологии изготовления и давления насоса и принимаемый равным 0,7—0,95; А — расстояние между центрами шестерен, равное при одинаковых шестернях диаметру начальной окружности D; — диаметр окружности головок зубьев; b — ширина шестерен; n — частота вращения ротора, об/мин.

Коэффициент неравномерности подачи определяется выражением

(8.11)

гда — угол зацепления; стандартный угол зацепления = 20°.

Рис. 8.4 коловратный насос

Под коловратным насосом, согласно ГОСТ 17398 -72, понимается зубчатый насос с рабочими органами в виде роторов, обеспечивающих только геометрическое замыкание рабочей камеры, а вращающий момент с ведущего ротора на ведомый передает шестеренная пара, расположенная вне корпуса насоса. Профили роторов показаны на рис. 8.1, г, д. В шланговом насосе рабочим органом является упругий шланг, пережимаемый вращающимися роликами (рис. 8.1, е).

3. Винтовые насосы

В зависимости от числа винтов различают одно-, двух-, трех- и многовинтовые насосы. Наибольшее распространение получили трехвинтовые насосы с циклоидальным зацеплением, обладающие рядом существенных достоинств: высоконапорностью, равномерностью подачи и бесшумностью работы.

На рис.8.4. приведена схема насоса, имеющего три двухзаходных винта,. из которых средний 1 — ведущий и два других 2 — ведомые. При этом направление нарезки на ведущем и ведомых винтах противоположное. В корпусе 5 установлена обойма 4, залитая баббитом и сообщающаяся своими окнами с всасывающим патрубком 6. Винты, расположенные внутри обоймы с минимальными зазорами, при зацеплении образуют рабочие камеры, которые при вращении перемещаются вместе с жидкостью вдоль оси к напорному патрубку 3.

При таком конструктивном выполнении винты разгружены от радиальных сил давления, а возникающие осевые силы воспринимаются упорными подшипниками. Основную нагрузку несет ведущий винт, ведомые винты разгружены от моментов и выполняют лишь роль замыкателей (герметизаторов) рабочих камер.

Рис. 8.4. Винтовой насос: 1 — винт ведущий; 2 — винты ведомые; 3- напорный патрубок; 4 – обойма, залитая баббитом; 5 – корпус; 6 – всасывающий патрубок.

Общее выражение для минутной подачи винтовых насосов:

с односторонним подводом жидкости

(8.12)

с двусторонним подводом жидкости

(8.13)

где S —площадь живого сечения насоса, равная разности площади поперечного сечения обоймы и площади поперечного сечения всех винтов, t – шаг винта, м; n – частота вращения винта, об/мин.

Трехвинтовые насосы способны развивать давления Р до 10—20 МПа. Причем, чем выше развиваемое давление, тем для обеспечения нужной герметичности длиннее должны быть винты. Минимальная длина винтов L=l,25t. В зависимости от давления длина винта трехвинтового насоса принимается в следующих пределах: при Р=1,5—2,0 МПа L=(l,5—2)t при Р=5—7,5 МПа L=(3—4)t; при Р = 15—20 МПа L=(6—8)t.

Характеристики винтовых насосов мало отличаются от характеристик шестеренных насосов.

где — угловая скорость ротора; Рп — полезная мощность насоса; — КПД насоса.

Ссылка на основную публикацию