Satelitowy agregat pompowy PAWEŁ ŚLIWIŃSKI. a) b)

Podobne dokumenty
SILNIK SATELITOWY Z WIRUJĄCYM KORPUSEM typu SWK-6/8-1,5/50

Wprowadzenie. Budowa pompy

Rozrząd silnika satelitowego z obracającym się korpusem

Zajęcia laboratoryjne

SILNIKI HYDRAULICZNE TYPU SM

SATELITOWE MASZYNY WYPOROWE

- PZ3-III-2 (płyta polska prostokątna, przyłącza gwintowe metryczne)...str wykresy: grupa II (PZ3, sekcja PZW3)...str.12 5c.

Innowacyjne silniki hydrauliczne zasilane emulsją

SPIS TREŚCI Wprowadzenie...str.3 Budowa oznaczenia...str.4 Dane techniczne pomp PZ4 3a. Grupa I...str.5 3b. Grupa II...str.5 3c. Grupa III...str.

Pompy odśrodkowe wielostopniowe z uszczelnieniem wału Typ HZ / HZA / HZAR

WYKŁAD 11 POMPY I UKŁADY POMPOWE

Wprowadzenie. Budowa pompy

CND Wysokociśnieniowe pompy zasilające x x45. 1x45 1,6 R5 10. r6 (Ø70) Ø200. Ø90 h9 (Ø184) 1x45 A 1,6 Ø65 H7 Ø250 Ø350

Innowacyjne silniki hydrauliczne zasilane emulsją

NOWOŚĆ. SATELITOWE SILNIKI HYDRAULICZNE typu SMW Zasilanie: Emulsja HFA, oleje hydrauliczne

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 7 BADANIE POMPY II

Wprowadzenie. Napędy hydrauliczne są to urządzenia służące do przekazywania energii mechanicznej z miejsca jej wytwarzania do urządzenia napędzanego.

ĆWICZENIE WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK POMPY WIROWEJ

Wydajne wentylatory promieniowe Fulltech o wysokim ciśnieniu statycznym

Pionowe samozasysające pompy bocznokanałowe. Typ WPV

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

Normowe pompy klasyczne

Zestawy pompowe PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE OBSZAR UŻYTKOWANIA KONCEPCJA BUDOWY ZALETY

NPK. Pompy jednostopniowe normowe ZAOPATRZENIE W WODĘ POMPY JEDNOSTOPNIOWE PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE ZAKRES UŻYTKOWANIA CECHY KONSTRUKCYJNE

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

NPB. Pompy jednostopniowe normowe ZAOPATRZENIE W WODĘ POMPY JEDNOSTOPNIOWE PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE ZAKRES UŻYTKOWANIA CECHY KONSTRUKCYJNE

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem typu Load-sensing

Opis serii: Wilo-Sub TWI 4-..-B

Parametry przedstawionych w niniejszym dokumencie produktów mogą być przedmiotem zmian bez wcześniejszego powiadomienia.

Pompy wielostopniowe pionowe

WENTYLATORY PROMIENIOWE JEDNOSTRUMIENIOWE TYPOSZEREG: WWOax

WENTYLATORY PROMIENIOWE DWUSTRUMIENIOWE TYPOSZEREG: WPWDs/1,4 WPWDs/1,8

WENTYLATORY PROMIENIOWE TRANSPORTOWE TYPOSZEREG: WPT 20 WPT 63

WENTYLATORY PROMIENIOWE JEDNOSTRUMIENIOWE TYPOSZEREG: WPO- 10/25 WPO 18/25

Pompy cyrkulacyjne do gorącego oleju termicznego wg PN-EN 733 typ NKLs

POMPA OLEJOWA WIELOWYLOTOWA Typ PO

Badania wentylatora. Politechnika Lubelska. Katedra Termodynamiki, Mechaniki Płynów. i Napędów Lotniczych. Instrukcja laboratoryjna

Pompy w górnictwie Grzegorz Pakuła, Marian Strączyński SPIS TREŚCI

Zajęcia laboratoryjne

Opis typoszeregu: Wilo-CronoNorm-NLG

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

Kanałowa chłodnica wodna CPW

Normowe pompy blokowe

Przetwórstwo tworzyw sztucznych i gumy

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 02/14. PIOTR OSIŃSKI, Wrocław, PL WUP 10/16. rzecz. pat.

Pompy standardowe zgodne z EN 733 TYP NKL

Wykład 5 WIELKOŚCI CHARAKTERYSTYCZNE POMP WIROWYCH SYMBOLE, NAZWY, OKREŚLENIA I ZALEŻNOŚCI PODSTAWOWYCH WIELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCYCH

Temat: Układy pneumatyczno - hydrauliczne

OKW1 OKW. Seria. Seria CHŁODNICE WODNE

POMPY WIROWE POZIOME TYPU KAN

Opis serii: Wilo-Sub TWI 4

Seria Jubileuszowa. Rozwiązania informatyczne. Sprężarki śrubowe Airpol PRM z przetwornicą częstotliwości. oszczędność energii. ochrona środowiska

Opis serii: Wilo-CronoBloc-BL

Rozwój konstrukcji pomp satelitowych

400-BQ0 LEKKIE POMPY DIAGONALNE Lekkie pompy diagonalne 400-BQ0

Praca dyplomowa inżynierska

Pompa łopatkowa typ V3/40

SZLIFIERKA PNEUMATYCZNA PROSTA DŁUGA PRBd-75CF

PROCEDURA DOBORU POMP DLA PRZEMYSŁU CUKROWNICZEGO

V G M T S I L N I K I H Y D R A U L I C Z N E

P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A

WENTYLATORY PROMIENIOWE JEDNOSTRUMIENIOWE TYPOSZEREG: WPWs

ZESPÓŁ CHŁODZĄCY TYPU LOC Z SILNIKIEM PRĄDU ZMIENNEGO

Opis serii: Wilo-Sub TWU 4

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL BUP 20/10

POMPY. Seria STU4. CP wersja ze stałym ciśnieniem. Zakres mocy do ok. 8 m³/h i wysokość pompowania 140 m

Seria Prowadnice siłownika zaprojektowano w dwóch wersjach:

Silnik hydrauliczny wolnoobrotowy (gerotorowy) do owijarki, zamiatarki, sieczkarni, rozrzutników, wciągarki 160 cm3

SERIA MP POMPY WIELOSTOPNIOWE WIELKOŚCI DN 40 - DN 125

Pompy liniowe PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE KONCEPCJA BUDOWY OBSZAR UŻYTKOWANIA ZALETY

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

WENTYLATORY PROMIENIOWE JEDNOSTRUMIENIOWE TYPOSZEREG: WPPO

Rozdzielacz suwakowy typ WH22

Opis serii: Wilo-CronoNorm-NLG

Nazwa firmy: Autor: Telefon: Dane:

BQDV, BQTV Pionowe diagonalne pompy wody chłodzącej

Przetworniki ciśnienia do zastosowań ogólnych typu MBS 1700 i MBS 1750

Podręcznik eksploatacji pomp w górnictwie

Opis serii: Wilo-DrainLift Box

Hydrostatyczne Układy Napędowe Laboratorium. Temat: Badanie charakterystyk mikropompy zębatej. Opracował: Z. Kudźma, J. Rutański, M.

1. Maszyna do wiercenia tuneli - ogólnie... II Maszyna do wiercenia tuneli... II Tunel... II Tubingi...

Kanałowa nagrzewnica wodna NOW

Pompy cyrkulacyjne do c.w.u. trójfazowe

NRC. Pompy obiegowe in-line. Konstrukcja. Specjalne wykonania dostępne: Przeznaczenie. Materiał. Zakres stosowania. Oznaczenie.

Opis typoszeregu: Wilo-DrainLift S

Nazwa firmy: Autor: Telefon:

SZLIFIERKO-FREZARKA PNEUMATYCZNA PROSTA SF25, SFD25

MAS. Silniki orbitalne. Silnik orbitalny MAS

SZLIFIERKA PNEUMATYCZNA PROSTA PRBa-25A

POMPA SMAROWNICZA TYP MPS 10

Elektroniczne pompy liniowe

Przetworniki ciśnienia do zastosowań ogólnych typu MBS 1700 i MBS 1750

Opis serii: Wilo-VeroTwin-DPL

Opis serii: Wilo-CronoLine-IL

PL B1. ZAKŁAD MECHANIKI PRZEMYSŁOWEJ ZAMEP SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Gliwice, PL BUP 17/12

Opis serii: Wilo-Sub TWI 6-..-B

Ćwiczenie Nr 2. Temat: Zaprojektowanie i praktyczna realizacja prostych hydraulicznych układów sterujących i napędów

TECHNICZNA SPECYFIKACJA

Wyszczególnienie parametrów Jedn. Wartości graniczne Temperatura odparowania t o C od 30 do +5 Temperatura skraplania t k C od +20 do +40

Rozdzielacz hydrauliczny typ WMM16

Transkrypt:

i następuje skrawanie osnowy tkaninowej, w kierunku oznaczonym strzałką, widoczne jako wystrzępione nici (rys. 8b). Następnie dochodzi do mikroskrawania i wykruszania warstwy żywicy, znajdującej się na powierzchni próbki. Włókna tkaniny umieszczone prostopadle do kierunku ruchu (skrawania), na skutek przecięcia włókien równoległych do kierunku ruchu, wypadając ze struktury, przestają zabezpieczać przed wykruszaniem matrycę kompozytu. Stwierdzono, że zużycie masowe najbardziej dotyczy komozytu L1/G. Na powierzchni próbek z brązu (rys. 9a) nie odnotowano śladów głębokiego wyrywania, nie pojawiły się też widoczne na powierzchni skupiska korundu. Zaobserwowano natomiast nierównomiernie rozłożone głębokie wżery z ostrymi przejściami od wgłębień do wierzchołków (rys. 9b), co jest typowe dla zużycia ściernego. Kolejne ziarna korundu dostawały się w przygotowane już rowki, poszerzając je, zarazem znacznie zmniejszała się grubość ścianki próbki, w porównaniu z innymi materiałami, w miejscu przyłożenia obciążenia. 500 μm Rys. 8. Kompozyt L1/G: a próbka; b struktura powierzchni, pow. 10x 500 μm Rys. 9. Próbka z brązu B101 (a); struktura powierzchni, pow. 10x (b) Podczas badań zauważono, że próbki, które miały większy luz po zamocowaniu na przeciwpróbce zużyły się wyraźnie mniej. Podsumowanie Na podstawie badań stwierdzono, że pomiar wyłącznie metodą wagową elementów stosowanych na łożyska ślizgowe może sugerować wybór niewłaściwych materiałów, ponieważ nie uwzględnia się tu zużycia związanego z bruzdowaniem, związanym z wyciskaniem materiału albo pełzania. Znacznie mniejsze zużycie PE UHMW w porównaniu ze zużyciem kompozytu L1/G wynika z tego, że polimer nie jest usuwany z powierzchni próbki przez skrawanie, lecz wyciskany przez bruzdowanie. Zastosowanie metody pomiaru średnic może też prowadzić do następującego wniosku: PE UHMW jest lepszym materiałem w porównaniu z kompozytem, ponieważ mierzona średnica próbek wskazuje na mniejsze zużycie polimeru. Metodę sztucznych baz, polegająca na wykonaniu odcisków na powierzchni roboczej próbek, a następnie porównywaniu głębokości ich zużycia, podobnie jak metodę pomiaru średnic, można stosować wyłącznie do pomiaru zużycia próbek wykonanych z brązu, innych materiałów metalowych lub jednorodnych polimerów o podwyższonej odporności termicznej. Ze względu na niejednorodność kompozytu L1/G i bruzdowanie PE UHMW metody sztucznych baz nie zastosowano. Materiałem najbardziej odpornym na zużycie przy założonych parametrach pracy był brąz B101, należy jednak wziąć pod uwagę to, że pod wpływem skrawania zmniejszyła się powierzchnia robocza próbki. LITERATURA [1] Okularczyk W.: Zużycie łożysk ślizgowych w środowisku wodnym zawierającym korund. Konferencja Uszczelnienia i technika uszczelniania maszyn i urządzeń, Wrocław Kudowa- Zdrój 2013. [2] PN-EN 1982:2008 Miedź i stopy miedzi - Gąski i odlewy. [3] www.acmbearings.co.uk/materials.html [4] www.celanese.com [5] www.ticona.com [6] www.mikro-technik.com [7] PN-EN 10088-2:2007 Stale odporne na korozję. [8] PN-EN ISO 4287 Specyfi kacje geometrii wyrobów Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa. Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni. [9] www.inter-diament.com.pl/ceramika_pliki/poradnik_c.html [10] Lawrowski Z.: Tribologia Tarcie, Zużywanie i Smarowanie. PWN, Warszawa 1993. PAWEŁ ŚLIWIŃSKI Satelitowy agregat pompowy Wprowadzenie W niektórych konstrukcjach agregatów pompowych zabudowuje się pompę wewnątrz silnika elektrycznego (rys. 1). Pompę tłoczkową promieniową można umieścić w szeregu z wirnikiem silnika elektrycznego, a wał silnika i pompy jest elementem wspólnym dla obydwu maszyn. W innej wersji, blok cylindrów pompy tłoczkowej osiowej umieszcza się wewnątrz wirnika silnika elektrycznego. Tego typu agregaty mają budowę kompaktową, wykazują niski poziom hałasu i nie wymagają montowania ruchomych elementów zewnętrznych. Silnik jest pozbawiony wentylatora, a do chłodzenia wykorzystuje się ciecz hydrauliczną. Dr inż. Paweł Śliwiński Zakład Hydrauliki i Pneumatyki, Politechnika Gdańska. Rys. 1. Przykład konstrukcji agregatów z pompą zintegrowaną z silnikiem elektrycznym: a [7], b [8] W Zakładzie Hydrauliki i Pneumatyki Politechniki Gdańskiej, w ramach realizowanego projektu LIDER/35/102/L-2/10/ NCBiR/2011 Nowe opracowanie hydraulicznych maszyn 14

satelitowych do napędów z cieczami ekologicznymi oraz z cieczami niepalnymi, podjęto próbę budowy prototypu agregatu pompowego z pompą satelitową umieszczoną w wirniku silnika elektrycznego. Satelitowy mechanizm roboczy pompy ma niewielkie wymiary, ale osiąga dużą moc. Dla przykładu: pompa z mechanizmem satelitowym 4/6 (cztery garby na planecie (wirniku) i sześć garbów na obwodnicy) o teoretycznej objętości roboczej równej 20,7 cm 3 /obr (moduł zębów 0,6 mm, średnica zewnętrzna obwodnicy 48 mm i wysokość mechanizmu 25 mm) ma moc 14 kw przy Δp = 25 MPa [1]. Rozrząd mechanizmu satelitowego o odwróconej kinematyce Z analizy kinematyki mechanizmu satelitowego wynika, że podczas obrotu obwodnicy (planeta nieruchoma), dwie sąsiednie komory robocze, oddzielone satelitą, są w tej samej fazie, tzn. zasysania lub wytłaczania cieczy. Zatem liczba otworów dopływu (lub odpływu) w płytce rozrządu musi się równać liczbie garbów na planecie, czyli dla mechanizmu z planetą czterogarbną konieczne są cztery otwory dopływowe w jednej płytce i cztery otwory odpływowe w płytce drugiej. Dwa przypadki położenia obwodnicy względem planety, dla których dwie sąsiednie komory są w tej samej fazie pokazano na rys. 4. Są to komory S1 i S2 (w fazie ssania) oraz komory O1 i O2 (w fazie wytłaczania). Otwory dopływu 1 w płytce rozrządu ssącej zaznaczono linią cienką, zaś otwory odpływu 2 w płytce rozrządu tłocznej zaznaczono linią grubą. Kształt otworów dopływu/odpływu (rys. 4) jest kształtem o maksymalnym polu, który można byłoby zastosować w tej konstrukcji mechanizmu roboczego. Kształt tych otworów wynika z położenia satelity dla przypadku powstania komory martwej maksymalnej KMmax i komory martwej minimalnej KMmin (rys. 5). Rys. 2. Model silnika SOK z obracającą się obwodnicą O i kanałami dopływu KD oraz odpływu KO umieszczonymi w planecie nieruchomej P Pierwotne planowano budowę agregatu z mechanizmem satelitowym 4/6 z kanałami dopływu i odpływu umieszczonymi w planecie nieruchomej, z obrotem nadanym obwodnicy. Rozrządem jest tu satelita z odpowiednio usytuowanym w planecie kanałem dopływu lub odpływu [2]. Rozmieszczenie kanałów w planecie pokazano na rys. 2 na przykładzie modelu silnika SOK. Po analizie okazało się, że tego typu rozwiązanie nie jest korzystne ze względu na: ograniczenia pól przekroju kanałów dopływu i odpływu, a w konsekwencji duży spadek ciśnienia podczas przepływu cieczy z komór i do komór roboczych, osłabienie zębów planety w miejscu umieszczenia kanałów, niekorzystnych przyrostów ciśnienia w komorach martwych mechanizmu roboczego. Wyeliminowane tych zjawisk wymagało zaprojektowania i zbudowania agregatu z pompą o obracającej się obwodnicy, a planetą i płytami rozrządu pozostającymi w bezruchu (rys. 3). Mechanizm satelitowy z obwodnicą wprawianą w ruch nazwano (dla odróżnienia od klasycznego mechanizmu z obracającą się planetą) mechanizmem o odwróconej kinematyce. Rys. 4. Komory S1 i S1 w fazie ssania oraz komory O1 i O2 w fazie wytłaczania płynu [5]: 1 otwór ssący, 2 otwór tłoczny Rys. 5. Położenie obwodnicy i satelitów odpowiadające komorze martwej minimalnej KMmin (linia gruba) i odpowiadające komorze martwej maksymalnej KMmax (linia cienka) oraz kształt otworu w płytce rozrządu wynikający z położenia satelitów dla KMmin i KMmax [5] Rys. 3. Satelitowy mechanizm roboczy typu 4/6 z nieruchomą planetą P, nieruchomymi płytami rozrządu PB1 i PB2 oraz obracającą się obwodnicą O (w środku) (a); płytka rozrządu z otworami (dopływu 1 lub odpływu 2) (b) (opracowanie własne) Rys. 6. Wymiary otworu w płytce rozrządu [5] 15

Teoretycznie otwory w płytkach rozrządu, jak stwierdzono, mogą być kołami o średnicy większej od średnicy satelity. W rzeczywistości jest to niemożliwe, bowiem doszłoby do wpadania satelity w otwór i szybkie zniszczenie satelity i płytki rozrządu. Mechanizm będzie zatem poprawnie funkcjonował, gdy szerokość otworów B nie będzie większa od średnicy podstaw zębów satelity (rys. 6). Ze względów praktycznych pojawia się dodatkowe ograniczenie warunkujące szerokość B otworów, co odnosi się do konstrukcji kolektorów doprowadzających i odprowadzających ciecz z otworów rozrządu w płytkach oraz do konstrukcji kompensacji luzów (rys. 8). W konstrukcji pompy kolektory i kompensacja tworzą jedną nierozerwalną całość (rys. 9). Z analizy teoretycznej wynika, że długość L otworów można opisać zależnością [5]: w której: (2) gdzie: Dpz średnica podstaw zębów satelity, m moduł zęba, Rmin i Rmax najmniejsza oraz największa odległość od środka planety do wierzchołka zęba planety (rys. 5), lp liczba garbów planety, ls liczba satelitów. Stała 1,1 (1) oznacza, że jest dopuszczalne przekrycie ujemne w rozrządzie mechanizmu satelitowego (konieczne, ze względu na unikniecie groźnych w skutkach pików ciśnienia w komorach roboczych pompy) (rys. 7). Rys. 7. Przekrycia w rozrządzie mechanizmu satelitowego o odwróconej kinematyce [5]: Mmax komora martwa maksymalna; Mmin komora martwa minimalna; 1, 2 otwory dopływu, odpływu w płytach rozrządu; 1a, 2a krawędź otworu dopływu, odpływu odpowiadająca przekryciu zerowemu; 1b, 2b krawędź otworu dopływu, odpływu odpowiadająca przekryciu dodatniemu; 1c, 2c krawędź otworu dopływu, odpływu odpowiadająca przekryciu ujemnemu. (1) (3) Dopuszczalne kształty otworów w płytce rozrządu spełniające wymienione ograniczenia, wynikające z konstrukcji pompy, przedstawiono na rys. 8. Płytki z rzeczywistym kształtem otworów rozrządu dla mechanizmu satelitowego o odwróconej kinematyce, zastosowane w pompie pokazano na rys. 9. Rys. 9. Płytka rozrządu ssąca (po lewej) i tłoczna (po prawej) (opracowanie własne): O kształt otworu rozrządu zastosowany w konstrukcji; Omax otwór o maksymalnym polu; KT pole cieczy oddziałującej na płytkę z kolektora tłocznego (pole kompensacji); D pole dopływu cieczy w kolektorze ssącym; KS pole kompensacji w kolektorze ssącym; OKS otwór kompensacji. Pompa satelitowa agregatu Schemat pompy satelitowej, zastosowanej w konstrukcji agregatu pompowego, pokazano na rys. 10. Wałek 1 pompy jest sprzęgnięty przez kulki 17 z przyłączem tłocznym 8, elementem nieruchomym przymocowanym do pokrywy silnika elektrycznego. Na wałku 1 znajdują się planeta 2 (bez możliwości obrotu) oraz płytki rozrządu 6 i 7, pozycjonowane w stosunku do planety za pomocą kołków 11. Elementem wprawianym w ruch obrotowy jest obwodnica 3, a jej wysokość i wysokość satelitów 4 są mniejsza od wysokości planety o sumę luzu montażowego i luzu wymaganego do prawidłowej pracy urządzenia. Całość ściśnięto nakrętką 9. Ciecz jest zasysana przez otwory i kanały kolektora ssącego 7. Uszczelnienie 16 nie dopuszcza do przepływu cieczy w szczelinach wału 1 z przyłącza tłocznego 8 do kolektora ssącego 7. Rys. 10. Pompa z mechanizmem satelitowym o odwróconej kinematyce (opracowanie własne) Rys. 8. Dopuszczalne kształty otworów w płytce rozrządu spełniające ograniczenia wynikające z konstrukcji pompy [5] Ze względu na obrót w tej konstrukcji obwodnicy, szczeliny przeciekowe (na czołach obwodnicy) są zdecydowanie większe niż w znanych rozwiązaniach pomp lub silników satelitowych, gdzie szczeliny występowały na czole planety. Ograniczenie niepożądanych strat objętościowych wymagało zastosowania w pompie dwóch pól kompensacji luzów osiowych. Pole pierwsze, znane z wcześniejszych rozwiązań konstrukcyjnych maszyn 16

satelitowych [1], jest ograniczone pierścieniami uszczelniającymi 13 i 15, natomiast pole drugie zastosowane po raz pierwszy w konstrukcji maszyn satelitowych, ograniczono pierścieniami 12 i 14. Pole to połączono otworami OKS z komorą wysokiego ciśnienia w mechanizmie roboczym (rys. 6), (rys. 7). W konstrukcji pompy uwzględniono ciśnienie 32 MPa. Budowa satelitowego agregatu pompowego Konstrukcję satelitowego agregatu pompowego przedstawiono na rys. 11. Do budowy agregatu wykorzystano seryjnie produkowany silnik elektryczny 2SIE160-L4 (15 kw, 1450 obr/min). Konstrukcyjnie zmieniono tylko pokrywy boczne 2 i 3 oraz wał silnika 4. Pompę satelitową o odwróconej kinematyce 1 umieszczono w wydrążonym wale 4. Właściwą współpracę pompy z wałem zapewniają panewki 7 i 8, natomiast pierścień 6 podpiera uszczelniacz 17. Napęd z wału na obwodnicę jest przekazywany za pośrednictwem kołków 9. Do unieruchomienia przyłącza tłocznego pompy wykorzystano kulki 19 i pokrywę sprzęgającą 10. Zasysanie cieczy przez pompę 1 odbywa się przez przyłącze ssące 11 i centralny otwór w wale 4. Po stronie ssącej w przyłączu 11 umieszczono uszczelnienie 18 wału 4. Wirnik 14 silnika elektrycznego jest ustalony na wale 4 przez wpust 12 i nakrętkę 5. Łożyska 15 i 16 wału 4 znajdują się w pokrywach 2 i 3 (podobnie jak w silniku typowym). Agregat pompowy wyposażono w układ obcej wentylacji. Opisywana konstrukcja (rys. 11) ma wiele zalet, m.in.: właściwe warunki pracy wirnika silnika elektrycznego (wał niedzielony), bardzo łatwy montaż pompy w układzie, bardzo łatwe montowanie i demontowanie pompy z agregatu (cała pompa wychodzi z wału po zdjęciu pokrywy sprzęgającej 10), przecieki z uszczelnień odprowadzane specjalnymi otworami w pokrywie 10 i przyłączu 11 na zewnątrz silnika elektrycznego, możliwość pompowania różnych cieczy, w tym emulsji HFA-E lub wody. Ponadto, zaletą agregatu jest brak ruchomych elementów zewnętrznych (podnosi to bezpieczeństwo pracy) i ograniczona do minimum masa (ułatwia mobilność agregatu). Podsumowanie Do budowy prototypu agregatu pompowego (rys. 11) użyto silnika 2SIE160-L4 (15 kw, 1450 obr/min). W prototypie opisywanej pompy (rys. 10) wykorzystano mechanizm roboczy z nowym zarysem zębów [6] o module 0,75 mm i wysokości 25 mm (33 cm 3 /obr). Należy zaznaczyć, że mechanizmy takiej wysokości są, jak dotąd, stosowane tylko w silnikach. W znanych pompach satelitowych (seria PSM), ze względu na kawitację, stosuje się mechanizm o wysokości 15 mm. Pompa z tym mechanizmem (rys. 10) wymaga ok. 21 kw mocy przy n =1450 obr/min i Δp = 25 MPa, silnik okazuje się więc za mały. Zdecydowano się jednak na takie rozwiązanie ze względu na przede wszystkim sprawdzenie w prototypie agregatu poprawności działania mechanizmu satelitowego o odwróconej kinematyce. Pierwsze uruchomienie agregatu odbyło się przy bardzo małej prędkości (30 obr/min) i temperaturze oleju równej 25 o C (lepkość ok. 110 cst). Stwierdzono poprawne przetłaczanie cieczy i poprawne działanie rozrządu. Dalszy test obejmował badanie wydajności w funkcji prędkości obrotowej przy ciśnieniu w króćcu ssącym równym 0 bar i bez obciążenia (ciśnienie tłoczenia 18 bar było wynikiem oporów przepływu w przepływomierzu i instalacji). Stwierdzono zależność liniową wydajności od prędkości do wartości granicznej 1200 obr/min. Po przekroczeniu tej prędkości wydajność agregatu jest stała, co świadczy o dużym oporze przepływu w kanałach wewnętrznych ssących i w płytce rozrządu ssącej. To zjawisko zostanie wyeliminowane po odpowiednim powiększeniu otworów w płytce rozrządu ssącej. Agregat testowano przy prędkości do 1200 obr/min i obciążeniu do 20 MPa, przeciążając tym samym silnik elektryczny o ok. 30%.Okazało się, że przy n = 1000 obr/min i Δp = 20 MPa urządzenie osiąga sprawność objętościową na poziomie 82%. Zbudowano już następny prototyp agregatu pompowego, wykorzystując silnik 180-L8 (11 kw, 750 obr/min), eliminując wymienione wady pompy. Po gruntowanych badaniach laboratoryjnych drugiej wersji prototypu wyznaczone zostaną jego charakterystyki eksploatacyjne, z uwzględnieniem różnych cieczy roboczych (oleju, emulsji HFA-E i wody). Przewiduje się również badania trwałościowe. Pompa satelitowa o odwróconej kinematyce pozwala na budowę agregatu pompowego z silnikiem elektrycznym wysokomomentowym z magnesami trwałymi (rys. 12). Rys. 11. Przekrój osiowy satelitowego agregatu pompowego (opracowanie własne) Rys. 12. Wysokomomentowy silnik elektryczny z magnesami trwałymi [9] 17

Cenną zaletą tego typu silnika są m.in.: duża średnica wewnętrzna wału, co pozwala na umieszczenie pompy satelitowej, małe wymiary i niewielka masa, stały moment w dużym zakresie prędkości obrotowej, umożliwia to pracę obciążonej pompy z małymi prędkościami obrotowymi (sterowanie wydajnością); możliwość zabudowy w zbiorniku z cieczą, co ułatwia chłodzenie silnika. Silnik nie może jednak pracować bez specjalnego falownika, z falownikiem kosztuje zaś bardzo dużo (nawet dziesięciokrotnie więcej w porównaniu ze standardowym silnikiem asynchronicznym). W obecnej sytuacji ekonomicznie budowa tego typu agregatu nie zyskuje akceptacji. LITERATURA [1] Balawender A., Śliwiński P. i in.: Badania rozwojowe hydraulicznych silników i pomp satelitowych o małych objętościach roboczych zasilanych wodą, emulsją i olejem. Raport projektu badawczo-rozwojowego nr R0300103. Politechnika Gdańska, Gdańsk 2013. [2] Osiecki L., Śliwiński P.: Agregat pompowy. Zgłoszenie patentowe nr 393356 z 20.12.2010. [3] Patrosz P.: Symulacja odkształceń w węźle kompensacji luzów satelitowego agregatu pompowego. Konferencja Cylinder 2013, KO- MAG, Gliwice 2013. [4] Sołtys P.: Projekt agregatu pompowego. Praca magisterska. Politechnika Gdańska, Gdańsk 2012. [5] Śliwiński P., Patrosz P., Osiecki L.: Płynowa maszyna wyporowa z satelitowym mechanizmem roboczym o odwróconej kinematyce. Zgłoszenie patentowe nr 403060 z 07.03.2013. [6] Śliwiński P., Patrosz P.: Satelitowy mechanizm roboczy hydraulicznej maszyny wyporowej. Zgłoszenie patentowe nr nr 401821 z 29.11.2012. [7] Katalog wyrobów firmy DAIKIN; www.daikin.com [8] Katalog wyrobów firmy HAVE; www.hawe.com [9] Katalog wyrobów firmy PARKER; www.parker.com ZYGMUNT KUDŹMA MICHAŁ STOSIAK Praktyczne sposoby ograniczania hałaśliwości układów hydrostatycznych podczas rozruchu Wprowadzenie Napęd hydrostatyczny stosuje się powszechnie w rozległych gałęziach przemysłu i gospodarki, co wynika z licznych zalet tego typu rozwiązań, m.in. możliwość uzyskiwania dużej gęstości strumienia przekazywanej mocy. Obecnie w hydrostatycznych układach napędowych dość powszechnie występują ciśnienia robocze od 35 do 40 MPa. Oznacza to, że do uzyskania mocy 1 kw potrzeba stosunkowo niewielkiego natężenia przepływu cieczy roboczej ok. 1,5-1,8 dm 3 /min. Napęd hydrostatyczny wyróżnia też nieosiągalna dla innych rodzajów napędów zwartość konstrukcji, rozumiana jako masa na jednostkę generowanej lub przekazywanej mocy. Dla przykładu: gęstość mocy dla silników i pomp hydraulicznych dochodzi do 10 kw/kg, podczas gdy dla silników elektrycznych waha się w przedziale od 0,1 do 0,15 kw/kg [2]. Wyniki porównania gęstości mocy jednostek hydraulicznych i pneumatycznych [3] są podobne. Kolejnymi, istotnymi zaletami układów hydraulicznych, także napędów hydrostatycznych, jest możliwość przesyłania mocy na znaczne odległości przewodami, które można kształtować w szerokim zakresie, dostosowując do specyfiki wymagań zabudowy. Wprowadzenie elementów elektronicznych do układów hydraulicznych pozwala na ich łatwą automatyzację, dotyczy to zwłaszcza układów hydraulicznych sterowanych proporcjonalnie [4], [5]. Z obserwacji wynika, że powszechne stosowanie układów hydraulicznych napotyka na pewne ograniczenia. Wynika to z wad tego typu układów, m.in.: konieczności zastosowania silnika napędowego pompy wyporowej, co znacząco obciąża sprawność całego układu, wrażliwość zwłaszcza elementów nowego typu na zanieczyszczenia cieczy roboczej. Oznacza to konieczność Dr hab. inż. Zygmunt Kudźma, dr inż. Michał Stosiak Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska. stosowania filtrów i zbiornika cieczy roboczej, co w konsekwencji wpływa na zwiększenie wymiarów całego układu. Co więcej, powszechnie stosowana ciecz robocza olej mineralny może zagrażać środowisku naturalnemu, zwłaszcza jeśli dochodzi do wycieków, także hałaśliwość pracy układów oddziałuje niekorzystnie na otoczenie człowieka. Bardzo istotnym kryterium oceny układów hydraulicznych jest niewątpliwie hałaśliwość ich pracy. W oficjalnych dokumentach i dyrektywach unijnych, np. 98/37/WE [6], 2000/14/WE [7] oraz 2003/10/WE [8] istnieją zapisy dotyczące dopuszczalnych poziomów hałasu generowanego przez maszynę albo urządzenie z układem hydraulicznym. Warto zauważyć, że dopuszczalne wartości hałasu określane przez korygowany poziom ciśnienia akustycznego lub mocy akustycznej systematycznie się obniżają. Z tego względu istotna jest analiza przyczyn powstawania hałasu w układach hydraulicznych. Do wzbudzania hałasu w układzie hydraulicznym dochodzi w dwojaki sposób: bezpośrednio, gdy źródło hałasu wywołuje zmiany ciśnienia w otaczającym je powietrzu, np. wirnik wentylatora w silniku napędzającym pompę [9], [10], pośrednio, gdy czasowo zmienne siły pobudzają do drgań elementy układu hydraulicznego i na skutek drgań powierzchni tych elementów [11], [12]. W układzie hydraulicznym o poziomie hałaśliwości decyduje hałas powstający pośrednio. Przyczynami hałaśliwości eksploatacyjnej układów hydraulicznych są zjawiska kawitacji [2],[13], pulsacji ciśnienia [14], [15] oraz uderzeniowe zmiany ciśnienia cieczy roboczej [16], [17]. Z literatury przedmiotu i badań własnych wynika, że poziom emitowanego hałasu przez pompę wyporową jest proporcjonalny do jej obciążenia. Takie zjawisko można też zaobserwować w przypadku występowania stanów nieustalonych hydrostatycznych układów napędowych. Do obniżenia hałaśliwości układów 18