Конструкция насосов
Для передачи усилия от вала двигателя к валу насоса может применяться ременная передача. Шкивы этой передачи имеют канавки для клиновых ремней (рис. 172). Ремень имеет клиновидную, а иногда клиновидно-зубчатую форму. Он выполняется из нитей («корд»), слоев прорезиненной ткани, рубашки и резинового заполнения. Зубчатый ремень более гибкий, так как при изгибе обычного ремня на малом шкиве с внутренней стороны его получаются складки сжатия. Это снижает гибкость ремня и не обеспечивает плотного прилегания его к поверхности шкива. Зубчатый ремень представляет конструкцию, в которой места этих складок как бы удалены, в результате чего в сечении уменьшаются напряжения от изгиба.
Мощности, передаваемые клиноременными передачами, достигают до 1000 л.с. КПД передачи ƞ =0,90÷0,985. Важное значение для работы передачи имеет правильная постановка ремня в желобе. Профиль ремня выбирается в зависимости от скорости ремня и передаваемой мощности. Число ремней берется не более 8— 12, ввиду неравномерности нагрузки на отдельные ремни, увеличивающейся с увеличением количества ремней. Клиноременная передача допускает шкивы малых размеров и короткое расстояние между шкивами.
Зубчатые передачи, редукторы
При разных числах оборотов двигателя и насоса применяют также зубчатые передачи, при которых возможна перемена числа оборотов насоса. Если вместо простой зубчатой передачи применять коробку скоростей такого же типа, какие применяют на автомобилях, можно было бы обеспечить изменение числа оборотов насоса в требуемых пределах.
Если бы нормально насос работал на прямой передаче и только несколько часов, например, при подаче воды ночью в напорный резервуар, его переключали бы на высшую скорость, тогда потеря на передаче была бы в пределах допустимого. Усовершенствованные зубчатые передачи имеют косые зубья.
Преимущество их по сравнению с колесами с прямыми зубьями состоит в увеличении продолжительности зацепления, благодаря чему создается плавность передачи. Число зубьев на малом колесе может быть сведено к минимуму. Поэтому при косозубчатых передачах передаточные отношения сильно увеличиваются—до 1:30 и даже более, тогда как при передаче с прямыми зубьями это отношение не более 1:6.
Косые зубья создают при работе осевые усилия. Для устранения осевых усилий применяются шевронные колеса (рис. 173) с зубьями елочными или угольными. Благодаря связи в углу двух половинок зуба, косо направленных в разные стороны, получается повышенная прочность зуба. Шевронные колеса работают плавно при очень больших окружных скоростях — до 60—70 м/сек. Шевронные зубчатые передачи применяются для мощностей от 0,1 до 40 000 л. с. Зубчатые передачи, смонтированные в виде отдельного самостоятельного прибора, устанавливаемого между двигателем и рабочей машиной, называются редукторами.
Редукторы бывают с простыми и косыми зубьями, одноступенчатые и многоступенчатые: они могут строиться с любыми передаточными числами. В настоящее время выпускается большое количество редукторов разнообразных конструкций, совершенных по своим техническим показателям. В водопроводном деле редукторы применяются редко и только для постоянного, а не переменного передаточного отношения (без перемены числа оборотов).
Гидравлическая передача движения отличается наибольшей плавностью и гибкостью. Этот способ нашел широкое применение в станкостроении Смена чисел оборотов на токарных и других станках посредством гидравлических трансформаторов — гидромуфт — производится спо¬койно, без толчков. Гидравлическая муфта применяется для перемены числа оборотов рабочей машины (насоса) при постоянном числе оборотов двигателя. Описание гидромуфт приведено в разделе I (рис. 53).
Испытания гидромуфты при передаче от электродвигателя насосу производились в Водгео. Из опытов Водгео можно заключить, что применение на насосных станциях гидромуфты вместо дросселирования насоса задвижкой дает экономию электроэнергии, хотя к. п. д. гидромуфты еще невысок (вследствие гидравлических потерь в насосе и в турбине).
Подшипники
Подшипники насосов имеют обычную конструкцию с кольцевой смазкой. Одно или два кольца подвешивают на валу (рис. 174) и нижней частью погружают в масло. При вращении вала вращаются также кольца, которые поднимают прилипшее к нему масло на вал и таким образом непосредственно его смазывают. Шариковые и роликовые подшипники находят все большее применение в насосостроении.
Для смазки обыкновенных и шариковых подшипников применяется олеонафт, который по мере загрязнения сменяют. При смене масла необходимо вычистить и подшипники. Наблюдение за подшипниками обыкновенно выражается в определении степени их нагрева и загрязнения масла. Повышение температуры подшипника указывает на его неисправность. На подшипнике может быть установлен термометр; при управлении станцией издалека показания термометра передаются электрическим путем к панели управления.
При пуске насоса и двигателя в первый раз необходимо наблюдать в течение нескольких часов за нагревом подшипников и удостовериться, что смазочные кольца вращаются на валу. В первое время следует сменять масло 2 раза в неделю. При износе баббитовой заливки на подшипниках производят новую заливку баббитом, обточку ее и пришабривание к шейке вала.
Сальниковую набивку надо затягивать так, чтобы через нее немного просачивалась вода, подаваемая для уплотнения. Трубки и каналы, подводящие воду к сальникам, должны быть исправны. Вал должен свободно вращаться рукой, в противном случае надо ослабить сальники. Сальниковую набивку надо сменить, прежде чем она станет совсем твердой, а сальниковую втулку подтягивать болтами равномерно по всей окружности. При продолжительной остановке насоса рекомендуется его разобрать и смазать, чтобы предохранить от ржавления.
Монтаж насосов и двигателей
Несмотря на большой вес чугунной фундаментной плиты, она может быть немного искривлена из-за неровностей фундамента, неодинакового натяжения фундаментных болтов или, наконец, натяжения от трубопроводов; поэтому во время монтажа необходимо тщательно избегать перекоса и добиться полного совпадения осей насоса и двигателя. Эластичное соединение не может компенсировать неправильную установку. Неточная установка машин поведет к быстрому износу резиновых цилиндров на болтах соединительных муфт, к нагреванию подшипников и потере энергии.
После укрепления насоса на фундаменте необходимо убедиться в совпадении осей насоса и двигателя. С этой целью болты соединительной муфты не вставляют до тех пор, пока насос не будет соединен со всасывающими и напорными трубами, фундаментная плита не установится по уровню при помощи подкладок и клиньев и пока обе половины соединительной муфты не совпадут.
Для выверки положения соединительной муфты применяют стальные линейки и клинья. Линейка должна равномерно прикасаться со всех сторон к обоим фланцам соединительной муфты 1, как показано на рис. 175. Клин 2, вставленный между двумя половинами муфты, должен входить на одинаковую длину по всей окружности муфты, как показано на рисунке.
Зазор между муфтами при сближенном положении валов должен быть равен 4—6 мм. Путем установки клиньев и подкладок 3 обе половины муфты могут быть приведены в нужное положение. Когда указанным способом будет достигнуто правильное положение машин, фундаментную плиту можно легко закрепить фундаментными болтами; после затягивания гаек необходимо проверить, не нарушена ли правильность положения соединительной муфты. После этого нужно подлить плиту цементным раствором.
Затем необходимо убедиться, что двигатель и насос вращаются в надлежащую сторону. Только после всего этого вставляют и стягивают болты соединительной муфтой. Метки на обоих фланцах муфты должны приходиться одна против другой. Если насос должен подавать горячую воду или если двигатель тепловой, то правильность соединения должна быть проверена при нагретых машинах.
Насос и двигатель собирают, как правило, на плите на заводе и приблизительно приводят к совпадению осей. Насос закрепляют на плите; окончательно двигатель закрепляют только после установки машин на фундаменте и тщательной проверки правильности их взаимного положения указанным выше способом.
