PROIECT,utilaje,oana,bun,

5/10/2018 PROIECT,utilaje,oana,bun, - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proiectutilajeoanabun 1/58

Universitatea de Nord Baia MareFacultatea de ŞtiinţeSpecializarea Ingineria Produselor Alimentare

Utilaje in industria alimentaraProiect

2011

~ 1 ~



CuprinsTema proiectului.......................................................................................................................pag.3Argument...................................................................................................................................pag.4Cap. 1.Introducere ....................................................................................................................pag.6

Cap.1.1.Roţi dinţate cilindrice cu dinţii drepţi..............................................................pag.8Cap.1.2.Elemente geometrice ale roţilor dinţate cilindrice.........................................pag.10Cap.1.3.Materiale tehnologiile de executie si precizia angrenajelor cilindrice..........pag11

Cap.2.Principii teoretice.........................................................................................................pag13Cap.2.1 Transportul lichidelor...................................................................................pag.13Cap.2.2.Debit.Putere.Randament...............................................................................pag.15Cap.2.3Clasificarea pompelor.....................................................................................pag.16Cap.2.4.Caracteristicile pompei..................................................................................pag.17

Cap.3.Pompe volumice rotative cu angrenare.........................................................................pag.21Cap.3.1.Pompe cu roti dintate cu angrenare exterioara...............................................pag.23Cap.3.2.Caracteristicile pompei.Calculul Cinematic,hidraulic si dinamic.................pag.26

Cap.3.3.Pierderi in pompa cu roti dintate cu angrenare exterioara.............................pag.28Cap.4.Pompe cu roti dintate...................................................................................................pag.30

Cap.4.1.Rotile dintate din cadrul pompei...................................................................pag.33Cap.4.2.Piese pentru etansare.....................................................................................pag.36Cap.4.3.Masuri pentru inlaturarea consecintelor consecintelor cuprinderii lichidului in

spatiul dintre dintii aflati in angrenare...................................................................................pag.41Cap.4.4.Materiale utilizate la constructia pompei......................................................pag.42Cap.4.5.Functionarea pompei cu roti dintate.............................................................pag.45

Cap.4.5.1.Momentul si puterea de antrenare la axul rotii conducatoare........pag.47Cap.4.6.probleme specifice functionarii pompelor cu roti dintate.............................pag.48Cap.4.7.Probleme de calcul si proiectare la pompele cu roti dintate..........................pag.51

Cap.4.7.1.Proiectarea pompelor cu roti dintate ..............................................pag.51Cap4.7.2.Caracteristicile statice ale pompelor cu roti dintate

cu angrenare exterioara.......................................................................................................pag.53Cap.5.Calculul utilajului.........................................................................................................pag.56

~ 2 ~



Studiul si proiectarea unei scheme si a fluxului tehnologic de transport al produselor in stare lichida

utilizand o pompa cu roti dintate cu angrenare exterioara,stiind ca randamentul este de η= 0.81% si

debitul practic Q p e de 3100 l/h.

Argument

~ 3 ~



Specia umană este într-o continuă evoluţie, dar cel puţin din punct de vedere al mâncării am

păstrat in genele noastre reminescenţele alimentaţiei primelor antropoide, bazată pe vegetaţie şi

mici animale. În vremurile in care primele maimuţe trăiau în Africa şi apoi în Asia, "meniul" lor

era compus în principal din frunze, muguri, flori, rădăcini, polen, plante diverse, legume si fructe

sălbatice.

Atunci exista o mai mare variaţie în acest domeniu decât astăzi, dar treptat, prin

experienţă, primii oameni au învăţat să evite acele plante, legume si fructe sălbatice care aveau

gust neplăcut sau erau toxice. Paradoxal sau nu, pe măsură ce am evoluat, rolul vegetalelor în

alimentaţie a scăzut tot mai mult, gama s-a restrâns, iar carnea si alte produse au devenit

esenţiale.Alimentaţia este o cerinţă absolută pentru sănătatea omului. Industria alimentară asigură

prelucrarea producţiei agricole şi deci hrana pentru populatie. Această ramură industrială are

importanţă deosebită în diversificarea produselor alimentare.

Transformarea materiilor prime în produse alimentare finite sau semifabricate se

realizează printr-o succesiune de operaţii de natură fizică, chimică, biochimică, microbiologică

sau combinate, prin care se obţin produse alimentare.

Oricât de complex ar fi un proces tehnologic acesta este alcătuit dintr-o succesiune deoperaţii simple din care numai o mică parte sunt de natură chimică şi biochimică, majoritatea

sunt de natură fizică sau mecanică.

Operaţiile tehnologice se realizează cu ajutorul unor aparate, maşini de lucru şi utilaje.

Maşinile, aparatele şi utilajele pentru un proces tehnologic se caracterizează prin caracteristici

tehnice constructive, principiu de funcţionare şi caracteristici tehnologice de capacitate şi

calitate.

Operaţiile, aparatele şi utilajele care se utilizează în diversele ramuri ale industriei

alimentare pentru prelucrarea produselor agricole, sunt permanent înnoite şi modernizate prin

folosirea şi adaptarea celor mai noi cuceriri ale ştiinţei.

În acest proiect este prezentată o schemă tehnologică de transport a produselor în stare lichidă, în

acest caz, a sucurilor de fructe, în cadrul unui sistem de dozare şi ambalare a acestora, folosind

pompe cu roţi dinţate, cu angrenare exterioară, randamentul mecanic fiind de 0,81% şi un debit

~ 4 ~



de 3100 l/h. Aceste pompe sunt implicate în acest caz şi în transportul apei care circulă în acest

sistem.

Apariţia şi dezvoltarea construcţiilor de pompe a fost strâns legată de necesitatea transportării

lichidelor, îndeosebi a apei. Obiectul irigării pământului egiptean prin pomparea apelor din

fluviul Nil nu se deosebeşte mult de cerinţele pompării apei în marile oraşe contemporane, chiar

dacă metodele de realizare sau schimbat.Pentru refularea apei, necesară irigării ogoarelor,

oamenii foloseau maşina de scos apă, pusă în mişcare prin forţa musculară sau prin energia de

cădere a apelor.

Inventarea în secolul al XVIII-lea a maşinii cu abur a determinat apariţia, la scurt timp după

aceasta, a pompei cu piston.

În anul 1897, omul de ştiinţă rus V. G. Suhov elaborează prima lucrare asupra teoriei

pompelor cu piston.Dezvoltarea instalaţiilor de forţă, creşterea puterilor de acţionare, apariţia motoarelor

electrice, trecerea de la acţionarea pompelor prin mişcare de translaţie alternativă la acţionarea

prin mişcare de rotaţie au dus la mărirea puterii pompelor cu rotor, care s-au răspândit în ritm

rapid.

Pompele sunt maşini destinate transformării energiei mecanice disponibile la arborele

unui motor în energie hidraulică transmisă la un lichid la ieşirea acestuia din pompă. Pompele se

folosesc la deplasarea unui fluid dintr-un loc în altul, în timp ce fluidul primeşte energia prinmişcarea unui corp solid (rotor, piston) în masa fluidului.

Cu construcţia de pompe se ocupă un număr mare de uzine. Producţia mondială anuală de

pompe se cifrează la sute de mii de pompe cu debite de la câţiva litri pe minut până la zeci de

metrii cubi pe secundă şi cu antrenare prin motoare electrice cu puteri până la 5000 kW.

Dimensiunile de gabarit şi greutatea pompelor-dependente de destinaţie şi de tipul lor

constructiv-oscilează aproximativ între 200 mm şi 2-3 kg până la 8-10 m şi, respectiv, 10 t.

În prezent pompele au o largă utilizare în toate ramurile tehnicii.

În hidrotehnică, apa este pompată dintr-un rezervor inferior într-unul superior, dintr-un râu într-

un lac de acumulare sau din pânza apelor subterane în rezervoare de alimentare cu apă potabilă.

În lucrările de construcţii, pompele se folosesc la evacuarea apelor din gropile de fundaţie şi din

incinta construcţiei hidrotehnice, pe şantier. Pentru hidroamelioraţii, pompele se utilizează la

desecarea mlaştinilor, a terenurilor îndiguite sau la pomparea debitelor de apă necesare

~ 5 ~



irigaţiilor. La executarea diverselor lucrări hidrotehnice sunt necesare pompe de presiune înaltă

pentru dislocarea terenurilor şi transportul nămolului.

Un rol important îl au staţiile de pompare pentru asigurarea cu apă industrială şi potabilă

a centrelor industriale, a oraşelor şi satelor. În orice uzină, fabrică, atelier din oricare ramură

industrială: metalurgică, chimică, agricultură, minieră, alimentară, construcţii etc., se utilizează

nu una, ci mai multe pompe, şi, de cele mai multe ori, nu un singur tip funcţional, ci mai multe.

Cap.1.Introducere

Cele mai utilizate transmisii mecanice, folosite în construcţia de maşini pentru

transmiterea uniformă a mişcării, sunt mecanismele cu roţi dinţate (angrenajele).

Angrenajul este un mecanism format cel puţin dintr-o pereche de elemente profilate, sau

danturate numite roţi dinţate. În procesul angrenarii, doua roţi dinţate îşi transmit reciproc

mişcarea prin acţiunea dinţilor aflaţi succesiv în contact.

~ 6 ~



Larga răspândire a angrenajelor este justificată în primul rând de capacitatea de realizare

a unui raport de transmitere constant, de posibilitatea realizării unei game foarte largi de rapoarte

de transmitere cu viteze şi puteri dintre cele mai diferite, siguranţa în exploatare, randament

ridicat, gabarit relativ redus şi durata de funcţionare îndelungată.

Direcţia de transmitere a mişcării poate fi orientată în diferite moduri prin intermediul

transmisiei cu roţi dinţate, având axele de rotaţie dispuse oricum în plan şi spaţiu.

Construcţia şi controlul roţilor dinţate necesită utilaje, scule şi instrumente speciale. Deşi

prelucrate la un grad de precizie ridicat, în funcţionare, angrenajele produc zgomot caracteristic.

Intensitatea zgomotului creşte cu viteza periferică a roţilor dinţate şi ridică problema poluarii

sonore a mediului industrial în special, dar şi a mediului în general.

Diminuarea zgomotului şi creşterea capacitaţii portante la aceleaşi dimensiuni ale

angrenajelor, constituie principalele preocupari în direcţia perfecţionarii transmisiilor cu roţidinţate.

Mecanismele cu angrenaje se folosesc pentru a transmite mişcări de la viteze dintre cele

mai reduse, până la viteze de 150 1− sm , având dimensiunile de fabricaţie de la fracţiuni de

milimetri, până la coroane dinţate de 10....12 m, uneori chiar mai mult. De asemenea, domeniul

puterilor de transmisie prin angrenaje este foarte larg, de la 0,0001kW la 10000 kW.

Pentru angrenajele cilindrice, STAS 6273-60 cuprinde 12 clase de precizie. Pe baza condiţiilor

de exploatare distingem angrenaje cinematice şi angrenaje de transmitere a puterii. La cele din prima categorie erorile cinematice influenţează precizia transmisiei. La angrenajele transmisiilor

de putere nu se impun limite rigide în ceea ce priveşte erorile cinematice, ci se limitează erorilor

ciclice, în scopul evitării unor suprasarcini dinamice mari.

Fiecare clasă de precizie este caracterizată de criterii ca: precizia cinematică a funcţionare lină

în angrenare; contactul dintre dinţi; jocul dintre flancuri şi motor.

Criteriile de precizie cuprind fie un indice de bază, fie un complex de indici de precizie.

Indicii de precizie de bază şi complexele de indici de precizie sînt echivalenţi şi se prescriu în

funcţie de destinaţia angrenajului şi de condiţiile existente.Se admite combinarea criteriilor de

precizie cinematică, de funcţionare lină şi de cel al dinţilor, care au toleranţe din diferite clase de

precizie. Astfel criteriul de functionare lină nu poate fi mai precis decît cu cel mult două clase,

sau mai puţin precis decat o clasă faţă de criteriul de precizie cinematică. Criteriul de contact

dintre dinţi nu fi de clasă mai puţin precisă decît clasa de precizie a criteriului de funcţionare lină

~ 7 ~



; în angrenaj (toleranţele elementelor danturii care determină jocul dintre flancuri se determina

pentru aceeaşi clasă de precizie ca şi clasa criteriului de funcţionare lină).

Independent de clasa de precizie a angrenajelor cilindrice este necesar a se stabil jocului dintre

flancuri. Astfel jocul notat cu JC (ajustaj liber) este jocul minim dintre flancuri. Acesta asigură

compensarea micşorării jocului datorită încălzirii najului cînd diferenţa de temperatură este de

25°C faţă de carcasa reductorului coeficienţii de dilatare sînt egali pentru roţile dinţate şi carcasă.

Cap.1.1.Roţi dinţate cilindrice cu dinţii drepţi

Roţile dinţate cilindrice (cu dinţi drepţi sau înclinaţi) şi conice care intră în compunereareductoarelor de turaţie sunt organe de maşini puternic solicitate. Principalele solicitări (pentru

care de altfel se face şi calculul de rezistenţă) sunt solicitarea de încovoiere la piciorul dintelui şi

solicitarea hertziană la contactul flancurilor, ambele solicitări fiind variabile în timp după cicluri

de tip pulsator. Ca urmare, pentru proiectarea angrenajelor trebuie cunoscute atât caracteristicile

mecanice de uz general ale materialelor utilizate (limita de rupere, limita de curgere, duritatea

etc. ), cât şi valorile rezistenţelor la oboseală pentru solicitările anterior menţionate rezistenţe

determinate prin încercări efectuate pe epruvete roţi dinţate şi standuri de încercarespecializate.Roţile dinţate utilizate în construcţia de maşini pot fi realizate din oţeluri laminate, forjate

sau turnate, din fonte, din aliaje neferoase (bronzuri, alame, aliaje de aluminiu etc.), iar uneori

chiar din mase plastice. În construcţia reductoarelor de turaţie se folosesc uzual oţelurile laminate

sau forjate pentru construcţia roţilor dinţate cilindrice şi conice.

Oţelurile folosite pentru construcţia roţilor dinţate cilindrice şi conice pot fi împărţite,

funcţie de tratamentul termic sau termochimic la care sunt supuse, în două grupe:

- oţeluri de îmbunătăţire sau normalizate pentru care duritatea Brinell a flancului

dintelui după tratament este sub 3500 N/mm2;

- oţeluri pentru durificare care sunt supuse unor tratamente termice (călire cu flacără

sau CIF) sau termochimice (cementare, nitrurare) care fac ca duritatea Brinell a flancului dintelui

după tratament să fie mai mare de 3500 N/mm2.

~ 8 ~



Angrenajele realizate din oţeluri de îmbunătăţire au dimensiuni mai mari decât cele

confecţionate din oţeluri durificate care lucrează în condiţii similare de sarcină şi turaţie datorită

rezistenţei inferioare la pitting. Aceste angrenaje sunt însă mai ieftine datorită tehnologiei mai

simple. Ca urmare, se folosesc oţeluri pentru îmbunătăţire acolo unde gabaritul mai mare al

roţilor nu creează probleme. Roţilor mari a căror durificare şi rectificare este dificilă, li se aplică,

de asemenea, tratament termic de îmbunătăţire.

În cazul reductoarelor, dorinţa de obţinere a unor utilaje compacte a condus la tendinţa

actuală de utilizare a roţilor dinţate executate din oţeluri care se durifică prin tratamente termice

sau termochimice, reducerea gabaritului şi a consumului de material prevalând asupra 30

creşterii costului execuţiei tehnologice. Soluţia modernă constă în utilizarea unor tratamente ce

durifică doar stratul superficial, miezul dintelui rămânând moale. Se îmbină astfel avantajele

creşterii durităţii stratului superficial legate de mărirea rezistenţei la uzare în general şi la pittingîn special, cu cele conferite de tenacitatea danturii (ce conferă rezistenţă la şocuri şi

conformabilitate în cazul unor contacte defectuoase ale dinţilor) asigurată de menţinerea durităţii

reduse a miezului dintelui.

La calculul angrenajelor cilindrice este necesar să se ţină seama de condiţiile de montaj: precizia de

prelucrare, tratamentul termic, modul de ungere; condiţiile de exploatare : viteza , periferică, sarcina de

transmis, durata de exploatare, masa roţilor dinţate etc. Aceşti factori influenţează capacitatea portantă aangrenajelor şi majoritatea lor se stabilesc pe baza a numeroase încercări experimentale. O metodă de

calcul completă trebuie cuprindă în relaţii matematice fenomenele ce se petrec în procesul angrenării, în

mod cît mai fidel.În prezentul capitol se prezintă consideraţiile de calcul bazate pe principalele cauze care

duc la distrugerea angrenajelor: ciupirea (pittingul), rezultat al unei stări hertziene de tensiune şi ruperea prin

încovoierea dintelui, considerînd secţiunea periculoasă la baza dintelui. La ambele solicitări s-a încercat a se

adopta recomandările comitetului ISO pentru redactarea metodologiei de calcul a roţilor dinţate şi se indică

valori numerice pentru factorii de influenţă după literatura de specialitate cercetată .

Duritatea flancurilor pinioanelor trebuie să fie ceva mai mare decît duritatea roţilor conduse pentru a

preveni pericolul gripării suprafeţelor flancurilor active ale angrenajului şi pentru a asigura pinionului o

durată de funcţionare apropiată de cea a roţii cu care angrenează. în tabelul .2.se dau indicaţii privind

alegerea durităţii la pinion şi la roată, după AGMA 210.02—1965.

~ 9 ~



Cap.1.2.Elemente geometrice ale roţilor dinţate cilindrice

Elementele geometrice ale unei roţi dinţate caracterizeazã forma şi dimensiunile dinţilor,

precum şi a suprafeţei de divizare; aceasta se considerã pe axa mobilã la generarea danturii, adicã

la angrenarea fictivã a roţii cu organul de definire a danturii (cremaliera generatoare)

Dinţii roţilor dinţate sunt mãrginiţi de suprafeţele flancurilor (din dreapta şi din stânga),

precum şi de cilindrii de cap respectiv de picior. Dacã cilindrul de cap se gãseşte în exteriorul

celui de picior, roata dinţatã are dantura exterioarã; în caz contrar dantura este interioarã . Dinţii

roţilor dinţate pot fi drepţi , când liniile flancurilor sunt paralele cu generatoarele cilindrului dedivizare sau înclinaţi , când sunt orientate de-a lungul unor elice cu pas constant.

Cel mai răspândit tip de profil este cel evolventic, datorită următoarelor angrenaje:

• Angrenajul cu dinţi în evolvenţă nu este sensibil la abaterile distanţei între axe deoarece

profilele dinţilor conjugaţi fiind evolvente rămân în contact pe o nouă linie de angrenare

dar raportul de transmitere nu-şi scimbă valoarea;

• Roţile cu dinţi în evolvnţă se pot prelucra cu o sculă simplă, având profil rectiliniu;

• Angrenajele evolventice se controlează uşor;• Dantura evolventică poate fi uşor corijată în funcţie de cerinţele unei funcţionări optime;

Elementele de geometrie ale angrenajelor sunt cuprinse în STAS 6522-62 şi 915-73.

Cele mai importante sunt:

• Pasul danturii p, măsurat pe cercul de divizare, reprezintă distanţa dintre două flancuri

amoloage consecutive, pasul măsurat pe cercul de bază se notează pb

• Modulul-parametrul de bază al unui angrenaj- este definit ca raport între pasul de divizare

şi numărulπ

(1)

~ 10 ~

π

pm =



Valorile modulului sunt standardizate în STAS 822-61. Roţile dinţate conjugate pot angrena

dacă au acelaşi pas şi deci acelaşi modul.

• Diametrele cercurilor care limitează exterior şi interior dantura, ale cercurilor de

rostogorire şi ale cercurilor de bază, sunt elemente geometrice care se pot exprima în

funcţie de numărul de dinţi şi modul;

• Înălţimea dintelui h, reprezintă semidiferenţa între diametrele exterior şi interior a roţii;

• Distanţa axială care reprezintă cea mai scurtă distanţă între axele celor două roţi ce

formează angrenajului. Valoarea distanţei axiale se standardizează, utilizând inicaţiile din

STAS 6055-68.

În procesul de funcţionare, punctul de contact al flancurilor conjugate ale roţilor dinţate

descrie o traiectorie în planul fix, care se numeşte linie de angrenare.

Cap.1.3.Materiale, tehnologiile de execuţie si precizia angrenajelor cilindrice

La fabricarea roţilor dinţate se foloseşte o mare varietate de materiale necesare

condiţiilor diverse în care lucrează angrenajele. Astfel, roţile dinţate se fabrică din materialemetalice, feroase si neferoase, şi din materiale plastice. Dintre materialele metalice feroase se

utilizează fontele turnate, forjate sau laminate.

Oţelurile laminate si forjate au cea mai larga utilizare şi recomandările se vor limita la

acest cadru. La stabilizarea mărcii de oţel proiectantul trebuie să facă uz de cunoştinţele de

metalurgie fizică şi tratamentele termice, trebuie să cunoască proprietăţile fizico-chimice ,

proprietăţile mecanice şi tehnologice ale materialului. Marca respectivă trebuie astfel aleasă încât

prin tratamentul termic prescris să se poată conferi dinţilor condiţiile optime de duritate şi

structură.

La roţile dinţate tendinţa este de a se folosi oţeluri complex aliate în special cu crom,

nichel sau molibden. Aceste elemente de aliere măresc rezistenţa mecanică a oţelului, dar mai

ales nichelul şi molibden împiedică fenomenul de fragilitate de revenire la tratamentul de

~ 11 ~



detensionare dupa clătire. Întrucât nichelul este scump, oţelurile ce procente ridicate de nichel se

utilizează numai pentru roţi cu secţiuni mari de clătire.

Din punct de vedere al solicitărilor de rupere a dinţilor este necesar ca întreaga secţiune a

dintelui să aibă o rezistenţă mecanică cât mai ridicată, deci o duritate mare. Şi rezistenţa

flancului la pitting sau gripare creşte cu duritatea. Ar rezulta astfel necesitatea călirii dintelui.

Cum este necesar ca dintele să posede o rezilienţă corespunzătoare, pentru a prelua solicitările

prin şoc, în general se aplică tratamentul de îmbunatăţire întregii secţiuni a dintelui şi apoi se

aplică flancurilor un tratament de duritate superficială.

Angrenajele cu danturi îmbunătăţite au o tehnologie mai ieftină şi simplă şi se folosesc şi

la roţi mai mari, care nu pot fi rectificate după rectificarea, după durificarea superficială.

La proiectarea angrenajelor, din punct de vedere al preciziei tehnologice, este necesar să

se stabilească trapra de precizie, jocul dintre flancuri şi rugozitatea suprafeţei flancurilor.Adaptarea treptei de precizie se face în funcţie de rolul funcţional al angrenajului, viteza

periferică a roţilor dinţate şi tehnologia de prelucrare adoptată.

Jocul dintre flancuri depinde de rolul funcţional al angrenajului, de viteza periferică a

roţilor dinţate de diferenţa de temperatură dintre carcasa reductorului de angrenaj. Mărimea

jocului dintre flancuri se adoptă independent de treapta de precizie a angrenajului. În standarde s-

au stabilit şase tipuri de ajustaje pentru roţile dinţate în angrenar, notate A, B, C, D, E, H.

Ajustajul de bază, de tip B, asigură valoarea minimă a jocului normal dintre flancuri pentru carese elimină posibilitatea înţepenirii datorită încălzirii a unui angrenaj cu roţi dinţate din oţel sau

fontă, în cazul în unei diferenţe de temperatură dintre roţile dinţate şi carcasă de 25۫C.

Cap.2.Principii teoretice

Cap.2.1.Transportul lichidelor

Fluidele se deplaseaza prin conducte, canale sau utilaje sub actiunea unei energii

mecanice din exterior sau ( in cazul lihidelor ) sub actionea energiei potentiale data de o

differenţă de nivel. Transferul energiei de la o sursa exterioara la fluid se realizeaza cu utilaje

statice sau cu utilaje având subansamble mecanice în mişcare. În practica ambele tipuri de utilaje

~ 12 ~



sunt cunoscute sub nume generice ca: pompe, ventilatoare, suflante, compresoare, injectoare,

ejectoare, etc. Pentru utilajele care transportă lichide s-a incetatenit denumirea de pompe.

Energia mecanică primită de fluid de la sursa exterioară este convertită cu ajutorul utilajelor de

transport in energie de presiune, energie cinetica si energie potenţiala, iar o parte se pierde

datorită frecărilor şi a inerţiei.

Transportul si distributia fluidelor între utilajele unei instalaţii tehnologice sau la distanţe mari,

se realizează prin conducte. În funcţie de destinaţia lor conductele se clasifică în : conducte

magistrale si conducte tehnologice

Conductele magistrale servesc pentru transportul unor fluide pe distanţe mari şi foarte mari.

Din această categorie fac parte: conductele de aducţiune a apei, magistralele de transport ale

gazelor naturale ( gazoducte ) sau ale ţiţeiului ( oleoducte ).

Conductele tehnologice fac legatura dintre utilajele unei linii de fabricatie.O conductă este formată, in principal, din următoarele elemente:

· ţevi sau tuburi;

· piese de îmbinare între ţevi sau tuburi: flanşe, mufe, nipluri, coturi, teuri,

reducţii, etc;

· armături pentru comanda şi controlul curgerii fluidelor: robinete, vane, instrumentente de

măsură debitului şi a unor parametrii ai fluidului;

· dispozitive de fixare ,de rezemare si compensatoare de dilatare termică.Traseul unei conducte tehnologice trebuie astfel ales incat sa indeplineasca

urmatoarele conditii:

· sa fie cel mai scurt posibil;

· schimbarile de directie sa fie cat mai putine;

· conducta sa nu afecteze amplasarea utilajelor;

· accesul la robinete, aparate de masura, etc, sa fie usor.

Conductele tehnologice sunt marcate prin culori si semne conventionale care indica natura si

proprietatile fluidelor care circula prin ele.[fluide]

Regimurile de curgere ale fluidelor

Curgerea este caracterizată de deplasările straturilor sau particulelor ce constitue fluidul

respectiv. La vitezele relativ mici ale fluidului ce curge printr-o conductă se formează straturi de

particule dispuse paralel, care se deplasează liniştit, mentinându-se pe traiectorii paralele de-a

~ 13 ~



lungul conductei. Curgerea realizată în aceste condiţii cu o anumită viteză direcţionată în

direcţia generală de curgere se numeşte curgere laminară (fig.1).

Fig.2.1. Regimuri de curgere ale fluidelor[3]

La viteze mai mari de deplasare, curgerea poate păstra aspectul de curgere laminară până

la o anumită viteză, numită viteză critică, când particulele nu se mai menţin în straturi paralele.

În acest caz, particulele se amestecă între ele, iar traiectoriile de deplasare nu se mai continuă

paralel, ci apar uneori şi traiectorii transversale ce determină deplasarea dezordonată a unor

particule în aşa numitele vârtejuri sau turbioane, cu toate că în ansamblu fluidul se deplasează

într-un singur sens.

Pentru deplasarea unui lichid printr-o conducta sau utilaj este necesara asigurarea unei diferente

de presiune la capetele conductei sau intre punctul de intrare si cel de iesire al fluidului din utilaj.

Pompele sunt utilajele care măresc presiunea fluidului , prin utilizarea unei parti din

energia mecanica exterioara consumata la pompa.[ 6]

POMPAREA

Prin pompare se înţelege operaţia de ridicare a energiei totale a unui fluid, cu ajutorul

unei maşini (pompe), în scopul transportării lui. În acest scop, în pompă se transformă energia

mecanica de antrenare a pompei în energie hidraulică. Energia absorbită de pompă asigură un

anumit debit şi o anumită înălţime de ridicare .

~ 14 ~



Cap.2.3.DEBIT. PUTERE. RANDAMENT

Se numeşte debitul pompei cantitatea volumică de lichid pompată de aceasta în unitatea

de timp. De obicei această valoare se notează cu litera Q şi se măsoară în m3/h, l/s.

Puterea reală a pompei este mai mare decât puterea teoretică datorită următoarelor cauze:

- rezistenţe hidraulice la trecerea lichidului prin pompă;

- pierderi volumice;

- scurgerea lichidului în sens invers prin jocuri, interstiţii şi neetanşeităţi;

- umplerea incompletă la aspiraţie;

- existenţa gazelor dizolvate în lichid;

- frecări mecanice între piesele. în contact, cu deplasare relativă.

Se definesc:

- randamentul hidraulic

- randamentul volumic

- randamentul mecanic

Randamentul volumic permite să se determine debitul real după calcularea debitului teore.

Randamentul hidraulic permite să se determine presiunea de lucru a pompei cân cunoaşte

presiunea teoretică, iar randamentul mecanic permite să se determine puterea pompe baza

diagramei indicate. Randamentul total al pompei serveşte la determinarea puterii motorul,

antrenare pentru un debit şi o presiune de lucru date etc.

~ 15 ~



Cap.2.3.Clasificarea pompelor

Clasificarea pompelor este destul de dificilă deoarece există o gamă largă de criterii care

pot fi utilizate pentru diferenţierea lor. Din acest motiv, nu se poate stabili un criteriu unic după

care să se realizeze clasificarea pompelor. Un criteriu frecvent utilizat este cel constructiv si

funcţional. Conform acestui criteriu, o clasificare a principalelor tipuri de pompe este prezentată

în următoarea clasificare

Transportul fluidelor prin conducte se realizează cu ajutorul pompelor. Pompele sunt maşini care

realizează creşterea presiunii statice a fluidelor în scopul mişcării lui dintr-un loc în altul.

Clasificarea pompelor poate fi făcută după mai multe criterii:

- criteriul principiului de funcţionare;

- criteriul constructiv;

- criterii specifice.

Orice clasificare a pompelor este relativ arbitrară sau incompletă având în vedere număr

mare de criterii de clasificare.

Clasificarea pompelor:

I.Pompe cu element fluid motor:

1.folosind energia potenţială: -pompe sifon-pompe montejus

-pompe gaz-lift

2.folosind energia cinetică: -pompe ejector

-pompe injector

II.Pompe cu element solid motor:

1.roto-dinamice: -pompe centrifuge:-radiale

-axial-radiale

-pompe elicoidale

-pompe perifiale

2.volumice: -alternative:-pompe cu piston

~ 16 ~



-pompe cu pistonase

-pome cu membrana

-rotative:-pompe cu angrenaje

-pompe cu pistoane profilate

- pompe cu palete culisante

- pompe cu clapeta raclor

- pompe cu clapete flexibile

- pompe peristaltice

- pompe cu inel de lichid

-pompe cu canal lateral

3.alt tipuri:- pompe electromagnetice

- pompe inertiale- pompe cu banda aderanta

- pompe elevatoare

Cap.2.4.CARACTERISTICILE POMPEI

Cap.III.Stabilirea locului uitilajului in gama de utilaje similar

Vehicularea lichidelor, a apei in particular, din vechime pana in prezent a constituit o mare

incercare, progresul omenirii fiind legat direct de aceasta realizare iar nevoia de apa a omenirii

este in continua crestere. Daca in trecut obtinerea apei era principala problema, acum accentul se

pune pe eficienta modului in care se foloseste si se face vehicularea acesteia si a fluidelor in

general. Numarul pompelor aflate in functiune trece de numarul milioanelor, modul de

gestionare a functionarii acestora precum si optimizarea regimurilor de lucru este o provocare a

societatii actuale. Daca in trecut obtinerea fenomenului dorit era de transportul la consumator a

lichidelor, spre exemplu, la ora actuala o cerinta importanta o constituie costurile pe care acest

proces le implica.

Domeniile in care putem intalni pompele sunt pe cat de diversificate pe atat de

interesante. Daca toata lumea este obisnuita cu pompa care uda gradina sau pompa care

~ 17 ~



echipeaza instalatia de incalzire, sa nu uitam ca aproape peste tot unde avem de a face cu lichide

vom intalni si pompe. Avem pompe care echipeaza forajele de mare adancime care asigura

alimentarea cu apa a localitatilor, pompe care asigura circulatia apelor uzate in statiile de

epurare; instalatiile de irigat, de desecare, circuitele de transport, de racire, de climatizare,

circuitele tehnologice ale industriei alimentare de asemenea folosesc un numar ridicat de pompe.

Iar daca pana aici nu este nimic spectaculos lucrurile devin mai complicate in industrie unde

instalatiile tehnologice folosesc mii de pompe de diferite tipuri. Toate navele care strabat mari si

oceane nu ar putea fi functionale daca nu ar avea in dotare o multitudine de pompe de la cele mai

simple pana la cele cu constructie speciala, dedicate, rezistente la conditii speciale de coroziune.

Si nu in ultimul rand in spitale intilnim pompe in procesele specifice acestora. Poate surprinzator

toate navetele spatiale au la randul lor pompe, adevarat nu obisnuite, cu durata limitata de

functionare, alese cu totul si cu totul dupa alte criterii.

Dupa cum se poate vedea domeniile in care intilnim pompele sunt multiple, dar si tipurile

de pompe sunt foarte diversificate tocmai in ideea de a satisface domenii cat mai largi de

utilizare. Este important de stiut intotdeauna domeniul pe care fiecare tip de pompa il poate

acoperi, cerintele pe care aceasta le poate indeplini.

Consumul energetic pe care il presupune exploatarea acestora nu este deloc nesemnificativ,

reducerea acestuia este o mare provocare, este o necesitate stringenta. O tara industrializata

consuma aproximativ 20% din energia produsa pentru pomparea fluidelor, iar fabricatia

pompelor reprezinta aproximativ 1% din produsul intern brut. Dar cum putem reduce consumul

energetic, ce conditii trebuiesc indeplinite pentru functionarea optima a pompelor, care sunt

criteriile de alegere a acestora? De cele mai multe ori alegerea pompelor se face la repezeala cu

toate ca pompa este „inima“ sistemului hidraulic si de ea depinde buna functionare a instalatiei.

Nici un echipament nu poate functiona la parametrii nominali daca nu sunt indeplinite conditiile

de exploatare.

~ 18 ~



Caracteristicile pompei folosesc la analiza funcţionării unei pompe, la alegerea regimuri-

optime şi la alegerea tipului de pompă care va satisface cel mai bine cerinţele impuse.

Caracteristica absolută a unei pompe volumice exprimă legătura dintre debitul ,puterea

randamentul şi presiunea de refulare la o turaţie constantă.

Uneori se exprimă puterea, randamentul şi presiunea de refulare în funcţie de debit.

Construirea caracteristicilor numai pe bază de calcul nu duce la valori corecte, verificate

experimentări, dar permite evaluarea aproximativă a parametrilor probabili. Ridicarea

caracteristica pompei se face mai precis şi mai repede pe cale experimentală, după realizarea

constructivă.

Principiul de funcţionare are în vedere mecanismul de mişcare a elementului de pompare

respectiv modul de transformare a energiei disponibile la arborele de antrenare a pompei în

energia de presiune a lichidului. Din acest punct de vedere, pompele se clasifică în:

• Pompe cu rotor;

• Pompe volumice;

• Alte tipuri.

Pompe volumice rotative

Pompele cu angrenaje fac parte din grupa pompelor volumice rotative, care se deosebesc de

pompele centrifuge cu rotor, la care lichilul este pompat sub acţiunea pompelor centrifuge.

În pompele volumice rotative, pomparea se realizează datorită variaţiei volumului descris

de organele pompei în urma rotirii acestora în masa lichidului care umple pompa. În timpul

rotirii, rotorul pompei împarte volumul total al corpului pompei în două părţi: spatiul de asiraţie

şi cel de refulare.

Pompa rotativă este constituită din trei părţi principale: statorul rotorul şi organele de

închidere.

Rotorul este format din unul sau mai multe corpuri cu mişcare de rotaţie (disc, tobă, cilindru plinetc.), dispuse concentric sau excentric în interiorul statorului.

Organele de închidere sunt formate din: palete, aripi, dinţi de angrenare etc. şi sunt montate pe

periferia rotorului. Caracteristic pentru aceste pompe este şi izolarea ermetică, între ele a

camerelor de refulare, şi de aspiraţie în timpul lucrului.

~ 19 ~



Pompele rotative pot fi: cu un rotor (pompa cu palete, pompa cu aripi, pompa cu pistoane radiale

şi rotor etc.), cu două rotoare (pompele cu roţi dinţate, pompa cu şuruburi, pompa cu cilindri

rotitori etc.), sau cu mai multe rotoare.

~ 20 ~



Cap.4.POMPE VOLUMICE ROTATIVE CU ANGRENARE

În general, pompele cu angrenaje sunt pompele rotative la care mişcarea de rotaţie a rotoarelor

este realizată prin antrenarea unuia dintre arbori de la o sursă de putere exterioară pompei, iar

angrenarea, între ele ale organelor de închidere prevazute la periferia rotoarelor provoacă rotirea

arborelui condus.

Pompele cu angrenaje sunt folosite îndeosebi la pomparea lichidelor vâscoase: în

industria alimentară, în construcţiile de maşini ca pompa de ungere, la motoarele cu ardere

internă, în instalaţiile de acţionare hidraulică, la pomparea viscozei în industria textilă etc. Ele

sunt puţin sensibile la variaţia viscozităţii lichidului şi la existenţa reziduurilor în lichid.

În comparaţie cu pompele cu piston, pompele cu angrenare adimit turaţii înalte şi

furnizează un debit uniform. Ele sunt simple din puct de vedere constructiv, nu au piesecomplicate şi deci sunt ieftine.

Pentru a răspunde cerinţelor de lucru la diverse regimuri de turaţie, presiune sau debit,

unele construcţii admit schimbarea turaţiei de lucru într-o gamă nu prea largă, altele admit o

reglare în trepte de turaţie şi rareori pompele sunt prevăzute cu reglare automată a debitului sau a

presiunii la o turaţie fixă etc.

Datorită avantajelor cunoscute, profilul dinţilor la pompa cu roţi dinţate, se execută în

general în evolventă. La unele construcţii cu angrenare interioară se utilizează profile deevolventă(hipocicloidă) .

Avantajele utilizării pompelor cu roti dinţate sunt următoarele:

-posibilitatea de aspiraţie şi refulare a lichidelor cu tensiune înaltă a vaporilor şi cu conţinut mare

de gaze şi aer dizolvat. Presiunea absolută în cavitatea de aspiraţie la pompele cu angrenare

exterioară poate ajunge la 300 mm Hg, iar la pompele cu angrenare inerioară până la 650 mm

Hg;

-posiblitatea utilizării lichidului în lucru cu viscozitatea cuprinsă între 0,5 . 510 şi 256 . 610 2 /m s ;

-debitul pompei poatefi cuprins într-o gamă largă de valori între 0 şi câteva mii de litri pe minut.

La aceste pompe, nefiind piese supuse acţiunii forţelor centrifuge, este posibil să se mărească

turaţia arborelui de antrenare pâna la 6000-8000 rot/min.

-la pompele cu două roţi dinţate, cu arbori nedescărcaţi de acţiunea forţelor de presiune,

presiunea de lucru este cuprinsă între 10 şi 35 kgf/ 2cm , iar la pompele cu mai multe trepte, cu

~ 21 ~



descărcarea reazemelor şi cu compensarea automată a jocului frontal, presiunea de lucru este

cuprinsă între 200 şi 300 kgf/ 2cm .

Din punctul de vedere al exploatării este important faptul că în pompele cu roţi dinţate

sensibilitatea la înfundare este mai mică decât la pompele cu piston.

Pompele cu roţi dinţate pot fi clasificate după următoarele criterii:

a)după carecterul angrenării: -cu angrenare exterioară;

-cu angrenare interioară.

b)după forma dinţilor: -cu dinţi drepţi;

-cu dinţi înclinaţi;

-cu dinţi în V.

c) după numărul de perechi de roţi angrenate simultan:-cu două rotoare;

-cu mai multe rotoare.

d)după numărul de perechi de roţi dinţate din pompă:-cu o treaptă;

-cu mai multe trepte.

e) după posibilitatea reglării debitului:-cu debit reglabil;

-cu debit nereglabil.

f)după influenţa presiunii de lucru asupra rotoarelor:-pompe descărcate;

-pompe nedescărcate;

-cu reglare automată a jocului frontal.

~ 22 ~



Cap.3.1.POMPELE CU ROŢI DINŢATE CU ANGRENARE

EXTERIOARĂ

Cel mai răspândit tip de pompă cu angrenaje, cu utilizări multiple, este pompa cu două

roţi dinţate, cu dinţi drepţi. La această pompă debitul este constant la o turaţie dată pentru o gamă

largă de presiuni, caracteristica de lucru este suficient de stabilă, iar construcţia nu este

complicată.

Uneori, în scopul măririi debitului refulat, într-un singur corp sunt montate în paralel mai

multe unităţi de pompare, constituite din câte două roţi dinţate, iar în scopul măririi presiunii de

refulare în acelaşi corp, mai multe unităţi de pompare sunt montate în serie.

Constructiv pompele cu două roţi dinţate pot fi împărţite în: fără compensare hidraulică

(cu rulmenţi sau lagăre de alunecare) şi cu compensare hidraulică (cu rulmenţi sau cu lagăre dealunecare). De asemenea, se obişnuieşte să se clasifice, pompele după presiunea de lucru în

pompe: de presiune joasă, de presiune mijlocie şi de presiune înaltă.

Pompele cu roţi dinţate cu dinţi înclinaţi, deşi prezintă unele avantaje (micşorarea

zgomotului, micşorarea uzurii, mărirea gradului de acoperire la valori mai mari decât ε=2,

influenţarea în mai mică măsură a erorilor de fabricaţie la profilul dinţilor etc.) nu sunt totuşi larg

răspândite, în parte din cauza complexităţii tehnologice şi a randamentului volumic mic, când se

folosesc unghiuri mari de înclinare a dinţilor. La unghiuri mici (4-7°) de înclinare a dinţilor,avantajele acestor roţi sunt neînsemnate şi nici nu se folosesc. La angrenajele fară joc lateral în

angrenare, unghiul de înclinare a danturii pentru care se păstrează etanşeitatea camerelor de

refulare şi aspiraţie poate fi de până la 10°;dar avantejele acestor contrucţii nu sunt importante.

Se constată de asemenea că uniformitatea debitului refulat nu se îmbunatăţeşte, iar apariţia

efortului axial este un dezavantaj suplimentar faţă de pompele cu roţi dinţate care au dinţi drepţi.

La pompele cu dinţi în V, unghiul de înclinare atinge valori de 20° şi mai mult, ceea

cepermite să seutilizeze mai bine avantajele înclinării dinţilor. În acelaşi timp, neuformitatea

debitului scade, iar efortul axial lipseşte. Deoarece camera de refulare comunică continuu cu

camera de aspiraţie prin spaţiul dintre dinţi, la utilizarea lichidelor cu viscozitate mică, chiar şi la

presiuni medii, randamentul volumic este mic.

Domeniul avantajos de utilizare a pompelor cu dinţi în V se constată a fi la lucrul cu

debite mari (3000-5000 l/min) şi cu viscozitate ridicată (până la 300°E). De asemenea, având în

~ 23 ~



vedere că la aceste pompe legătura continuă între camerele de aspiraţie şi refulare înlătură

tendinţa de strivire a lichidului cuprins între dinţi, este recomandabil să se utilizeze aceste pompe

pentru lichide cu conţinut mare de gaze şi aer dizolvat.

Pompele cu roţi dinţate cu angrenare exterioară sunt cele mai răspândite pompe cu roţi

dinţate. Din categoria acestor pompe cele mai răspândite sunt cele cu roţi dinţate cu dinţi drepţi.

La această pompă debitul este constant la o turaţie dată pentru o gamă largă de presiuni,

caracteristica de lucru este suficient de stabilă, iar construcţia nu este complicată. Pompele cu

roţi dinţate sunt compacte, sigure în exploatare şi au o greutate specifică mică.

Pompele cu roţi dinţate cu dinţi înclinaţi, deşi prezintă o serie de avantaje cum ar fi

micşorarea zgomotului, micşorarea uzurii, un grad de acoperire al angrenării, nu sunt larg

răspândite. Datorită unghiurilor mici de înclinare, 4-7º, pentru a nu rezulta eforturi axiale mari,

aceste avantaje sunt neglijabile.La pompele cu dinţi în V, unghiul de angrenare atinge valori de până la 20º, ceea ce

permite să se realizeze mai bine avantajul înclinării dinţilor. Pompele cu dinţi în V se utilizează

avantajos la debite mari 3000-5000 l/min. şi lichide cu vâscozitate ridicată, până la 300º E.

În industria alimentară pompele cu roţi dinţate se folosesc la pomparea lichidelor: bere,

sucuri, siropuri de fructe, siropuri din industria zahărului şi produse zaharoase, siropuri de

glucoză, unt de cacao, masa de ciocolată, în industria uleiurilor, etc.

În [fig.3.1, (2)] este prezentată o pompă cu roţi dinţate cu angrenare exterioară.Rotirea roţilor dinţate, în sensurile indicate în figură, determină apariţia depresiunii la

ieşirea dinţilor din angrenare în zona de aspiraţie. În zona centrală a pompei, dinţii celor două

roţi se întrepătrund, dinţii unei roţi ocupând spaţiul dintre dinţii celeilalte roţi. Prin ieşirea

dinţilor din angrenare se eliberează volumul liber dintre dinţi, creându-se depresiune. Lichidul

este aspirat prin racordul 1 şi antrenat în două fluxuri, în spaţiul cuprins între dinţi şi carcasa 5.

Lichidul este transportat, prin rotirea roţilor, prin zonele periferice ale roţilor până ce ajung

în zona de refulare. În această zonă începe angrenarea dinţilor celor două roţi dinţate, ceea ce

duce la crearea presiunii.

Volumul dintre dinţi, ocupat de lichid, se va ocupa în această zonă de către dinţii celeilalte

roţi dinţate, cea mai mare parte a celor două fluxuri de lichid va fi refulată prin racordul 4.

~ 24 ~



[fig. 4, (1)]

Fig 3.1.Pompa cu roti dintate cu angrenare exterioara[2]

a. b.

Exemplificarea notaţiilor de pe desen:

1-racord de aspiraţie; 6- capac;

2-roată dinţată motoare; 7- fus de antrenare roată dinţată;

3-roată dinţată antrenată; 8 - bucşe din bronz;

4-racord de refulare; 9- fusul roţii conduse;

5-carcasă; 10- manşete de etanşare.

În primul desen nota cu „a”, este redată componenţa pompei cu roţi dinţate, iar în desenul notat

cu litera „b” este reprezentat detaliul angrenării dinţilor.

~ 25 ~



Lichidul preluat în volumul delimitat de spaţiul liber dintre dinţi VABC = VGHI va trebui să-

l părăsească atunci când volumul ocupat de un dinte VDEF va ajunge în zona de angrenare.

Datorită dinţilor-profil în evolventă-în zona de angrenare mai rămâne un volum mic de lichid q.

Debitul aspirat, Q se împarte în două debite egale, Q1 şi Q2, preluate de roţi, între dinţi şi

carcasă. În dreptul racordului de refulare cele două debite se întâlnesc, cumulându-se, iar debitul

q rămas între roţi în zona angrenării, se recirculă. În pompă va fi în permanenţă un debit mai

mare decât cel aspirat sau refulat, prin recircularea lui q.

Q = Q1 + Q2. Q = Qt – q .

Cantitatea de lichid corespunzătoare volumului captat poate fi eliminat dintre dinţi, prin

canale speciale de descărcare, practicate la unele tipuri de pompe.

Cap.3.2. Caracteristicile pompei. Calculul cinematic,

hidraulic şi dinamic

Caracteristicile pompei exprimă grafic legătura dintre parametrii principali de funcţionare

ai acesteia. Caracteristicile pompei folosesc la analiza funcţionării unei pompe, la alegerea

regimurilor optime şi la alegerea tipului de pompă care va satisface cel mai bine cerinţele

impuse.

Caracteristica absolută a unei pompe volumice exprimă legătura dintre debitul Q, puterea

N, randamentul η şi presiunea de refulare la o turaţie constantă.

Uneori se exprimă puterea, randamentul şi presiunea de refulare în funcţie de debit.Construirea caracteristicilor numai pe baza calculelor nu duce la valori corecte, verificate la

experimentări, dar permite evaluarea aproximativă a parametrilor probabili. Ridicarea

caracteristicilor pompei se face mai precis şi mai repede pe cale experimentală, după realizarea

constructivă.

~ 26 ~



La pompele volumice la o turaţie constantă, debitul (când se neglijează scurgerile)rămâne

practic constant la orice valoare a presiunii de refulare. Cu schimbarea presiunii variază puterea

şi randamentul pompei. Deoarece pierderile volumice sunt aproximativ proporţionale cu

presiunea de refulare, la construirea caracteristicilor se consideră aceasta exprimând pierderile

volumice prin produsul K x p, unde K este un coeficient de proporţionalitate.

Se numeşte debitul pompei cantitatea volumică de lichid pompată de aceasta în unitatea de

timp. De obicei această valoare se notează cu litera Q şi se măsoară în mc/h, mc/min., mc/s,

l/min sau l/s.

Debitul pompei se poate calcula cu următoarea relaţie:

Q = 2·π·m2·b·z·n [l/min]

În continuare este dată o relaţie pentru calculul debitului dat de pompă la o rotaţie:

p = 2·π·D·b·m

unde: D-diametrul cercului de divizare;

b-lungimea liniei de contact la o pereche de dinţi în angrenare, în mm;

m-modulul de angrenare, în mm.În cazul nostru, valoarea debitului este cunoscută din datele proiectului, aceasta fiind de

230 l/h (adică 3,833 l/min.).

Valoarea puterii pompei este dată în funcţie de debitul pompei şi de presiune în

“Nomograma pentru determinarea puterii la pompele cu roţi dinţate”, iar valoarea este de 0,25

kW, calculată şi cu ajutorul următoarei relaţii:

p·Q

N = —— [kW];

612

Puterea pompei este de fapt puterea motorului electric care acţionează pompa.

Presiunea lichidului care circulă prin sistem este: p = 40 kg/cmp.

~ 27 ~



Randamentul total al pompei şi elementele componente ale acestuia folosesc la aprecierea

funcţionării pompei. Valoarea randamentului pompei este cunoscută, ea fiind de 0,85% (η =

0,85%).

Cap.3.3. Pierderi în pompa cu roţi dinţate

În pompa cu roţi dinţate, pierderile se compun din: pierderi volumice, ca urmare a scurgerii

lichidului prin jocuri, rezistenţe mecanice şi hidraulice, umplerea incompletă la aspiraţie a

golurilor dintre dinţi şi micşorarea debitului ca urmare a cavitaţiei şi a conţinutului de aer şi gaze

în lichidul pompat.

A) Pierderi volumice (scurgeri)

Scurgerea lichidului din camera de refulare spre camera de aspiraţie poate avea loc pe

următoarele căi: prin jocuri radiale între suprafaţa cilindrică interioară a corpului pompei şi

periferia roţilor dinţate, prin jocul frontal între suprafaţa inelară frontală a roţii dinţate şi corpul

pompei prin linia de contact a dinţilor în angrenare, când contactul nu este continuu.Scurgerea prin jocul radial la pompe este îngreunată de faptul că sensul scurgerilor este

invers sensului de circulaţie a lichidului în procesul pompării.

În scopul reducerii scurgerilor periferice, la unele oimpe sau folosit roţi dinţate cu dinţi

scurţi, la care este mărită lăţimea muchie exterioare. Această scurtare este însă, însoţită de

reducere debitului pompei şi, dacă se ţine seama de faptul că pierderile periferice ocupă un

procent mic, scurtarea danturii nu este recomandată.

Scurgerile prin jocul inelar frontal au loc în sens radial, de la periferia suprafeţei inelare

spre jocul din lagăre, iar în zona de angrenare a dinţilor, pe părţile frontale ale danturii, de la

cavitatea de refulare spre cea de aspiraţie.

B). Pierderi mecanice şi hidraulice

~ 28 ~



Pierderile mecanice şi hidraulice sunt provocate de frecările mecanice şi hidraulice care

însoţesc procesul de lucru în pompă şi care se opun mişcării pieselor în rotaţie, prin creşterea

momentului de răsucire necesar antrenării roţilor dinţate.

Dintre pierderile mecanice, unele depind de presiunea de refulare, altele nu depind de ea.

Pierderile hidraulice se referă la: frecările în procesul deplasării lichidului cuprins între jocurile

dintre roţi şi părţile fixe şi în camerele de lucru ale pompei, învingerea forţelor centrifuge şi de

inerţie.

C)Pierderi la aspiraţie

Din cauza depresiunii care se formează în camera de aspiraţie, pot avea loc umplerea

incompletă a golurilor dintre dinţi şi apariţia cavitaţiei. Scăderea presiunii în camera de aspiraţie

până la o valoare critică este urmată de degajarea de vapori din lichid şi aer, care, ocupând o parte din volumul camerei, duce la micşorarea debitului pompei şi la înrăutăţirea funcţionării ei.

Astfel, debitul pompei depinde nu numai de vâscozitatea, turaţia şi presiunea de refulare,

dar şi de presiunea minimă din camera de aspiraţie, viteza de circulaţie a lichidului în organele

pompei, conţinutul în aer şi gaze al lichidului la alimentare şi de elasticitatea lichidului. Cu

creşterea vitezei lichidului la aspiraţie, se realizează o umplere mai bună.

~ 29 ~



Corpul pompeiLa proiectarea corpului pompei se calculează canalele de aspiraţie şi de refulare, se

precizează forma camerelor de lucru şi forma exterioară a corpului, se stabileşte materialul din

care se confecţionează şi tehnologia fabricaţiei.

Aspiraţie, refulare, camera de lucru. Există un număr mare de soluţii constructive,

rezultate din multiplele condiţii care se pun la proiectare, fabricare sau exploatare. Astfel, astfel

când se impune posibilitatea funcţionării reversibile a pompei, este necesar ca sectorul de

aspiraţie să fie analog cu cel de refulare.

Unghiul 1β care limitează camera de lucru variază între 45 şi 86°. La creşterea presiunii şi

micşorarea numărului de dinţi, în scopul îmbunătăţirii etanşeităţii frontale, se recomandă să se

micşoreze unghiul 1β . La pompele depresiune joasă, de obicei, se folosesc camere simetrice de

aspiraţie şi refulare, cu valoare maximă pentru 1β cuprinsă între 75 şi 80°.

~ 30 ~



Camerele de aspiraţie şi refulare sunt reprezentate în figura de mai jos:

Fig 4.2.Camerele de aspiraţie şi de refulare[4]

Forma constructivă a corpului.Corpul pompelor se execută de tip deschis (fig.4.3) sau

semideschis(fig.4.4) , cu centrarea pieselor pe pragurile de centrare strunjite în corp, respective

capace, sau cu centrarea prin ştifturi, prezoane sau bolţuri.

Avantajele construcţiei de tip deschis sunt: -simplitatea fabricării

-asigurarea preciziei necesare în direcţia axială

Dezavantaje:-dificultatea de a realiza jocul frontal uniform dintre roţile dinţate

-asigurarea abaterilor minime de coaxialitate

Aceasta se explică prin faptul că prelucarea corpului şi a capacelor se execută separate şi astfel

sunt posibile erori de perpendicularitate, coaxialitate şi joc axial. Capacele se asamblează prin

şuruburi.

~ 31 ~



Fig (4.3) Corp de tip deschis.[4]

Construcţiile de tip semideschis impun o tehnologie de fabricaţie mai complexă, însă oferăcomparativ unele avantaje imporatante, cum sunt: asigurarea perpendicularităţii suprafeţelor

laterale faţă de axa rotoarelor şi paralelismul feţelor frontale de la ambele capete şi prin urmare

îmbunătăţirea etanşeităţii, reducerea gabaritelor prin compactitatea cu un capac, micşorarea

timpului total de prelucare. Rămâne totuşi dificultatea asigurării coaxialităţii lagărului practicat

în corpul pompei şi respectiv în capac.

Fig (4.4) Corp de tip semideschis. [4]

Asamblarea capacelor prin cepuri de centrare impune o înaltă de prelucrare, pentru a evita

neperpendicularitatea sau excentricitatea, la montaj, între piesele conjugate.

~ 32 ~



Asamblarea conductelor de aspiraţie şi respectiv refulare, se face prin filet sau prin flanşe.

Canalele de aspiraţie şi refulare se dispun în corpul pompei lateral, iar în cazul unei lăţimi mici a

corpului aceste canale sunt amplasate într-unul dintre capace.

Pentru fixarea pompelor la instalaţia de lucru, corpul pompei este prevăzut cu tălpi de

fixare (la corpul de tip deschis) sau cu flanşe (la corpul de tip semideschis).

Calculul de rezistenţă pentru corpul pompei se efectuează numai în cazuri speciale (la

pompe de presiune înaltă). Pereţii corpului se rigidizează prin nervuri, în scopul micşorării

efectului produs de funcţionarea la rezonanţă, ca urmare a variabilităţii debitului refulat.

Capacitatea de rezistenţă a pompei se examinează experimental la presiuni de încercare mărite

faţă de presiunea de lucru a lichidului.

4.1.Roţile dinţate din cadrul pompei

Ca elemente ale pompelor, o largă răspândire au căpătat roţile dinţate cu dinţi drepţi cu

profil în evolventă.

Raportul de transmitere a perechii de roţi dinţate utilizate ca elemente de pompare se

alege de obicei egal cu unu, ceea ce permite simplificarea construcţiei şi uşurarea cerinţelor tehnologice.

La alegerea numărului de dinţi se au în vedere următoarele: folosirea roţilor dinţate cu un

număr mic de dinţi permite utilizarea mai completă a golurilor dintre dinţi este mai mic. Prin

creşterea numărului de dinţi se îmbunătăţeşte uniformitatea debitului.

Roţile dinţate cu un număr mic de dinţi se utilizează la pompele cu o gamă largă de

variaţie a debitului şi a presiunii de refulare. Pentru a se îmbunătăţi randamentul volumic la

pompele cu presiuni de refulare mai mari de 70 kgf/ 2cm se aplică uneori compensarea automată

a jocului lateral inelar. Când această compensare este realizată complicat, sistemul constructiv al

etanşărilor poate duce la mărirea dimensiunilor şi la necesitatea alegerii unui număr mai mare de

dinţi.

Utilizarea roţilor cu număr mare de dinţi duce la creşterea distanţei dintre axele roţilor,

permiţând utilizarea rulmenţilor pentru lagăre, ceea ce nu este, în general, posibil la roţile cu

~ 33 ~



număr mic de dinţi, unde distanţa dintre axele roţilor fiind mică, se folosesc lagăre de alunecare

sau cu ace.

Roţile dinţate cu număr mare de dinţi se folosesc obişnuit la pompele cu presiuni de

refulare mici şi medii.

Pompele cu roţi dinţate actuale , utilizate în construcţia de maşini, se confecţionează cu 6-

30 dinţi la un rotor.

Deplasarea danturii. Nici unul dintre sistemele de deplasare a danturii la roţile dinţate

folosite în transmisii nu este universal, fiecare sistem dând rezultate satisfăcătoare între anumite

limite ale valorilor parametrilor constructivi şi funcţionali ai angrenajului. Pentru roţile dinţate

utilizate ca elemente de pompare se impun condiţii suplimentare, speciale, rezultate din

specificul funcţionării pompei (asigurarea unui randament volumic cât mai bun, îmbunătăţirea

aspiraţiei, pierderi minime prin spaţiul închis între dinţi etc.). Unele măsuri constructive aplicateroţilor dinţate din transmisii nu sunt potrivite pentru roţile utilizate la pompe. De exemplu , la

pompele de presiune medie, unde sarcina de pe dinte este ralativ mică, scurtarea dintelui

determină intensificarea zgomotului, uzura rapidă a dinţilor şi mărirea spaşiului mort care nu

participă la procesul de refulare, înrăutăţind în acelaşi timp caracteristica de aspiraţie.

Construcţia şi montarea roţilor pe arbori. Roţile dinţate se confecţionează dintr-un

întreg cu arborele, sau separat. Mai răspândită este fabricarea separată a arborilor. Fixarea prin

presare presare a roţilor pe arbori este utilizată rareori, mai ales la pompele cu presiune joasă. La pompele cu presiune mare şi cu moment de răsucire mare se utilizează asamblarea prin caneluri

sau pană. Asamblarea liberă, în sens axial, permite ca jocul frontal inelar între roţi şi carcasă să

se autoregleze după valorile presiunilor lichidului pe feţele frontale şi să se asigure existenţa

permanentă a peliculei de ulei între suprafeţele frontale, micşorând astfel uzura.

La pompele de joasă presiune arborele roţii conduse este fix. În acest caz, în orificiul

central al roţii conduse se presează bucşa cuzinetului sau rulmentul cu ace. La această

construcţie, roţile dinţate au un număr mare de dinţi (24-28), astfel încât să se asigure o suprafaţă

frontală suficientă pentru etanşare.

La pompele cu presiune mare, cu număr mic de dinţi şi cu modul mare, roţile dinţate se

confecţionează dintr-un întreg cu arborele, deoarece fixarea prin caneluri sau pene micşorează

rezistenţa coroanei şi a arborelui.

~ 34 ~



Arborii . Construcţia acestora depinde de particularităţile constructive ale pompei şi de

faptul că este conducător sau condus. Arborii pot fi cu acelaşi diametru pe toată lungimea sau în

trepte, cu reazeme de sprijin sau în consolă, cu transmiterea momentului de răsucire prin

caneluri, pene sau arbore flexibil. Când transmiterea momentului de rotaţie la arbore se face

printr-o şaibă sau roată dinţată montată pe arborele pompei, se prevede un reazem suplimentar.

Uneori arborele conducător are capetele ieşite în afara carcasei pompei, în diferite scopuri. Ca

lagăre se folosesc: lagăre de alunecare, rulmenţi cu bile sau cu ace etc. La alegerea soluţilor se

ţine seama de dimensiuni, durata de funcţionare, simplitatea construcţiei, condiţile tehnologice.

Lagărele

Lagărele utilizate în construcţia pompelor cu roţi dinţate trebuie să satisfacă următoarele

condiţii principale:

-dimensiuni mici, încadrate în spaţiul destinat reazemelor;-durata de funcţionare de circa 5000-6000 h;

-o mare precizie în respectarea jocurilor radiale şi axiale;

-simplitate la montare şi demontare;

-economicitatea fabricaţiei şi exploatării.

Condiţile de lucru specifice pompelor fac ca lagărele să fie puternic solicitate. Se

folosesc, după caz, lagăre de alunecare sau lagăre de rostogolire.

a) Lagărele de rostogolire- prezintă avantajul că se procură gata fabricate în tipuristandardizate, sunt simple şi se montează relativ uşor. Dezavantajul esenţial, care face imposibilă

montarea lor, în anumite cazuri, este dimensiunea diametrală mare. Distanţa mică dintre centrele

roţilor dinţate şi impunerea dimensiunilor de gabarit, mai ales la pompele utilizate în construcţia

de maşini, limitează considerabil folosirea rulmenţilor la pompe. În prezent un număr mic de

pompe folosesc rulmenţi cu role sau cu bile.

În ultimul timp au început să se folosească mai mult lagăre cu ace, care au dimensiuni

mici şi o bună capacitate de încărcare, dar care impun o înaltă precizie la montaj. Cerinţe de

montaj mai uşoare au rulmenţii cu ace care sunt asamblaţi într-o carcasă separată. Folosirea

rulmenţilor cu ace la pompe de presiune înaltă este indicată numai în cazul debitelor mici,

deoarece în acest caz se poate realiza o durată de lucru de circa 3000-5000 h.

~ 35 ~



Pentru buna funcţionare a rulmenţilor, diametrele acelor nu trebuie să difere între ele cu mai mult

de 0,02 mm, iar în lagăr între acele vecine trebuie să se asigure un joc cuprins între 0,2 şi 0,4 din

diametrul acelor.

Calculul lagărelor de rostogolire se execută după indicaţiile tratatelor de organe de

maşini.

b) Lagărele de alunecare- sunt preferate în cazul distanţelor mici între centrele roţilor dinţate.

Capacitatea de încărcare, relativ mare, face ca aceste lagăre să fie folosite la pompele de presiune

înaltă.

Constructiv aceste lagăre sunt formate dintr-o bucşă cilindrică din material antifricţiune,

presată în corpul pompei, în capace sau în piesele de etanşare, sau prelucrate în corpul pompei, în

acest caz corpul se execută din material antifricţiune.

Dacă coeficientul de dilatare termică al materialului piesei este mai mare decât almaterialului cuzinetului, atunci asamblarea cuzinetului trebuie să se facă cu prestrângere

suficientă, pentru a se evita deplasările relative în timpul creşterii temperaturii de lucru. În mod

similar trebuie să se considere cazul când coeficientul de dilatare al piesei în care este asamblată

bucşa lagărului este mai mic decât coeficientul de dilatare termică a bucşei. Modificările

dimensiunilor sub acţiunea temperaturii se consideră la stabilirea toleranţelor, tinând seama că

temperatura corpului pompei este dependentă de temperatura mediului înconjurător şi de

temperatura uleiului de ungere.La unele pompe, în scopul descărcării reazemelor de forţele radiale, la cele patru reazeme

se aduce uleiul la presiunea de refulare în partea diametral opusă punctului de aplicare a forţei

care acţionează asupra lagărului.Uneori bucşele de reazem sunt bimetalice. Un strat subţire din

bronz de plumb se aplică prin centrifugare pe suprafaţa inerioară a bucşei de oţel. Folosirea

bucşei de oţel permite să se realizeze o economie de material neferos şi să se evite deplasările

bucşei în piesa în care a fost presată.

Siguranţa şi durata de funcţionare a lagărului de alunecare depind de caracterul frecării

pieselor conjugate. O bună funcţionare are loc când se asigura frecarea lichidă. În acest caz,

uzura suprafeţelor de lucru se produce numai în perioadele de pornire şi oprire.

~ 36 ~



Cap.4.2.Piese pentru etanşare

Inelele de etanşare sunt confecţionate din fontă cu proprietăţi antifricţiune, bronzuri, oţel

călit sau aliaje de alumiu.

Forma inelelor de etanşare depinde de forma corpului pompei, de dimensiunile locului de

etanşare şi de tipul construcţiei. La pompele cu canale de descărcare, în inele se frezează canale

destinate în acest scop.

Suprafaţa de lucru a inelelor se prelucrează fin. Abaterile de la planeitate a suprafeţelor

de îmbinare sunt admise numai pentru concavitate până la maxim 0,005 mm. La piesele de

etanşare groase, care constitue şi supor pentru rulment, abaterea de la perpendicularitate a

suprafeţei laterale faţă de axul găurii nu trebuie să fie mai mare de 0,01-0,02 mm la raza de 50

mm. Când piesa de etanşare constitue şi lagăre de alunecare se impun condiţii speciale asupra

prelucrării şi naturii materialelor.

Condiţii similare se cer şi în cazul în care piesele de etanşare sunt în acelaşi timp capace

de închidere a pachetului de piese ale pompei. Materialul din care se confecţionează capacul este

de regulă acelaşi cu al corpului pompei,iar uneori din material plastic. Condiţile impuse

capacelor de etanşare sunt mai uşoare când între capac şi corpul pompei se folosesc garnituri.

La piesele care se centrează după degajările din corpul pompei pentru etanşare se

utilizează bucşe de etanşare, care pot fi: bucşe pentru etanşarea frontală între rotor şi carcasă,

bucşe în orificile cărora se montează rulmenţi, bucşe al căror interior constitue lagărul dealunecare.

La prelucrarea bucşelor de etanşare se pun următoarele condiţii:

-abaterea de la perpendicularitate a planului de etanşare faţă de axă să fie mai mică de

0,01 mm, la o rază de 50 mm;

-abaterea de la cilindricitate (ovalitatea) sau conicitate poate fi de maxim 0,005 mm;

-abaterea de la planeitate a suprafeţelor laterale să nu depăşească 0,005 mm.

O problemă importantă este etanşarea arborelui de antrenare. Prin etanşarea arborelui de

antrenare se urmăresc să se evite: pătrunderea aerului în camera de aspiraţie, scurgerea în

exterior a lichidului de lucru, pătrunderea în interior a impurităţilor.

Se aplică următoarele sisteme de etnaşare: garnituri moi fără compensarea automată a

uzurii; manşon cu compensarea automată hidraulică sau mecanică, a uzuri inelele frontale cu

compensare automată a uzurii prin mijloace mecanice sau hidraulice.

~ 37 ~



Garniturile moi se utilizează de obicei la pompele cu presiune mică. Uzura se

compensează în acest caz prin strângerea şuruburilor de la flanşe. Coeficientul de frecare μ al

garniturii mai depinde de material, de , strângerea flanşei, de calitatea prelucrării arborelui şi mai

puţin de turaţia arborelui. Garniturile moi nu asigură complet etanşeitatea, scurgerile în lungul

arborelui fiind de ordinul a 0,3 3cm /min pe 1 cm din lungimea circumferinţei.

Etanşorul de tip manşon este utilizat de la pompele dinţate, se montează mai uşor în

capacul pompei. El se confecţionează din cauciuc special. Pentru a asigura ermeticitatea la

conturul exterior, strângerea pe diametrul exterior trebuie să fie de circa 0,3-0,8 mm. Înlăturarea

scurgerilor la suprafaţa arborelui se asigură pintr-o oarecare strângere a inelului pe diametrului

interior, cu ajutorul arcului inelar.

O particularitate a bucşelor de etanşare este faptul că pot lucra la temperaturi înalte fără

a-şi pierde funcţiunea de compensare automată a uzurii. Comparativ, bucşele de etanşare necesită

dimensiuni de gabarit mai mari, tehnologia de fabricaţie este mai pretenţioasă şi sunt mai

sensibile la funcţionarea pompei în regim de vibraţii.

Uneori, pentru etanşarea arborelui de antrenare, se folosesc inele de cauciuc şi de

dimensiuni mici. La acestea siguranţa etanşării de material ales şi de tehnologia de prelucrare. Se

recomandă să se adopte canale cu secţiunea transversală dreptunghiulară. Suprafaţa pe care se

deplasează etanşorul trebuie să fie prelucrată fin. Un dezavantaj important al acestui sistem este

frecarea mare şi uzura rapidă.

Pierderi în pompa cu roţi dinţate

În pompa cu roţi dinţate, pierderile se compun din: pierderi volumice, ca urmare a

scurgerii lichidului prin jocuri, rezistenţe mecanice şi hidraulice, umplerea incompletă la

aspiraţie a golurilor dintre dinţi şi micşorarea debitului ca urmare a cavitaţiei şi a conţinutului de

aer şi gaze în lichidul pompat.

1.Pierderi volumice

Scurgerea lichidului din camera de refulare spre camera de aspiraţie poate avea loc pe

următoarele căi: prin jocurile radiale între suprafaţa cilindrică interioară a corpului pompei şi

periferia roţilor dinţate, prin jocul frontal între suprafaţa cilindrică inerioară a corpului pompei şi

periferia roţilor dinţate, prin jocul frontal între suprafaţa inelară frontală a roţii dinţate şi corpul

pompei şi prin linia de contact al dinţilor în angrenare, când contactul nu este continuu.

~ 38 ~



Scurgerile prin jocul radial la pompe sunt îngreunate de faptul că sensul scurgerilor este

invers sensului de circulaţie a lichidului în procesul pompării.

Jocul radial este practic variabil, deoarece acesta depinde: de încovoierea arborelui sub

acţiunea forţelor de presiune, de centrarea roţii dinţate şi a rulmenţilor, de dilatările termice

inegale ale pieselor pompei când se impune o astfel de construcţie şi de jocurile necesare la

asamblarea pieselor în rotaţie. Montarea excentrică a roţii dinţate pe axul ei determină scurgerea

pulsatorie a jocului radial. Procesul scurgerii lichidului prin jocul radial este inflenţat de:

scurgerile prin jocul inelar frontal; variabilitatea debitului în jocuri; pierderile locale la

schimbarea secţiunii transversale de scurgere a lichidului prin trecerea de la secţiunea mică,

corespunzătoare jocului radial, la secţiunea mare, corespunzătoare golului dintre dinţi şi invers;

precum şi schimbarea viscozităţii cu schimbarea presiunii şi a temperaturii lichidului.

Experimental se constată că scurgerile prin jocul radial ocupă un procent mic din totalitatea pierderilor volumice.

În scopul reducerii scurgerilor periferice, la unele pompe s-au folosit roţi dinţate cu dinţi

scurţi, la care este mărită lăţimea muchiei exterioare. Această scurtare este însă însoţită de

reducerea debitului pompei şi, dacă se ţine seama de faptul că pierderile periferice ocupă un

procent mic, scurtarea danturii nu este recomandabilă. La roţile dinţate cu un număr de dinţi mai

mare de 10-12, uneori se utilizează dinţi cu înălţimea capului mărită cu 0,1-0,15 mm faţă de

înălţimea normală, sporind astfel debitul prin creşterea golului dintre dinţi şi micşorarea spaţiuluimort dintre dinţii angrenaţi.

Scurgerile prin jocul inelar frontal au loc în sens radial, de la periferia suprafeţei inelare

spre jocurile din lagăre, iar în zona de angrenare a dinţilor, pe părţile frontale ale danturii, de la

cavitatea de refulare spre cea de aspiraţie. În timpul lucrului, jocul real frontal, este de asemenea

variabil. Variabilitatea jocului frontal se datorează: variabilităţii presiunii de refulare, abaterilor

tehnologice de la planeitatea şi paralelismul suprafeţelor aferente, eventualei înclinări a

suprafeţelor faţă deplanul perpendicular pe axa de rotaţie şi deformaţiei elastice a pieselor

componente ca urmare a creşterii presiunii lichidului.

Scurgerile prin linia de contact a dinţilor apar când nu se realizează un contact continuu

pe toată lungimea flancurilor dinţilor în angrenare. În realitate uzura pieselor, defectele

suprafeţelor în contact ţi erorile tehnologice deprelucrare determină un oarecare joc pe linia de

contact a dinţilor.

~ 39 ~



Experienţele arată că randamentul volumic se îmbunătăţeşte cu mărirea lăţimii roţilor

dinţate, deoarece în acest caz se reduce raportul dintre suprafeţele scurgerii inverse inutile şi

suprafaţa corespunzătoare refulării.

Pierderi mecanice şi hidraulice

Pierderile mecanice şi hidraulicesunt cauzate de frecările mecanice şi hidraulice care

însoţesc procesul de lucru în pompă şi care seopun mişcării pieselor în rotaţie, prin creşterea

momentului de răsucire necesar antrenării roţilor dinţate.

Dintre piederile mecanice, unele depind de presiunea de refulare (frecarea în angreanaj

etc.), altele nu depind de presiunea de refulare (sistemul de etanşare a arborelui, rulmenţi).

Pierderile hidraulice se referă la: frecările în procesul deplasării lichidului cuprins între jocurile

dintre roţi şi părţi fixe şi în camerele delucru alepompei, învingerea forţelor centrifuge şi deinerţie, frecările în timpul umplerii golului dintre dinte, respectiv a golirii lui şi a transportului

spre refulare şi în procesele ce au loc în spaţiul închis între dinţii angrenaţi.

3. Pierderi la aspiraţie

Din cauza depresiunii care se formează în camera de aspiraţie, poate avea loc umplerea

incompletă a golurilor dintre dinţi şi apariţia cavitaţiei. Scăderea presiunii în camera de aspiraţie

până la o valoare critică este urmată de degajarea de vapori din lichid şi aer, care, ocupând o parte din volumul camerei, duce la micşorarea debitului pompei şi la înrăutăţirea funcţionării ei.

Astfel, debitul pompei depinde nu numai de viscozitatea, turaţia şi presiunea de refulare,

dar şi de presiunea minimă din camera de aspiraţie, viteza de circulaţie a lichidului în organele

pompei, conţinutul în aer şi gaze al lichidului la alimentare şi elasticitatea lichidului. Cu creşterea

vitezei lichidului la aspiraţie, se realizează o umplere mai bună.

Umplerea incompletă a golurilor dintre dinţi , pe lângă micşorarea debitului şi

înrăutăţirea randamentului, poate provoca uzura rapidă a pieselor, erodarea şi apariţia

microfisurilor în zona de refulare, ca urmare a ţocurilor şi a pulsaţiei lichidului care apar la

ajungerea bulelor de aer şi gaz în zona de refulare. Pentru a se reduce intensitatea şocului

hidraulic şi a fluxului invers, uneori pe suprafaţa cilindrică a corpului pompei, în partea de

refulare, se prevăd canale înguste, prin care lichidul sub presiune intră şi umple complet golul

dintre dinţi, înainte ca aceasta să ajungă în camera de refulare. Asupra umplerii incomplete, mai

~ 40 ~



ales la turaţii mari, influenţează şi intervalul de timp în care golurile dintre dinţi se găsesc în zona

de aspiraţie.

4. Pierderi cauzate de conţinutul în aer şi gaz în lichidul pompat

Prezenţa în lichidul pompat a bulelor de aer şi gaz inflenţează esenţial asupra debitului

pompei, prin înrăutăţirea condiţilor de umplere, iar funcţionarea fără cavitaţie poate fi

prejudiciată. Prin creşterea depresiunii la aspiraţie, creşte conţinutul de gaze în lichid şi se

îmrătăţeşte randamentul volumic.

Cantitatea de aer dizolvată în lichid este determinată de coeficientul de absorţie α,dependent de proprietăţile fizice ale lichidului şi care caracterizează volumul relativ de aer

dizolvat în lichid. Experienţele arată că, în condiţii normale de temperatură şi presiune,

conţinutul de aer dizolvat în uleiurile minerale atinge 8-10%.

Pe lângă coeficientul de absorţie α, un alt coeficient β caracterizează volumul relativ de

aer conţinut în ulei în stare nedizolvat. Acest coeficient depinde, în principal,de particularităţile

instalaţiei hidraulice. La construcţii bine etanşate, acest coeficient se reduce la minimum. Practic

în uleiurile minerale din sistemele hidraulice conţinutul de aer în amestec este de circa 10% dinvolumul lichidului.

Cap.4.3.Măsuri pentru înlăturarea consecinţelor cuprinderii lichidului

în spaţiul dintre dinţii aflaţi în angrenare

În timpul angrenării, ca urmare a variaţiei volumului cuprins între perechile de dinţi aflaţi în

angrenare variază presiunea lichidului închis în acest spaţiu. În consecinţă rezultă: o solicitare

suplimentară pulsatorie a elementelor pompei, un consum suplimentar de putere, uzura

prematură a pieselor şi scăderea randamentului. Spre sfârşitul perioadei de angrenare a perechilor

de dinţi, în urma măririi volumului cuprins între dinţii angrenaţi se creează o depresiune înaintată

~ 41 ~



în acest spaţiu, care favorizează apariţia cavitaţiei, generează zgomot în funcţionare, iar umplerea

golurilor dintre dinţi este diminuată.

Pentru înlăturarea efectelor dăunătoare se iau diverse măsuri constructive, care constau în

unirea spaţiului cuprins între dinţi cu cavitatea de aspiraţie şi refulare, fie în schimbarea

parametrilor angrenării, în scopul micşorării gradului de acoperire până la valori apropiate de

unitate. Mai mult, se utilizează practicarea canalelor speciale de descărcare a lichidului în pereţii

frontali ai pieselor de etanşare. Realizarea a două linii simetrice faţă de linia centrelor, astfel

încât în timpul micşorării spatiului închis între dinţi, acesta să comunice cu zona de aspiraţie, dar

această măsura nu este suficient de eficientă. Îmbunătăţirea acestei soluţii s-a obţinut prin

adoptarea canalelor cu laturi construite din arce de cerc sau a canalelor de forma golurilor dintre

dinţii unei roţi cu clichet.

Cap.4.4.Materiale utilizate la construcţia pompei

Roţi dinţate. La alegerea materialului şi a gradului de prelucre se au în vedere condiţile

tehnice şi economice impuse, printre care: caracterul şi mărimea sarcinilor, viteza periferică,

condiţiile de rezemare, rezistenţa la uzură etc. Se foloseşte în special oţelul de construcţie, uneori bronzul, iar în ultimul timp materiale ceramice. Mai mult este folosit oţelul carbon şi oţelul aliat.

Oţelul OLC 45 călit la 250-180 HB se foloseşte pentru rotoare cu viteza periferică până la 1 m/s

şi pentru valori medii ale presiunii specifice pe suprafaţa de lucru a dinţilor. Oţelul 40C.10 se

foloseşte când prelucrarea finală a danturii este şeveruirea. Se mai folosesc pentru roţile dinţate

ale pompelor , oţelurile 35 CN15, 13CN35 şi HGT.

După prelucrare, dinţii, suprafeţele frontale, suprafaţa cilindrică la diametrul exterior şi

suprafata de reazem se şlefuiesc .

În cazul prelucrării prin şervuire, după o călire cu o tehnologie specială, se şlefuiesc la

diametrul exterior numai suprafeţele frontale frontale şi suprafaţa cilindrică. În acest caz ca

material de construcţie se foloseşte oţelul aliat 12HN3A.

Nivelul maxim al zomotului produs de roţile dinţate în angrenare este de 82-85 decibeli.

~ 42 ~



Arborii. În cazul folosirii lagărelor de alunecare, materialul arborelui, precizia prelucrării

suprafeţei şi tratamentul termic trebuie să corespundă cerinţelor pieselor în frecare.

La fabricarea arborilor se folosesc în special oţelurile aliate după GOST 2OH, 12HN2,

12HN3, 18HNVA şi 13HNVA, cementate şi călite la suprafaţă până la duritatea 62-64 HRC.

Oţeluri similare se folosesc şi în cazul în care suprafaţa arborelui constitue calea de rulare

a rolelor sau acelor lagărului de rostogolire. Uneori, în acest scop se folosesc oţeluri de nitrurare.

Când sprijinirea se face pe rulmenţi, arborii se confecţionează de obicei din oţel 4OH

(GOST) sau chiar OLC45 cu tratarea termică până la obţinerea durităţii 54-56 HCR.

Călirea arborilor se face, de obicei, prin curenţi de înaltă frecvenţă, sau prin încălzirea în

cuptor şi răcirea în ulei, pentru evitarea apariţiei fisurilor.

La fabricarea arborilor se impun următoarele condiţii principale:

-ovalitatea şi conicitatea să nu fie mai mari de 0,005 mm;-excentritatea porţiunilor de fixare a roţilor dinţate faţă de palier să nu depăşească 0,3-0,35 din

jocul radial dintre corpul pompei şi suprafaţa cilindrică exterioară a roţii dinţate;

-bătaia capătului arborelui (spre transmisie) faţă de palier nu trebuie să fie mai mare de 0,02-0,04

mm;

-trebuie să asigure duritatea şi finisarea (superfinisarea) corespunzătoare suprafeţelor de lucru ale

palierelor, mai ales în cazul utilizării lagărelor de alunecare.

Lagăre de alunecare. Bronzurile de staniu se folosesc numai la condiţii grele de lucru, când presiunea specifică în lagăre este mai mică. La presiuni specifice ridicate şi turaţia 3000 rot/min

uneori se foloseşte bronzul cu staniu cu adaos de argint şi beriliu.

La pompele Keelavit ca adaos la aliajele de aluminiu pentru cuzineţi se utilizează: Ni,

Mg, Mn, Sn, Cu, Fe, S şi Ti. Aliajele de alumiu au un coeficient mare de dilatare termică, fapt ce

trebuie luat în considerare la stabilirea grosimii cuzinetului şi a jocurilor în lagăre.

La presiuni specifice de ordinul 10-20 kgf/cm2 şi viteze periferice de circa 2 m/s se

folosesc fonte perlitice aliate SCiT1 şi SCiT2 (după GOST). Lagărele de fontă cer o finisare

superioară a suprafeţelor de frecare. O îmbunătăţire a funcţionării lagărelor de fontă s-a obţinut

printr-o prelucrare termică specială (sulfidare), care reduce considerabil timpul de prelucrare a

lagărelor de fontă.

În cazul pompelor de presiune joasă, pentru reazeme se pot utiliza materiale

metaloceramice sau plastice.

~ 43 ~



Corpul pompei. Ca material pentru fabricarea corpurilor pompelor se folosesc: fonte cenuşi,

GOST SCi 32-52 şi SCi 21-40 (pentru pompe de presiuni mici), aliaje de aluminiu şi oţel turnat.

Când arborii se sprijină pe lagăre de alunecare constituite din corpul pompei, materialul

trebuie să corespundă acestor cerinţe. În acest scop se folosesc fonte aliate şi aliaje de aluminiu.

În scopul micşorării pierderilor de lichid, este necesar ca muchiile să se termine ascuţite, ceea ce

este foarte greu de realizat în cazul fontei obişnuite. De aceea, la pompele de presiune înaltă se

folosesc aliaje de aluminiu.

Principalele condiţii tehnice care sa impun la fabricarea corpurilor pentru pompele de presiune

medie şi înaltă:

-distanţa dintre centre să fie menţinută cu o precizie de 0,01-0,02 mm;

-abaterea de la perpendicularitate a suprafeţelor frontale faţă de axa rotorului nu trebuie

să fie mai mare de 0,01-0,015 mm, la distanţa de 100 mm pe rază;-abaterea de la paralelism a axelor rotoarelor nu trebuie să fie mai mare de 0,01 mm pe

toată lăţimea roţiloe dinţate;

-abaterile de conicitate şi ovalitate nu trebuie să fie mai mari de 0,01 mm;

-abaterile de la paralelism ale suprafeţelor frontale să nu depăşească 0,01 mm;

-abaterile de coaxialitate ale porţiunilor strunjite faţă de lagăre să nu fie mai mari de 0,01

mm;

-nu se admite bombarea (covexitatea) suprafeţelor frontale din corp ale locaşurilor rotoarelor, iar concavitatea lor, pe întreaga suprafaţă, se admite între limitele 0,005-0,008 mm.

-locaşul rotoarelor se prelucrează după sistemul alezaj unitar.

Pentru controlul respectării acestor condiţii se folosesc dispozitive pentru control, obişnuite şi

speciale, elaborate de uzina constructoare.

~ 44 ~



Cap.4.5.Funcţionarea pompei cu roţi dinţate

Procesul de pompare în pompa cu angrenare exterioară se rezumă la următoarele: lichidul

este aspirat în cavitatea de aspiraţie ca urmare a depresiunii care se formează în timpul rotirii

celor două roţi dinţate, este vehiculat în golurile dintre dinţi, apoi este trecut în spaţiul de

refulare, unde îşi măreşte presiunea şi este obligat să părăseacă pompa, deoarece trecerea spre

cavitatea de aspiraţie este închisă. Relizarea pompării depinde foarte mult de modul cum se

asigură: condiţile de etanşare, jocul dintre roţile dinţate şi carcasă, precum şi spaţiul dintre dinţi

în timpul angrenării.[pompe volumice].

În figura următoare este prezentată o pompă cu roţi dinţate cu angrenare exterioară.

Fig (4.5.) Pompa cu roţi dinţate cu angrenare exterioară [3]

1-racord de aspiraţie; 2-roată dinţată motoare; 3-roată dinţată antrenată;

4-racord de refulare; 5-carcasă; 6-capac; 7-fus de antrenare roata dinţată; 8-bucşe din bronz; 9-

fusul roţii conduse; 10-manşete de etanşare.

a) componenţa pompei b) detaliu angrenării dinţilor

Rotirea roţilor dinţate, în sensurile indicate în figură, determină apariţia depresiunii la

ieşirea dinţilor de angrenare în zona de aspiraţie. În zona centrală a pompei dinţii celor două roţi

se interpătrund, dinţii unei roţi ocupând spaţiul dintre dinţii celeilalte roţi. Prin ieşirea dinţilor din

angrenare se eliberează volumul liber dintre dinţi, creindu-se depresiune. Lichidul este aspirat prin racordul 1 şi antrenat în două fluxuri, în spaţiul cuprins între dinţi şi carcasa 5.

Lichidul este transportat, prin rotirea roţilor, prin zonele periferice ale roţilor până când

ajung în zona de refulare. În această zonă începe angrenarea dinţilor celor două roţi dinţate, cea

ce duce la crearea presiunii.

~ 45 ~



Volumul dintre dinţi, acopat de lichid, se va ocupa în această zonă de către dinţii

celeilalte roţi dinţate, cea mai mare parte a celor două fluxuri de lichid va fi refulată prin racordul

4.

Lichidul preluat în volumul delimitat de spaţiul liber dintre dinţi VABC=VGHI va trebui

să îl părăsească atunci când volumul ocupat de un dinte VDEF va ajunge în zona de angrenare.

Datorită formei dinţilor-profil în evolventă- în zona de angrenare mai rămâne un volum mic de

lichid q, deoarece VABC>VDEF . debitul aspirat, Q se împarte în două debite egale Q1 şi Q2 ,

preluate de roţi între dinţi şi carcasă. În dreptul racordului de refulare cele două debite se

întâlnesc cumulânduâse, iar debitul q rămas între roţi în zona angrenării se recirculă. În pompă

va fi în permanenţă un debit mai mare decât cel aspirat sau refulat, prin recircularea lui q.

Q = Q1 + Q2 ; Q = Qt – q

Cantitate de lichid corespunzătoare volumului captat poate fi eliminat dintre dinţi, princanale speciale de descărcare, practicate la unele tipuri de pompe.

C'

D'

O O

C

D

Aspiratie

Refulare

B

A

B'

A'

F'

E'

H'

G'G

H

F

E

NM

L

L'M'

N'Q +Q

MN ML

P

2

zr e

r

r

r i

p1 2

Q EFQ AB

Fig.4.6.Schema pompei cu roţi dinţate pentru calculul debitului [5]

~ 46 ~



4.5.1.Momentul şi puterea de

antrenare la axul roţii conducătoare

În procesul de lucru, prin rotirea pinioanelor cu unghiul elementar dα , este refulat

volumul de lichid dV. Lucrul mecanic corespunzător este dL=p dV în care p este presiunea din

spaţiul de refulare, figura 4.4.1

Figura 4.5.1 Schema de calcul a momentului şi puterii de antrenare la pompa cu

roţi dinţate [5]

Dacă M este momentul aplicat la arborele roţii conducătoare, există egalitatea:

M⋅ d ϕ = dL = p ⋅ dV [5]

ϕ=

ϕ=

d

qdt p

d

dV pM [5]

( )ϕ

−−d

duur r

r

b p 22

p2e

b

[5]22

p2e ur r pbM −−=

Puterea teoretică a pompei este dată de relaţia:

22 p

2eT ur r pbM N −−ω=ω=

[5]

~ 47 ~



4.6.PROBLEME SPECIFICE FUNCŢIONĂRII POMPELOR CU ROŢI DINŢATE

a)Comprimarea lichidului în dantură

În general, în construcţia pompelor cu roţi dinţate, se folosesc angrenaje cu grad de acoperire

supraunitar, astfel încât în procesul de lucru, într-o anumită poziţie a punctului de angrenare,

lichidul este închis în spaţiul mort cuprins intre vârful

unui dinte şi fundul golului roţii conjugate. Pe măsura rotirii, volumul spaţiului mort scade şi

corespunzător presiunea în lichid creşte. Efectul este producerea unor pierderi energetice

importante, suprasolicitarea axelor şi lagărelor, supraîncălzirea lichidului, eroziunea cavitaţională

a dinţilor, creşterea zgomotului pompei, amplificarea pulsaţiei presiunii pe conducta de refulare.

Variaţia de presiune din lichidul comprimat se determină cu relaţia ∆ p = E⋅ ∆ V/V, în

care V este volumul iniţial iar ∆ V este variaţia maximă de volum corespunzătoare poziţiei în

care linia medie a golurilor coincide cu linia centrelor.

Pentru decomprimarea lichidului din zona de strivire, în practică se folosesc următoarele

soluţii:

- executarea de canale de descărcare pe suprafaţa frontală a capacelor sau în corpul

pinioanelor, iar în unele cazuri în arbore

- executarea unor canale pe flancurile inactive ale dinţilor, fără modificarea jocului

lateral;

fig. 4.6.1 ieşirea profilului de lucru al fiecărui dinte de la roata condusă [5]

~ 48 ~



b)Aspiraţia şi influenţa vitezei periferice asupra umplerii pompei

Parametrii realizaţi de pompele cu roţi dinţate depind în mare măsură de condiţiile din

spaţiul de aspiraţie, respectiv de siguranţa umplerii golurilor dintre dinţi cu lichid în dreptulzonei de aspiraţie. Umplerea este funcţie de:

- durata contactului spaţiilor respective cu zona prin care se face aspiraţia;

- execuţia corectă a canalizaţiilor căii de aspiraţie ;

- presiunea din spaţiul de aspiraţie;

- vâscozitatea lichidului;

- viteza periferică a roţii dinţate.

O umplere incompletă are consecinţe nefavorabile. Debitul şi randamentul volumic scad

puternic, apare emulsionarea lichidului şi chiar fenomenul de cavitaţie. De asemenea un gol

umplut incomplet ajuns în zona spaţiului de refulare, figura 4.5.2 va fi supus unui flux invers,

însoţit de un şoc hidraulic care se manifestă prin creşteri de presiune de câteva ori mai mari ca

presiunea de regim a pompei. Funcţionarea în aceste condiţii este periculoasă şi pompa este

scoasă rapid din funcţiune.

O umplere bună poate fi realizată prin asigurarea unei geometrii corecte a spaţiului de

aspiraţie, în primul rând printr-o mărire corespunzătoare a arcului de cerc în limitele căruia se produce umplerea. Experienţele şi calculele arată că la viteze de 6..8 [m/s], lungimea optimă

trebuie să corespundă unui unghi la centru α ≈ 450

Fig. 4.6.2 Fluxul invers în cazul umplerii incomplete [5]

~ 49 ~



În ceea ce priveşte presiunea din spaţiul de aspiraţie, aceasta nu trebuie să fie mai mică de 0,7

bar în valoare absolută. Se preferă montarea pompei înecat ( sub nivelul din rezervorul de

aspiraţie ).

c)Influenţa vitezei periferice asupra umplerii se manifestă prin forţa centrifugă care

apare asupra lichidului din spaţiul dintre dinţi. Problema se tratează având în vedere teoria

echilibrului relativ de rotaţie.

Fig. 4.6.3 Influenţa vitezei periferice asupra umplerii pompei cu roţi dinţate [5]

Presiunea pe discul în rotaţie în masa de lichid se repartizează parabolic, figura 16. Între

presiunile p şi p0 corespunzătoare razelor exterioară re şi interioară ri, există relaţia:

( )2i

2e

2o r r

2 p p −ω

ρ+= [5]

g2

vv p p

2i

2e

o−

γ += [5]

în care ve, vi sunt viteze periferice corespunzătoare razelor r e şi r i

În consecinţă, se impune condiţia ca presiunea absolută a uleiului la intrarea în pompă să

fie superioară contrapresiunii rezultate în urma efectului de echilibru de rotaţie ( contrapresiunea

absolută la nivelul razei ri ). Se admite în practică o valoare de 0,3…0,4 bar la baza dintelui

pentru care se consideră o umplere satisfăcătoare a golului dintre dinţi.

La unele construcţii se utilizează efectul de difuzor în aspiraţie, figura 4.5.4 Evazarea

racordului de aspiraţie permite transformarea energiei cinetice în energie de presiune şi deci

creşterea presiunii statice la intrarea în golurile dintre dinţi.

~ 50 ~



Fig. 4.6.4 Difuzor la intrarea în pompă [5]

Cap.4.7.Probleme de calcul şi proiectare la pompele cu roţi dinţate

Cap4.7.1.proiectare la pompele cu roţi dinţate

Datele iniţiale de calcul pentru proiectarea unei pompe cu roţi dinţate sunt: debitul Q [l/min],

turaţia n [rot/min] şi caracteristicile fluidului (în special vâscozitatea).

~ 51 ~

v1,p1 v2,p2



În cazul pompelor cu angrenare exterioară, se utilizează relaţiile 6.27 şi 6.29, în care b se

exprimă în funcţie de modulul m (b=C m z). Coeficientul C se alege în funcţie de mărimea

presiunii de lucru:

p< 10 bar C = 1.... 0,65

p = 10...20 bar C = 0,65.... 0,4

p = 20...25 bar C = 0,4.... 0,25

Diametrul primitiv Dp se poate estima în funcţie de debit şi turaţie, cu relaţia empirică:

n

Q3,12D p = [mm] [5]

Pentru Q [cm3/min] şi n [rot/min] pentru calculul modulului se utilizează relaţia:

m = (0,06…0,08) D p [5]

Diametrul exterior în cazul angrenajului cu profilul dintelui necorijat este:De = m (z+3) [mm] [5]

Forţa care solicită lagărele, figura 6.24, este egală cu produsul presiunii p din camera de

refulare, cu aria conturului dinţat proiectat pe planele AP, BP, respectiv laturile pătratului

înscris în cercul exterior :

F = 0,7 De ⋅ b⋅ p = 0,7⋅ Cz ⋅ (z+3) ⋅ m2 ⋅ p [5]

Fig. 4.7.1.1 Schema de calcul a forţei care solicită lagărele pompei cu roţi dinţate [5]

Materiale, condiţii tehnice şi tehnologice

Pentru presiuni mici şi moderate, corpul pompei se construieşte din FC 25 sau aliaje din

aluminiu, iar pinioanele din oţel carbon netratat termic, sau fontă FC 25. La presiuni mari se

folosesc oţeluri OLC 45, oţel aliat cu crom, oţel de cementare aliat cu crom şi tratat la 50…60

HRC.

~ 52 ~



Lagărele, în majoritatea cazurilor sunt de alunecare, din fontă cenuşie, bronz, aluminiu,

practicate direct în carcasă. Lagărele de rostogolire se folosesc mai rar şi numai la pompele de

mari dimensiuni.

Jocul radial pinion – carcasă este de ordinul 0,0015· De. Jocul frontal pinion – capac este

de oridinul 0,01 mm.

Arborele pinionului trebuie să îndeplinească condiţia de rigiditate f max/L =

0,0005…..0,0001, în care L este lungimea dintre lagăre.

Abaterea la distanţa dintre axe este ± 0,02 mm

Cap.4.7.2.Caracteristici statice ale pompelor cu roţi dinţate cu angrenare exterioară

În figura 4.6.2 este prezentată gama de pompe fabricate la U.M.Plopeni şi parametrii principali

ale acestora.

~ 53 ~



Fig. 4.7.2.1. Caracteristicile generale ale pompelor cu roţi dinţate [5]

În figura 4.7.2.2 sunt prezentate caracteristicile statice Q(n) pentru pompele cu cilindree în

cm3/rot şi 26 cm3/rot.

~ 54 ~

1 6

p(b

ar)

10,60,40,20

PRD 025150

118532

1 ,

2 5

0 , 8

0

0 ,

6 3

0 , 6

0

0 , 5

0

0 , 4

0

0 , 3

2

0 , 2

5

0 , 2

0 250

200

300

4 , 2

5

2 , 7

5

1 ,

7 5

2 , 2

5

3 , 2

5

3 , 7

5

1 ,

2 5

1 ,

0

6 5 8

5 , 5

4 8 1 1

1 4

5 6

2 6

2 2

, 5

V (cm /rev)

563526 4516 21

g3

70

3 2

2 8

2 2

, 5

19

3 8

4 5

6 3

7 0

PRD 05 PRD 1 PRD 3

PRD 2

4 0 0 01 0 0 00

1 0

2 00 0 3 00 0

4 0

3 0

2 0

Q[l/min]

5 0

6 0

7 0

n [ r o t / m i n ]

p = 2 0 b a r

p = p1

4

5, 5

8

1 1

1 4

1 6

1 9

2 2 , 5

2 6 c m

/ r o t

3



Fig. 4.7.2.2. Caracteristica statică Q(n) [5]

În figura 4.7.2.3. sunt prezentate caracteristicile statice de putere P(n) şi caracteristicile statice de

cuplu M(n) pentru o pompă cu cilindreea de 8 cm3/rot.

Fig. 4.7.2.3. Caracteristicile statice P(n) şi M(n) [5]

Cap.5.CALCULUL UTILAJULUI

~ 55 ~

3 0 0 00

n [ r o t /m i n ]

2 0 0 01 0 0 0 4 0 0 0

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

1 6

1 8

2 0

P

[kW]

M

[Nm]

1 0

4 0

2 0

3 0

5

8 c m / r o t3

5 0 b

a r

1 0 0 b a r

1 5 0 b a r

2 0 0 b a r

∆ p = 2 5 0 b a r

5 0 b a r

1 00 ba r

1 5 0 b a r

2 0 0 b a r

∆ p = 25 0 b a r



Calculul modulului minim [4]

m=(0,02÷ 0,04)A=4,8mm ⇒ m=5 mm conform STAS 822-61A =160mm conform STAS 6055-82

Calculul modulului minim [4]

m=(0,02÷ 0,04)A=4,8mm ⇒ m=5 mm conform STAS 822-61(5.1)

Calculul numarului de dinţi

Numărul de dinţi la roata conducătoare se determină cu relaţia [4]:

( )1

21

+=

Rim

A z = 21,33 se adoptă 221 = z

(5.2) Numărul de dinţi la roata condusă[4] :

12 z i z R ×= = 44(5.3)

Recalcularea raportului de transmitere [4] :

222

44

1

21===

z

z i

Diametrul de divizare al pinionului [4] :11011 =×= z m D

d mm(5.4)

Diametrul de divizare a roţii conduse [4] :22022 =×= z m D

d mm

1. Randamentul volumic

(5.5) [3]

2. Debitul real ( )

, l/min (5.6)

3. Calculul debitului teoretic ( )

~ 56 ~



(5.7)

, l/min

În constructia pompei vom folosi roti dintate cu dantură dreaptă si butuc, iar ca material vom

folosi C45-UNIEN 10083-1 [www.powerbelt.ro].

Pentru functionarea pompei vom utilize un motor cu puterea 0,37 KW cu randamentul

total de 0,73 care are turatia motorului de 1000 rot/min si un raport i=30.70. Vom folosi un

motoreductor cilindromelcat care v-a avea turatia la iesire de 32.5 rot/min.Modulul “m” este standardizat conform STAS 822-61, m=1 [atlas].

Lătimea rotii „b” ce corespunde modulului m=1 este 15 mm. [www.powerbelt.ro]

Numărul de dinti ce corespunde modulului m=1 variază între 12-70; acesta o sa îl determinăm

prin calcule.

4. Calculul valorii medie a debitului

Q = 2 π m² b z n (5.4) [3]

Unde: m – modulul danturii

b – lătimea rotii

z – numărul de dinti

n – turatia rotilor

Q = z

Q = 3061.5 z

Q este debitul de lichid sau cantitatea care se pompează

, l/min

40123.45 = 3061.5 z

z = 12.5

Se adoptă z = 13 dinti

~ 57 ~



Q = 3061.5 13

Q = 39799.5 , l/min

Diferenta dintre si Q reprezintă debitul rămas între roti în zona angrenării q, care se recirculă.

q = Q (5.5) [3]

q = 1527.9 , l/min

~ 58 ~

PROIECT,utilaje,oana,bun,

Documents

Transcript of PROIECT,utilaje,oana,bun,