телефоны
  • +7 (343) 247-85-77
    с 8:00 до 15:30 мск
почта

Насосы и гидромоторы-общие-характеристики

Определения

Насос – это гидравлическая машина. Её энергия, которая приложена к выходному валу, в итоге преобразуется в энергию потока рабочей жидкости, также гидравлическую.

Гидродвигателем называют машину, в которой происходит преобразование энергии потока рабочей жидкости в энергию движения выхлопного звена.

Гидромотор – это гидродвигатель, выходное звено которого получает вращательное движение. Если вращение поступательное, то это силовой цилиндр.  

В насосе рабочий объём жидкости определяется по уровню объёма жидкости, который за один оборот вала вытесняется в систему. В гидромоторе же – по объёму жидкости, необходимого для того, чтобы получить один оборот вала гидромотора . Нерегулируемыми называются гидромашины, изготавливаемые с постоянным рабочим объёмом . Регулируемые, соответственно - с переменными.

Трубопровод, в котором происходит транспортировка рабочей жидкости, называется гидролинией или магистралью. Есть несколько видов таких гидролиний, например напорные, всасывающие, дренажные, сливные и тд.

Подачей насоса (или его производительностью) называется отношение объёма той жидкости, которая подаётся, ко времени.

Тот расчётный объём жидкости, который вытесняется из полости нагнетания насоса  в единицу времени, называется теоритической производительностью насоса (или Qт).  А вот его действительная производительность (Qд) уменьшается на величину QH. Это происходит из за утекания жидкости во внешнюю среду, а также из-за того, что из полости нагнетания жидкость утекает обратно в полость всасывания.

Исходя из приведённых выше фактов можно составить формулу:

 Qд=Qт-QH,

а также отношение:

ηоб.н.- это объёмный КПД насоса.

Потери объёма и КПД гидромотора

Когда машина работает в гидромоторном режиме, жидкость, находящаяся под давлением, поступает в приёмную полость насоса. Вследствие того, что жидкость утекает через зазоры, которые находятся между сопрягаемыми элементами, и происходят объёмные потери.

  ΔQм это и есть объёмные потери в гидромоторе.

Фактическая мощность гидромотора и его крутящий момент на валу.


NM факт = ΔPqMnMηM

qм – рабочий объём

nм – частота вращения

ηм – общий КПД

Шестерённые насосы и гидромоторы

Шестерённые насосы и гидромоторы

Машины шестерённого типа довольно широко применяются в наше время, в современной технике. Причин популярности данной продукции несколько: это и общая их компактность, простота, надёжность, и довольно высокий КПД. Эти шестерённые машины могут работать при частоте вращения до 30 с-1, потому что у них нет тех рабочих органов,  которые подвержены воздействию центробежной силы. В основном шестерённые гидромоторы применяются в машиностроении, там они используются в системах с дроссельным оборудованием.

На рисунке внизу показаны схемы шестерённых насосов.

1 рисунок - насос с внешним зацеплением

2 рисунок-с внутренним

3-трёхшестерённый

1)ведущая шестерня

2)ведомая шестерня

3)небольшой зазор, куда шестерни ведут

4)полость всасывания

5)полость нагнетания

Обычно в них входят две прямозубые шестерни внешнего зацепления, но также могут использоваться как трёхшестерённые насосы, так и с большим количеством шестерней. В использование также входят насосы с внутренним зацеплением.


b-ширина шестёрен

z-число зубьев

n-частота оборотов ведущего вала насоса

D-диаметр начальной окружности шестерни

ηоб-объёмный КПД

k-коэффициент , для некорригированных зубьев k=7, для корригированных k=9,4


На рисунке выше показан насос НШ-К.

1-ведущая шестерня

2-подшипниковый блок

3-ведомая шестерня

4-крышка с уплотнительным резиновым концом

5-уплотняющий блок

6-фигурные углубления под резиновые прокладки

7-поджимные пластины для торцевого уплотнения шестёрен

8-корпус из алюминиевого сплава

9-уплотнительное резиновое кольцо

Пластинчатые насосы и гидромоторы

Эти насосы также  долговечны, надёжны, компактны и просты. Рабочие камеры в пластинчатых машиных образуются как поверхностями ротора, торцевых распределительных дисков и статора, так и соседними вытеснителями-пластинами, которых две штуки. Их также называют шиберами, лопастями, лопатками.

Бывают насосы разного действия: одномногократного и двузмногократного действия. Одно всасывание и нагнетание происходит, когда вал совершает один оборот однократного действия, и два вала и нагнетания в насосах двухкратного соответственно.

Пластинчатый насос однократного действия:

1-ротор

2-приводной вал

3-пластины

4-статор

5-распределительный диск

6-окно

7-гидролиния всасывания

8-окно

9-гидролиния нагнетания

Формула подачи данного насоса (подходит для насосов двойного действия):

z-число пластин

a-угол наклона пластин к радиусу

b-ширина роутера

R1 и R2-радиусы тех дуг, которые образуют профиль внутренней поверхности статораБывают моторы однократного и двухкратного действия. От насосов их отличает факт наличия в конструкции устройства, которое постоянно прижимает пластины к статорному кольцу.

В тот момент, когда к машине подводится жидкость,  на рабочую повехрность пластин начинает действовать сила, которая создаёт на валу гидромотора крутящий момент. Он определяется по приведённым ниже формулам:

-для гидромоторов однократного действия

-двойного действия

Оба вида гидромоторов нерегулируемые.

Радиально-поршневые насосы и гидромоторы

Такого рода гидромашины применяются при высоком давлении от 10МПа и выше. Их разделяют по принципу действия: бывают гидромашины двух действий: однократного и двухкратного соответствия. У машин однократного действия происходит одно возвратно-поступательное движение за один оборот ротора.

Радиально-поршневой насос однократного действия:

1-ротор (блок цилиндров)

2-ось

3,4-каналы (к первому соединена гидролиния всасывания, к второму-напорная)

5-окна

6-цилиндры

7-статор

8-муфта

9-поршни

Подача радиально-поршневого насоса

i - кратность действия

m - число рядов

h - ход поршней.

Радиально-поршневой насос однократного действия типа НП.

Схема:

1-корпус

2-фланец

3-крышка

4-ролики (кол-во:4)

5-промежуточное кольцо

6-реактивное кольцо

7-поршни

8-ротор

9-обойма

10-скользящий блок

11-распределительная ось

12-подшипники (кол-во:2)

13-отверстие в дренажную гидролинию

Принцип работы данного насоса:

Когда ротор вращается, благодаяря воздействию центробежной силы происходит выдвижение поршней из цилиндров и прижимание к реактивным кольцам обоймы. Возвратно поступательные движения в радиальном направлении будут у тех поршней, где имеется эксцентрисетет между обойомой и ротором. Его исли его изменит, то произойдёт и изменение подачи насоса и хода поршней. Вместе с ротором также происходит и во вращение обоймы. Она, в свою очередь, вращается в своих подшипниках.

Формула крутящего момента для радиально поршневых насосов:

i - кратность хода поршней;

h - величина хода поршней;

m - число рядов цилиндров.

Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы

Данный тип насосов довольно популярен. К преимуществу такого типа насосов можно отнети как меньший момент инерции вращающихся масс, так и размеры (а также габарит и массу). Радиально-поршневые насосы могут работать и в том случае, если число оборотов довольно большое. Также этот тип насосов удобно ремонтировать.


1- окно

2- распределительное устройство

3-окно

4-поршни

5-упорный диск

6-ведущий вал

7-шатуны

8-блок цилиндров

Принцип работы насоса:

Когда насосо работает, вал и блок цилиндров вращаются вместе. Если упорный диск или блок цилиндров расположен наклонно, тогда все поршни совершают также возвратно-поступательные аксиальные движения (кроме вращательного). Нагнетание происходит при вдвижении поршней в цилиндр, всасывание же наоборот -  при их выдвижении.

Вытеснители аксиально-поршневых насосов - это их поршни, цилиндры - их рабочие камеры. Разделяют насосы с наклонным диском и блоком.

Аксиально-поршневой гидромотор типа Г15-2:

1 – вал

2 – манжета

3 – крышка

4 – корпус

5 – подшипник

6 - радиально упорный подшипник

7 – барабан

8 – поводок

9 - ротор

10 - ротор

11 – пружины

12 - дренажное отверстие

13 - распределительное устройство

14 - полукольцевые пазы

15 - отверстие напорное

16 – подшипник

17 – поршни

18 – шпонка

19 – толкатель

Формула подачи для тех машин, в которых имеется бесшатунный привод:

если привод шатунный:

d - диаметр цилиндра

z - число поршней (z = 7, 9, 11)

D tg γ и D' sin γ - ход поршня, блок цилиндра повёрнут на 180

D и D - диаметр окружности, на которой закреплены шатуны на диске или расположены центры окружностей цилиндров

Формула крутящего момента: