Поршневой гидравлический насос: Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

Если вы хотите сказать спасибо автору, просто нажмите кнопку: 

2. Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

Гидравлические насосы предназначены для преобразования механический энергии (крутящий момент, частоту вращения)  в гидравлическую (подача, давление). Существует большое разнообразие типов и конструкций гидравлических насосов, но всех их объединяет единый принцип действия – вытеснение жидкости. Насосы использующие принцип вытеснения называются объемными. Во время работы внутри насоса образуются изолированные камеры, в которых рабочая жидкость перемещается из полости всасывания в полость нагнетания. Поскольку между полостями всасывания и нагнетания не существует прямого соединения, объемные насосы очень хорошо приспособлены для работы в условиях высокого давления в гидросистеме.

Основными параметрами гидронасосов являются:

• Рабочий объем (удельная подача) [см3/об] – это объем жидкости вытесняемый насосом за 1 оборот вала.

• Максимальное рабочее давлени [МПа, bar]

• Максимальная частота вращения [об/мин]

Классификация объемных насосов по типу вытесняющего элемента показана на Схеме 1.

Схема 1.

При выборе типа насоса для гидросистемы необходимо учитывать ряд факторов свойственных определенным типам насосов и особенности разрабатываемой гидросистемы. Основными критериями выбора насоса являются:

• Диапазон рабочих давлений
• Интервал частот вращения
• Диапазон значений вязкости рабочей жидкости
• Габаритные размеры
• Доступность конструкции для обслуживания
• Стоимость

Далее будут рассмотрены различные типы насосов с описанием их конструктивных преимуществ и недостатков.

1.Поршневые Насосы

1.1 Ручные насосы

Простейшим насосом использующим принцип вытеснения жидкости является ручной насос. Данный вид насосов используется в современной технике для обеспечения гидравлической энергией  исполнительных гидродвигателей (в основном линейного перемещения) вспомогательных механизмов. Вторым, часто встречающимся, назначением ручных насосов в гидросистемах является использование его как аварийного источника гидравлической энергии.Давления развиваемые этими насосами лежат в диапазоне до 50МПа, но чаще всего данные насосы используют на давлениях не более 10-15МПа. Рабочий объем до 70 см3. Рабочий объем для ручного насоса это суммарный объем жидкости вытесняемый им за прямой и обратный ход рукоятки. Обычно насосы с малым рабочим объемом способны достигать больших величин рабочего давления, это связано с ограничением силы прикладываемой к рычагу пользователем.

Принцип действия ручного насоса одностороннего действия изображен на рис.1. При ходе поршня вверх через обратный клапан КО2 происходит всасывание жидкости из бака, клапан КО1 при этом закрыт. При ходе поршня вниз происходит вытеснение жидкости через клапан КО1 в напорный трубопровод, клапан КО2 – закрыт.

На рис. 2 показан  ручной насос двустороннего действия. При ходе поршня вверх через обратный клапан КО4 происходит всасывание жидкости из бака в нижнюю полость. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости внапорный трубопровод через клапан КО1. Клапана КО2 и КО3 при этом закрыты. При ходе поршня вниз через обратный клапан КО2происходит всасывание жидкости из бака в нижнюю полость. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости в напорный трубопровод через клапан КО3. Клапана КО1 и КО4 при этом закрыты.

Внешний вид ручного насоса показан на рис. 3.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Достоинства и недостатки:

Достоинства

• простота конструкции.
• высокая надежность.
• отсутствие приводного двигателя.

Недостатки

• Низкая производительность

1. 2Радиально-поршневые насосы

Радиально-поршневые насосы это разновидность роторно-поршневыхгидромашин. Эти насосы применяются для гидросистем с высоким давлением (свыше 40МПа). Эти насосы способны длительно создавать давления до 100МПа.Отличительной особенностью насосов данного типа является их тихоходность, частота вращения насосов данного типакак правило не превышает 1500-2000 об/мин. Частоты вращения до 3000 об/мин можно встретить только для насосов рабочим объемом не более 2-3 см3/об.

Радиально-поршневые насосы бывают двух типов:

• С эксцентричным ротором
• С эксцентричным валом

Радиально-поршневой насос с эксцентричным ротором изображен на рис. 4. Конструктивно поршневая группа насоса установлена в роторе насоса. Ось вращения ротора и ось неподвижного статора смещены на величину эксцентриситета e. При вращении ротора поршни совершают поступательное движение. Величина хода составит 2e. Насос данной конструкции имеет золотниковое распределение. При вращении цилиндры поочередно соединяются с полостями слива и нагнетания разделенными перегородкой золотника, расположенного в центре.

Рис.4

Радиально-поршневой насос с эксцентричным валом изображен на рис. 5. Конструктивно поршневая группа насоса установлена в статоре насоса. Ось вращения вала и ось неподвижного статора совпадают, но на валу имеется кулачок, который смещен на величину е относительно центра вращения вала. При вращении вала, кулачок заставляет поршни совершать поступательное движение. Величина хода составит 2e.  Насос данной конструкции имеет клапанное распределение.  При вращении вала поршни выдвигаясь из цилиндров наполняются жидкостью через клапана всасывания. Нагнетание жидкости происходит через клапана нагнетания  при вхождении поршней в цилиндры.

Данная конструкция редко используется как насосная и намного чаще используется в гидромоторах, о которых будет рассказано в одной из следующих статей.

Рис.5

Рабочий объем гидромашин данного типа можно рассчитать по формуле:

где       z – число поршней

dп – диаметр поршня

е – эксцентриситет

Радиально поршневые насосы могут иметь конструкцию с переменным рабочим объемом. Регулировка рабочего объема происходит за счет изменения величины эксцентриситета е.

Из двух описанных конструкций большее распостранение получили радиально-поршневые насосы с эксцентричным валом. Это явилось следствием более простой конструкции. Фотографии радиально-поршневых насосов с эксцентричным валом представлены на рис. 6.

Рис. 6(а)

Рис. 6(б)

Достоинства и недостатки насосов радиально-поршневого:

Достоинства

• простота конструкции.
• высокая надежность.
• Работа на давлениях до 100МПа.
• Относительно малый осевой размер.

Недостатки

• Высокая пульсация давления
• Малые частоты вращения вала
• Больший вес конструкции по отношению к аксиально-поршневым машинам.

1.3Аксиально-поршневые насосы

Аксиально-поршневые насосы – это разновидность роторно-поршневых гидромашин с аксиальным расположением цилиндров (т.е. располагаются вокруг оси вращения блока цилиндров, параллельны или располагаются под небольшим углом к оси).Существует деление по типу вытеснителя на аксиально-плунжерные и аксиально-поршневые гидромашины. Отличаются они тем, что в первых в качестве вытеснителей используются плунжеры, а во вторых — поршни см. рис. 7.

Рис. 7

Насосы данного типа являются самыми распространёнными в современных гидроприводах. По количеству конструктивных исполнений они во много раз превосходят прочие типы гидронасосов. Эти насосы обладают наилучшими габаритно-весовыми характеристики (иными словами имеют высокую удельную мощность), обладают высоким КПД.Насосы этого типа способны даватьдавление до 40МПа и работать на высоких частотах вращения (насосы общего применения имеют частоты до 4000 об/мин, но существуют специализированные насосы этого типа с частотами вращения до 20000 об/мин).

Все аксиально поршневые насосы можно разделить на 2 типа:

• Снаклонным блоком (ось вращения блока цилиндров располагается по углом к оси вращения вала)
• С наклоннымдиском (ось вращения блока цилиндров совпадает с осью вращения вала)

На рис. 8 показана конструктивная схема аксиально поршневого насоса с наклонным блоком. При вращении вала насоса, вращается шарнирно соединенный с ним блок цилиндров. При этом поршни совершают поступательные движения. Блок цилиндров прилегает к распределителю  который имеет два паза: один паз соединен с линией всасывания, а другой с линией нагнетания. При выдвижении поршня цилиндр движется над пазом всасывания (см. вид А рис.8) и наполняется жидкостью. После прохождения нижней мертвой точки (точки в которой поршень находится в максимально выдвинутом состоянии) цилиндр соединяется с пазом нагнетания в распределителе и начинает вытеснять жидкость из цилиндра пока не достигнет верхней мертвой точки (точки в которой поршень находится в максимально утоленном в цилиндр состоянии). Далее Цилиндр снова соединяется с пазом всасывания и цикл повторяется. Система распределения используемая в данной конструкции насоса называется золотниковой.

Рис.8

Утечки из цилиндров во время нагнетания скапливаются в корпусе насоса. Чтобы не допустить роста давления в корпусе, на насосах данной конструкции имеется линия дренажа. Если ее заглушить, то это приведет к выходу из строя манжеты вала и нарушению герметичности насоса, а в некоторых случаях – к разрушению корпуса насоса.

На рис. 9 показана конструкция насоса с наклонным диском.

Принцип работы насоса с наклонным диском аналогичен работе насоса с наклонным блоком. Насос данной конструкции так-же имеет золотниковое распределение.  Отличие конструкций состоит в соосности осей вала и блока цилиндров.

Рабочий объем аксиально-поршневых насосов можно рассчитать из следующего выражения:

где       z – число поршней

dп – диаметр поршня

Dц– диаметр расположения цилиндров

γ – угол наклона диска(блока)

Для насосов конструкций рис. 8,9возможны исполнения с изменяемым рабочим объемом. Изменение рабочего объема происходит за чет изменения угла наклона диска или блока (в зависимости от конструкции).

Для аксиально-поршневых насосов необходим механизм синхронизации вращения приводного вала и блока цилиндров. Существует четыре основных способа такой синхронизации:

• Синхронизация одинарным (силовым) карданом
• Синхронизация двойным (несиловым) карданом
• Синхронизация шатунами поршней (бескарданная схема)
• Синхронизация коническим зубчатым зацеплением.

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком представлен на рис. 10. В данной конструкции синхронизация вращения вала и блока цилиндров осуществлена посредством конической зубчатой передачи.

Регулируемый аксиально-поршневой насос с наклонным диском  представлен на рис. 11.

Рис. 11

Рассмотрим еще одну довольно распространённую конструкцию  насоса с наклонным диском. Это конструкция аксиально-плунжерного насоса с неподвижным блоком, клапанным распределением и приводом плунжеровкулачкового типа (вращающейся наклонной шайбой). По ГОСТ  17398-72 этот тип насоса классифицируется как аксиально-кулачковый. Схема такого насоса показана на рис. 12.

Рис. 12

Эта конструкция имеет принципиальные отличия от конструкции изображенной на рис. 9. Насос на рис. 12 в отличие от предыдущей конструкции на рис. 9 имеет неподвижный блок цилиндров, совмещенный с корпусом, наклонный диск объединенный с валом и клапанное распределение рабочей жидкости. Ход плунжера определяется вращением наклонного диска. Система распределения работает следующим образом: выдвигаясь из цилиндра поршень создает в камере разряжение и через клапан всасывания камера наполняется жидкостью из полости корпуса, объединенной со всасыванием. При вхождении в цилиндр клапан всасывания находится в закрытом состоянии, происходит вытеснение рабочей жидкости из рабочей камеры через клапан нагнетания в линию нагнетания.

Некоторые конструкции аксиально-кулачковых насосов могут работать на давлениях до 70МПа.

Примечательным является факт отсутствия в данной конструкции линии дренажа так как всасывание осуществляется непосредственно из корпуса насоса. При этом в корпусе насоса абсолютное давления ниже атмосферного. По этой причине в данной конструкции повышенные требования предъявляются к уплотнению вала, при выходе из строя которого насос подсасывает воздух и подает гидросистему смесь воздуха и рабочей жидкости. Такой «воздушный коктейль» приводит к вибрациям в гидросистеме и выходу из строя ее элементов, включая насос.

Рабочий объем рассчитывается по той-же зависимости что и для описанных выше конструкций аксиально-поршневых насосов. Следует отметить что насос данной конструкции не имеет исполнения с регулируемым рабочим объемом.

Фотография насоса сконструктивным вырезом показана на рис. 13.

Достоинства и недостатки насосов аксиально-поршневого типа:

Достоинства

• простота конструкции.
• Работа на давлениях до 70МПа.
• Высокий КПД.
• Частоты вращения до 4000 об/мин
• Высокая удельная мощность.

Недостатки

• Высокая пульсация давления
• Высокая стоимость по сравнению с другими типами гидронасосов.

2. Шестеренные насосы

Шестеренные насосы относятся к типу роторныхгидромашин.  Рабочими элементами (вытеснителями) являются две вращающиеся шестерни. Различают два основных типа таких насосов:

• Насосы внешнего зацепления
• Насосы внутреннего зацепления.

Частным случаем шестеренных насосов с внутренним зацеплением являются героторные насосы.

Шестеренные насосы широко распространены в гидросистемах с невысокими (до 20 МПа) давлениями.  Они широко применяются в сельскохозяйственной, дорожной технике, мобильной гидравлике, системах смазки. Используются для обеспечения гидравлической энергией гидроприводов вспомогательных механизмов в сложных гидросистемах. Столь широкое распространение шестеренные насосы получили за простоту конструкции, компактность и малый вес. Платой за простоту конструкции стало довольно низкое значение КПД (не более 0,85), низкое рабочее давление, и небольшой ресурс (особенно на давлениях ≈20МПа). Шестеренные насосы могут работать на частотах вращения до 5000об/мин.

Существуют образцы шестеренных насосов на давления до 30МПа однако ресурс таких насосов на порядок ниже.

2.1Шестеренные насосы внешнего зацепления

Основными элементами шестеренных насосов внешнего зацепления являются шестерни. При вращении шестерен жидкость, заключенная во впадинах зубьев переносится из линии всасывания в линию нагнетания (рис.14).   Поверхности зубьев А1 и А2 вытесняют при вращении шестерен больше жидкости чем может поместиться в пространстве освобождаемом  зацепляющимися зубьями B1 и B2. Разность объемов, высвобождаемых двумя парами зубьев вытесняется в линию нагнетания. В месте зацепления шестерен при работе насоса образуются области «запертого» объема, что вызывает пульсации давления в линии нагнетания.

Рабочий объем шестеренного насоса можно определить из зависимости:

Где     m – модуль зубьев

z – число зубьев

b – ширина зуба

h – высота зуба

Шестерни насосов внешнего зацепления в большинстве конструкций имеют прямой зуб, однако встречаются конструкции таких насосов с косым и шевронным зубом. Преимущество применения косого зуба состоит в меньшем уровне пульсаций за счет того что в месте зацепления «запертые» объемы не образуются. Недостатком конструкций с косым зубом является возникающая осевая сила, для восприятия которой нужно включать в конструкцию упорные подшипники. Этот недостаток отсутствует в насосах с шевронным зубом, где осевая сила компенсируется формой зуба. У насосов с шевронным зубом также малый уровень пульсаций.

Рис. 14

Конструктивный разрез шестеренного насоса с внешним зацеплением показан на рис. 15.

Рис. 15

Достоинства и недостатки шестеренных насосов внешнего зацепления:

Достоинства

• простота конструкции.
• Частоты вращения до 5000 об/мин
• Низкая стоимость

Недостатки

• Высокая пульсация давления
• Низкий КПД
• Сравнительно низкие давления

2. 2   Шестеренные насосы внутреннего зацепления

Отличительной особенностью шестеренных насосов внутреннего зацепления является меньший уровень пульсаций и как следствие малый уровень шума. В связи с этим они находят широкое в стационарных машинах и механизмах, а так-же на мобильной технике работающей в закрытых помещениях.

Принцип работы шестеренного насоса с внутренним зацеплением  состоит, как и у насосов внешнего зацепления, в переносе жидкости во впадинах шестерен от линии всасывания в линию нагнетания. В зоне всасывания при вращении шестерен объем камеры, образованной зубьями шестерен и серпообразным разделителем, увеличивается(см. рис. 16). При этом происходит наполнение рабочей камеры жидкостью из линии всасывания. В зоне нагнетания происходит процесс вытеснения рабочей жидкости в линию нагнетания, т.к. объем камеры в этой зоне при вращении шестерен уменьшается.

Рабочий объем шестеренного насоса с внутренним можно определить из зависимости:

Где     m – модуль зубьев

z – число зубьев внутренней шестерни

b – ширина зуба

h – высота зуба

Конструктивный разрез шестеренного насоса с внутренним зацеплением показан на рис. 17.

Рис.17

Достоинства и недостатки шестеренных насосов внутреннего зацепления:

Достоинства

• простота конструкции.
• Частоты вращения до 4000 об/мин
• Низкий уровень шума
• Низкая стоимость

Недостатки

• Низкий КПД
• Сравнительно низкие давления

2.3 Героторные насосы.

Героторные насосы это разновидность шестеренных насосов с внутренним зацеплением. Отличие от классической конструкции шестеренного насоса с внутренним зацеплением состоит в отсутствии серпообразного разделителя. Разделение полостей всасывания и нагнетания реализовано за счет применения специального профиля. Его форма такова что в зоне где должен находиться серпообразный разделитель обеспечен постоянный контакт шестерен. (рис.18). Принцип работы насоса данной конструкции точно такой же как и шестеренного насоса с внутренним зацеплением. Героторные насосы обычно используют при невысоких давлениях (до 15МПа) и подачах до 120 л/мин. При этом частоты вращения составляют не более 1500 об/мин.

Изображение героторногопоказано насосана рис. 19.

Рис.18

Рабочий объем героторного насоса можно определить из выражения:

Где     Аmin,Аmin – минимальная и максимальная площадь межзубьевой камеры

z – число зубьев внутренней шестерни

b – ширина зуба

\

Рис.19

Достоинства и недостатки героторных насосов:

Достоинства

• Простота конструкции
• Низкий уровень шума

Недостатки

• Невысокий КПД
• Высокая по сравнению с шестеренными насосами стоимость

2.4 Роторно-винтовые насосы.

Еще одной разновидностью шестеренного насоса можно считать винтовые насосы. Их рабочие элементы можно представить как косозубые шестерни с количеством зубьев равному числу заходов винтовой нарезки. Главным преимуществом этих насосов является равномерность подачи и как следствие низкий уровень шума. Достоинством насоса также является его способность перекачивать жидкости с твердыми включениями. Давление развиваемое насосом может составлять до 20МПа. Частоты вращения до 1500 об/мин.

Ввиду сложности изготовления данного типа насосов, они не получили широкого распространения и применяются лишь в специфических гидросистемах. Существуют двух (рис. 20) и трехвинтовые (рис. 21) конструкции насосов.

Достоинства и недостаткироторно-винтовых насосов:

Достоинства

• Низкий уровень шума
• Низкий уровень пульсаций

Недостатки

• Невысокий КПД
• Высокая стоимость

3.   Пластинчатые насосы.

Пластинчатые гидронасосы это гидромашины в которых роль вытеснителя рабочей жидкости выполняют радиально расположенные пластины, которые совершают возвратно-поступательные движения при вращении ротора. В российской литературе пластины часто называют – шиберами, а насосы – шиберными.

Различают пластинчатые гидронасосы однократного действия и двойного действия. У насосов однократного действия за один оборот вала гидромашины процесс всасывания и нагнетания осуществляется один раз, в машинах двойного действия — два раза.

Пластинчатые насосы имеют низкий уровень шума и хорошую равномерность подачи. Также эти насосы имеют сравнительно большие рабочие объемы при небольших габаритах. Пластинчатые гидронасосы могут работать на давлениях до 21МПа при частотах вращения до 1500 об/мин.

3.1 Насос однократного действия

Принцип работы насоса однократного действия состоит в следующем. При сообщении вращающего момента валу насоса ротор насоса приходит во вращение (см. рис. 22). Под действием центробежной силы пластины прижимаются к корпусу статора, в результате чего образуется две полости, герметично отделённых друг от друга. При прохождении пластин через область всасывания, объем рабочих камер между ними увеличивается и происходит всасывание рабочей жидкости.При прохождении пластин через область нагнетания, объем рабочих камер между ними уменьшается и происходит вытеснение рабочей жидкости в линию нагнетания. Для обеспечения прижима пластин в зоне нагнетания в полость под ними подводится давление из линии нагнетания. В некоторых случаях дополнительный прижим пластин организуется за счет установки пружин под пластины.

Рабочий объем пластинчатого насоса однократного действия рассчитывается как:

Где     e – эксцентриситет

b – ширина пластины

Насосы однократного действия конструктивно могут иметь исполнения с регулируемым рабочим объемом. Регулировка рабочего объема происходит за счет изменения величины эксцентриситета e.

Рис. 22

Достоинства и недостаткипластинчатых насосов однократного действия:

Достоинства

• Низкий уровень шума
• Низкий уровень пульсаций
• Возможность регулировки рабочего объема
• Низкая по сравнению с роторно-поршневыми насосами стоимость.
• Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.

Недостатки

• Большие нагрузки на подшипники ротора.
• Сложность уплотнения торцов пластин
• Низкая ремонтопригодность
• Сравнительно невысокие давления (до 7МПа)

3.2 Насос двойного действия

Принцип действия насоса двойного действия полностью аналогичен принципу работы насоса однократного действия (рис. 23). Отличием является наличие двух зон всасывания и двух зон нагнетания. Для обеспечения прижима пластин в зоне нагнетания, также как и насосов однократного действия, подводится давление нагнетания.

Рис. 23

Рабочий объем пластинчатого насоса двойного действия рассчитывается как:

Где     b – ширина пластины

Изображение внутреннего устройства пластинчатого насоса двойного действия показано на рис. 24.

Рис. 24

Достоинства и недостаткипластинчатых насосов двойного действия:

Достоинства

• Низкий уровень шума
• Низкий уровень пульсаций
• Возможность регулировки рабочего объема
• Уравновешенность радиальных нагрузок в роторе.
• Низкая по сравнению с роторно-поршневыми насосами стоимость.
• Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.
• Большие по сравнению пластинчатыми насосами однократного действия давления (до 21МПа)

Недостатки

• Низкая ремонтопригодность
• Сложность уплотнения торцов пластин

4. Рекомендации по выбору насоса для гидросистемы.

Выбор типа и насоса нужно осуществлять исходя из условий работы гидросистемы, ее назначения и требований к параметрам потребного потока рабочей жидкости.

Основными параметрами при выборе типа насоса являются:

• Уровень действующих давлений рабочей жидкости;
• Класс чистоты рабочей жидкости;
• Диапазон вязкостей рабочей жидкости;
• Экономическое обоснование применения.

При выборе насоса для гидросистемы следует учитывать большое количество определяющих факторов. Основными критериями с которых необходимо начать выбор насоса являются необходимая подача Qи давлениеp. Также в начале процедуры подбора необходимо четкое представление о типе приводного двигателя. В зависимости от предназначения и базирования механизма приводимого в действие гидросистемой приводной двигатель может быть электрическим или двигателем внутреннего сгорания. При выборе мощности приводного двигателя следует определить необходимую для гидросистемы гидравлическую мощность, которую можно приблизительно определить по зависимости (1).

где     Q – подача насоса [л/мин]

p – давление в гидросистеме [МПа]

ɳ — КПД насоса (шестеренного и пластинчатого ɳ=0,85, для роторно-поршневого ɳ=0,9)

После определения мощностивыбирается тип гидронасоса исходя из характеристик свойственных для каждого из типов насосов и рабочего давления. Необходимый рабочий объем гидронасоса определяется как:

где     Q – необходимая подача насоса [л/мин]

n – частота вращения двигателя [об/мин]

Определив необходимый рабочий объем насоса,выбираем по каталогу насос выбранного типа с наиболее близким значением рабочего объема. После чего взяв из каталога реальные значения q0и ɳ, рассчитываем реальное значение подачи насосаQ:

и проверяем насос на совместимость с выбранным двигателем по мощности (см. выражение (1)).

При необходимости наличия регулируемой подачи насоса, помимо установки регулируемого насоса, можно применить насос постоянного рабочего объема при этом подачу регулировать оборотами приводного двигателя. Данный способ регулирования может быть осуществлен в ограниченных характеристиками двигателя пределах.

Для ступенчатой регулировки скорости гидродвигателя в гидросистеме можно применять два насоса илимногосекционные насосы, фактически представляющие собой несколько насосовконструктивно выполненных одним блоком. Для регулировки скорости в этом случае необходимо подключать или отключать секции насоса изменяя тем самым суммарную подачу насоса. Способы коммутации секций будут описаны в статьях 7 и 8.

5. Причины отказа насосов.

При эксплуатации насоса следует обращать внимание на условия его работы. Наиболее часто неисправность насоса бывает вызвана:

• Попаданием посторонних частиц (грязи)
• Масляным голоданием
• Работой на водно-масляной эмульсии
• Работой на воздушно-масляной смеси
• Работой с перегрузкой по давлению
• Превышением допустимых оборотов
• Превышение давления в корпусе
• Перегревом рабочей жидкости

6. Заключение.

Данная статья написана в помощь специалистам осуществляющим ремонт, обслуживание и эксплуатацию гидросистем станочного оборудования и мобильных машин. Ознакомившись с вышенаписанным материалом, читатель получает базовые сведения о самых распространённых типах гидравлических насосов, их преимуществах и недостатках. Также в материале имеется простейший алгоритм определения мощности насоса и подбора приводного двигателя.

Следует отметить что практически все описанные конструктивные типы насосов могут использоваться в качестве гидромоторов, но об этом в следующей статье…

Все типы насосов описанные в данной статье можно приобрести в компании RGC гидроагрегаты.Возможна поставка гидрооборудования и запасных частей под заказ. Также в нашей компании можно получить консультации по гидрооборудованию.

Внимание! Данная статья авторская. При копировании ее с сайта обязательно указывать источник!

С Уважением,

Начальник конструкторского отдела

Лебедев М.К.

Тел.: 8(800) 550-42-20 

Поршневый насос, гидравлический, устройство, принцип работы, ремонт

В поршневых возвратно-поступательных насосах силовое взаимодействие рабочего органа с жидкостью происходит в неподвижных рабочих камерах, которые попеременно сообщаются с полостями всасывания и нагнетания за счет впускного и выпускного клапанов.

В качестве рабочего органа (вытеснителя) в возвратно-поступательных насосах используются поршень, плунжер или гибкая диафрагма. Поэтому такие насосы подразделяются на поршневые, плунжерные и диафрагменные. Возвратно-поступательные насосы также подразделяются по способу привода на прямодействующие и вальные. Привод прямодействующего насоса осуществляется за счет возвратно-поступательного воздействия непосредственно на вытеснитель. Примером такого насоса является простейший насос с ручным приводом. Вальный насос приводится за счет вращения ведущего вала, которое преобразуется в возвратно-поступательное движение при помощи кулачкового или кривошипно-шатунного механизма.

Поршневой насос конструкция

Рассмотрим устройство и принцип работы поршневого насоса с вальным приводом

на рис. 1, а

приведена конструктивная схема поршневого насоса с кривошипно-шатунным механизмом. Приводной вал 7 через кривошип 6 радиусом ( r ) и шатун 5 приводит в движение поршень 3 площадью ( Sп ) который движется возвратно-поступательно в корпусе (цилиндре) 4. Насос имеет два подпружиненных клапана: впускной 1 и выпускной 2. Рабочей камерой данного насоса является пространство слева от поршня, ограниченное корпусом 4 и крайними положениями поршня 3 оно на рисунке затемнено. При движении поршня 3 вправо жидкость через впускной клапан 1 заполняет рабочую камеру, т. е. обеспечивается всасывание. При движении поршня 3 влево жидкость нагнетается в напорный трубопровод через клапан 2.

   Рассматриваемый насос имеет одну рабочую камеру ( z = 1 ), и за один оборот вала поршень 3 совершает один рабочий ход, т.е. это насос однократного действия (к = 1). Из анализа рис. 1, а следует, что рабочий ход ( L ) поршня 3 равен двум радиусам кривошипа 6. Тогда в соответствии с (рис. 1) рабочий объем насоса равен объему рабочей камеры и может быть вычислен по формуле

WQ = WK = Sп * 2r

Характеристики поршневого насоса

Насосы с поршнем в качестве вытеснителя являются самыми распространенными из возвратно-поступательных насосов. Они могут создавать значительные давления (до 30…40 МПа). Однако выпускаются также насосы, рассчитанные на значительно меньшие давления (до 1… 5 МПа). Скоростные параметры этих насосов (число рабочих циклов в единицу времени) во многом определяются конструкцией клапанов, так как они являются наиболее инерционными элементами. Насосы с подпружиненными клапанами допускают до 100…300 рабочих циклов в минуту. Насосы с клапанами специальной конструкции позволяют получить до 300…500 циклов в минуту.

   В поршневых насосах существуют все три вида потерь: объемные, гидравлические и механические потери. Объемные КПД ( η0 ) большинства поршневых насосов составляют 0,85…0,98. Гидравлические КПД ( ηг ), определяемые потерями напора в клапанах, находятся в пределах 0,8…0,9, а механические КПД ( ηм ) – 0,94…0,96. Полный КПД ( ηн ) для большинства поршневых насосов составляет 0,75…0,92. Определяется по формуле

ηн = η м *ηг *η0

    Значительно реже применяются насосы с плунжером в качестве вытеснителя. У этих насосов существенно больше поверхность контакта между корпусом и вытеснителем, что позволяет значительно лучше уплотнить рабочую камеру. Плунжерные насосы обычно изготовляются с высокой точностью, поэтому они являются весьма дорогими, но позволяют получать очень большие давления — до 150…200 МПа. Основной областью использования плунжерных насосов являются системы топливоподачи дизелей.

   На рис. 1, б приведена конструктивная схема такого насоса с кулачковым приводом. Ведущий вал приводит во вращение кулачок 11, который воздействует на плунжер 9, совершающий возвратно-поступательные движения в корпусе (цилиндре) 4, причем движение плунжера влево обеспечивается кулачком 11, а обратный ход — пружиной 10. Данный насос имеет только один клапан — выпускной 2. Отсутствие впускного клапана является особенностью насосов, используемых на дизелях. Их топливные системы обычно имеют вспомогательные насосы, и заполнение рабочей камеры плунжерного насоса обеспечивается через проточку 8 вспомогательным насосом.

   Диафрагменные насосы в отличие от насосов, рассмотренных выше, достаточно просты в изготовлении и поэтому являются дешевыми. На рис. 1, в приведена схема прямодействующего диафрагменного насоса. В корпусе 4 насоса закреплена гибкая диафрагма 12, прикрепленная также к штоку 13. Насос имеет два подпружиненных клапана: впускной 1 и выпускной 2. Рабочей камерой насоса является объем внутри корпуса 4, расположенный слева от диафрагмы 12. Рабочий процесс диафрагменного насоса не отличается от рабочего процесса поршневого насоса.

   Диафрагменные насосы не могут создавать высокое давление, так как оно ограничивается прочностью диафрагмы. Его максимальные значения в большинстве случаев не превышают 0,1… 0,3 МПа. Диафрагменные насосы нашли применение в топливных системах карбюраторных двигателей.

   Очень существенным недостатком возвратно-поступательных насосов с вытеснителем любой конструкции является крайняя неравномерность их подачи Q во времени t. Это вызвано чередованием тактов всасывания и нагнетания. График подачи Q, представленный на рис. 2, а, наглядно демонстрирует эту неравномерность. Для ее снижения используют два способа.

   Первым из этих способов является применение многокамерных насосов. В этом случае нагнетание осуществляется несколькими вытеснителями по очереди или одновременно. На рис. 2, б представлен график подачи трехпоршневого насоса, на котором тонкими линиями показаны подачи отдельных рабочих камер, а толстой — суммарная подача насоса. Конструкции многокамерных насосов весьма разнообразны, но в большинстве случаев это насосы с несколькими рабочими камерами в одном корпусе. При увеличении числа рабочих камер с целью уменьшения неравномерности подачи предпочтение следует отдавать насосам с нечетным числом камер.

   Вторым способом снижения неравномерности подачи жидкости является установка в гидролинию на выходе насосов гидравлических аккумуляторов. На рис. 2, в приведена схема насоса с гидравлическим аккумулятором, который представляет собой замкнутую емкость, разделенную гибкой диафрагмой на две полости. При ходе нагнетания часть подаваемой насосом жидкости заполняет нижнюю полость гидроаккумулятора, а газ (воздух) в верхней полости сжимается. При ходе всасывания давление в трубопроводе снижается и жидкость из гидроаккумулятора вытесняется сжатым газом. График подачи Q во времени t такого устройства приведен на рис. 2, а. Следует отметить, что вместо термина гидроаккумулятор в литературе используется также термин воздушный колпак.

Гидравлические насосы: поршневые против шестеренчатых

При установке гидравлики часто возникает дилемма с выбором типа гидронасоса. Эта статья может помочь тем, кто еще не определился с предпочтениями.

Спор между владельцами шестеренчатых и аксиально-поршневых гидронасосов вечен, словно война фанатов «Пепси» и «Кока-Колы». Владельцы гидрофицированных тягачей никак не придут к общему мнению, какие насосы лучше. Да, и те, и другие успешно справляются с прокачкой гидравлической жидкости. Но при этом одни люди выбирают «аксиальники», а другие без ума от «шестерёнников». Почему так?

Прежде всего потому, что между этими гидроагрегатами есть существенные различия, которые определяют их достоинства и недостатки. Чтобы понять, какой из насосов заслуживает называться лучшим, следует изучить их сильные и слабые стороны.

Аксиально-поршневой гидронасос

Работа аксиально-поршневого насоса основана на вращении вала и соединенного с ним блока цилиндров. Цилиндры при этом совершают поступательные движения, создавая давление и прокачивая жидкость по гидравлической системе.

Данный тип насосного гидрооборудования наиболее популярен и широко распространен в современной технике. Главная причина – наилучшие по сравнению с другими насосами габаритные и весовые параметры. Аксиально-поршневые устройства имеют одно из самых оптимальных соотношений размеров и массы к выдаваемой мощности. Так, 60-литровый «аксиальник» весит на 3 кг меньше аналогичного шестеренчатого «коллеги».

Аксиальные насосы способны работать под высоким давлением и на высоких оборотах двигателя. Это относится не только к устройствам, использующимся в автомобилях. Так, некоторые промышленные аксиальные гидронасосы отлично чувствуют себя, функционируя при 20 тыс (!). оборотов в минуту.

Плюсы:

• Относительно небольшие размеры и вес при большой мощности;

• Способность эффективно работать на высоких оборотах;

• Способность выдерживать серьезное общее давление в гидросистеме;

• Высокий КПД.

Минусы:

• Более высокая цена по сравнению с шестеренчатыми насосами;

• Меньший ресурс и более частые поломки;

• Трудности в ремонте и обслуживании ввиду наличия большого количества сложных движущихся деталей.

Шестеренчатый гидронасос

Данный тип устройств перекачивает рабочую жидкость при помощи вращающихся шестеренок, находящихся в постоянном зацеплении друг с другом. Крутясь, шестерни создают вакуум, благодаря чему масло поступает из гидробаков в рабочую камеру и далее движется по всей системе.

«Шестеренники» бывают двух типов – с внешним и внутренним зацеплением шестерней. В первом случае шестеренки находятся рядом, во втором одна вложена в другую. Принцип работы при этом всегда одинаков и основан на создании разреженного пространства в области выхода деталей из зацепления.

Для шестеренчатого гидронасоса крайне важна точность подгонки деталей друг к другу. Повреждения или «разболтанность» шестерней влекут быструю потерю мощности и приводят к выходу агрегата из строя.

Плюсы:

• Чрезвычайно простая конструкция. Как следствие – беспроблемный ремонт и обслуживание;

• Невысокая стоимость по сравнению с другими гидронасосами;

• Стабильная работа без пульсации рабочей жидкости;

• Возможность эффективно прокачивать рабочую жидкость высокой вязкости;

• Малошумность.

Минусы:

• Тихоходность. Шестеренчатый гидронасос плохо приспособлен к работе на высоких оборотах мотора. Функционирование в данном режиме может привести к избыточным нагрузкам на шестерни, их вдавливанию в стенки рабочей камеры и выходу насоса из строя;

• Невысокий КПД по сравнению с поршневыми агрегатами;

• Невозможность работать при высоком давлении.

Общий вывод

В битве шестеренки и поршня нет победителя. Каждый вид гидравлических насосов обладает своими уникальными преимуществами. Именно поэтому и первые и вторые продаются одинаково хорошо.

Выбирая «сердце» для автомобильной гидравлики, следует руководствоваться задачами и условиями, при которых эксплуатируется автомобиль. Если он возит грузы без серьезного перевеса и часто бывает вдали от хороших СТО – лучше выбрать «шестеренник». Если же нужна высокая мощность и всегда есть возможность осуществить сложный ремонт – отдайте предпочтение аксиально-поршневым агрегатам.
 

Гидравлический насос — шестеренный, пластинчатый, аксиально-поршневой

Шестеренные насосы с внешним зацеплением

-Насосы GP представляют собой насосы фиксированной производительности с шестернями внешнего зацепления с компенсацией осевого зазора
-Насосы характеризуются значительными величинами расхода даже при высоких давлениях, низким уровнем шума и продолжительным сроком службы благодаря системе балансировки нагрузки на направляющих втулках
-Насосы подразделяются на три типоразмера соответственно 9. 1 , 34.4 и 87.6 см3/об и рабочими давлениями до 250 бар ( в стандартном варианте) и до 310 бар ( в варианте  высокого давления “H” )
-Насосы поставляются в различных вариантах исполнения и могут комбинироваться с целью создания многосекционного насоса

Шестеренные насосы с внешним зацеплением

–Насосы 1P представляют собой насосы фиксированной производительности с шестернями внешнего зацепления с компенсацией осевого зазора.
–Насосы характеризуются значительными величинами расхода даже при высоких рабочих давлениях, низким уровнем шума и продолжительным сроком службы благодаря системе балансировки нагрузки на направляющих втулках.
–Насосы выпускаются с производительностью от 1,1 до 8,0 см3/об и рабочими давлениями до 230 бар.
–Насосы выпускаются с коническим валом, вращающимся по часовой стрелке.
–Гидравлическое присоединение представляет собой отверстия с резьбой типа BSP.

Шестеренные насосы с внутренним зацеплением

— Насосы IGP представляют собой насосы объемного действия с шестернями внутреннего зацепления и поставляются в пяти типоразмерах, каждый из которых подразделяется по производительности.
— Насосы характеризуются высокой производительностью благодаря радиальной и осевой компенсации в соответствии с уровнем рабочего давления, а также низким уровнем шума.
— Оптимальное распределение нагрузки и специальные подшипники скольжения обеспечивают непрерывную работу насосов при высоких давлениях и продолжительный срок их службы.
— Насосы IGP также поставляются в различных вариантах исполнения для создания многосекционных насосов.

Пластинчатые насосы фиксированной производительности

—Насосы DFP представляют собой насосы фиксированной производительности, выпускаемые в четырех типоразмерах, каждый из которых имеет пять различных номинальных показателей производительности.
Насосы выпускаются как с одним рабочим узлом (одиночные насосы), так и с двойным рабочим узлом (сдвоенные насосы).

Комбинации сдвоенных насосов приводятся в пп. 15-20.

—Рабочий узел насоса состоит из компактного встраиваемого насосного элемента, включающего в себя ротор, лопасти, статорное кольцо и распределительные диски.
Встраиваемый насосный элемент выполнен легкосъемным, без необходимости отсоединения насоса от гидравлического контура, что упрощает работы по техническому обслуживанию.
—Специальное эллиптическое сечение статорного кольца со сдвоенными всасывающими и напорными камерами, расположенными одна напротив другой, исключает появление радиальных нагрузок на ротор, что резко снижает износ насоса. Кроме того, за счет использования 12-лопастного ротора снижаются колебания давления в напорной магистрали, что снижает вибрацию и уровень шума при работе насоса.

Пластинчатые насосы регулируемой производительности

— Насосы  PVD  представляют  собой  насосы  регулируемой производительности с механической стабилизацией давления.
— Данные насосы дают возможность автоматической регулировки расхода в соответствии с потребностями системы. В результате потребление энергии снижается до уровня,адекватного реальной потребности на каждой фазе процесса.
— Насосный агрегат имеет распределительные пластины с гидростатической осевой компенсации, улучшающими объемный КПД насоса и снижающими износ его компонентов.
— Стабилизация давления осуществляется за счет того, что статорное кольцо насосного агрегата удерживается в  эксцентрическом положении регулируемой нагрузочной пружиной компенсатора давления.
— Когда давление в напорной магистрали выравнивается с давлением, соответствующим установленной нагрузке пружины, статорное кольцо перемещается в сторону центра оси насоса (эксцентриситет уменьшается), за счет этого расход насоса снижается до уровня, необходимого в данный момент системе.
— Если потребность системы в рабочей жидкости равна нулю, насос подает масло только для компенсации возможных утечек или потерь на управление, таким образом поддерживая давление в системе постоянным.
— Время срабатывания компенсатора очень мало, что позволяет не использовать перепускной предохранительный клапан.
— Также выпускаются варианты насоса с возможностью регулировки максимальной величины расхода PVD***Q.

Пластинчатые насосы регулируемой производительности с регулятором давления прямого действия

—Насосы PVE представляют собой пластинчатые насосы регулируемой производительности, оборудованные регулятором давления.
—Насосный агрегат имеет распределительные пластины с гидростатической осевой компенсацией, улучшающими объемный КПД насоса и снижающими износ его компонентов.
—Стабилизация давления осуществляется за счет того, что статорное кольцо насосного агрегата удерживается в эксцентрическом положении регулируемой нагрузочной пружиной компенсатора давления.
Когда давление в напорной магистрали выравнивается с давлением, соответствующим установленной нагрузке пружины, статорное кольцо перемещается в сторону центра оси насоса (эксцентриситет уменьшается), за счет этого расход насоса снижается до уровня, необходимого в данный момент системе.
Если потребность системы в рабочей жидкости равна нулю, насос подает масло только для компенсации возможных утечек или потерь на управление, таким образом поддерживая давление в системе постоянным.
—Насосы PVE могут поставляться одного из четырёх размеров, с максимальной производительностью от 6,6 до 23,3 см3/об и с максимальными устанавливаемыми значениями регулятора давления до 35 бар и 70 бар (стандартный вариант).

Пластинчатые насосы регулируемой производительности

—Насосы PVA представляют собой насосы регулируемой производительности с регулируемой гидравлической стабилизацией давления.
—Данные насосы дают возможность автоматической регулировки расхода в соответствии с потребностями системы. В результате потребление энергии снижается до уровня, адекватного реальной потребности на каждой фазе процесса.
—Насосный агрегат имеет распределительные пластины с гидростатической осевой компенсации, улучшающими объемный КПД насоса и снижающими износ его компонентов.
—Стабилизация давления осуществляется за счет того, что статорное кольцо насосного агрегата удерживается в эксцентрическом положении гидравлически регулируемым поршнем ступени пилотного управления компенсатора давления.
— Когда давление в напорной магистрали выравнивается с давлением, соответствующим установленному давлению ступени управления, статорное кольцо перемещается в сторону центра оси насоса (эксцентриситет уменьшается), за счет этого расход насоса снижается до уровня, необходимого в данный момент системе.
— Если потребность системы в рабочей жидкости равна нулю, насос подает масло только для компенсации возможных утечек или потерь на управление, таким образом поддерживая давление в системе постоянным.
—Время срабатывания компенсатора очень мало, что позволяет не использовать перепускной предохранительный клапан.
—Также выпускаются варианты насоса с регулировкой максимальной величины расхода (исполнение PVD***Q), а также с устройством для выбора двух независимых значений давления электромагнитным клапаном (исполнение PVA***M).

Аксиально-поршневые насосы регулируемой производительности

—Насосы VPPM представляют собой аксиально-поршневые насосы регулируемой производительности с гидравлически регулируемой наклонной шайбой и пригодные для использования с разомкнутыми контурами.
—Насосы поставляются с четырьмя размерами корпуса и максимальной производительностью 29, 46, 73 и 87 см3/об соответственно.
—Величина расхода насоса пропорциональна частоте вращения и углу наклона шайбы, который можно непрерывно и плавно регулировать. Максимальный и минимальный углы наклона можно ограничить механически с использованием регулировочных винтов.
— Насосы характеризуются средними и высокими рабочими давлениями (постоянное 280 бар и пиковое 350 бар). Благодаря некоторым особенностям их конструкции данные насосы способны выдерживать высокие осевые и радиальные нагрузки на вал.
—Насосы обычно поставляются с крепежным фланцем по ISO 3019/2, за исключением задних и промежуточных насосов в случае многосекционного насоса. Такие насосы выпускаются только с фланцем по SAE J744 с 2-мя отверстиями и со шлицевым валом по SAE J744 (см. п. 19).
—Насосы поставляются с 7-ю различными типами регулировочных устройств в соответствии с конкретными применениями (см. пп. 8-14).

Аксиально-поршневые насосы регулируемой производительности

— Насосы VPPL представляют собой аксиально-поршневые насосы регулируемой производительности с наклонной шайбой и пригодные для работы в контурах с низким и средним давлением.
— Насосы производятся в 7-ми типоразмерах с производительностью 8, 16, 22, 36, 46, 70 и 100 см3/об.
— Величина подачи насоса пропорциональна частоте вращения вала и углу наклона шайбы, который можно непрерывно и плавно регулировать. Максимальный и минимальный угол наклона шайбы можно ограничить при помощи регулировочных винтов.
— Насосы производятся с фланцем и цилиндрическим валом по SAE J744.
— Насосы производятся с 4-мя типами регуляторов в соответствии с конкретными применениями.

Гидронасос Parker P2 и P3 поршневой регулируемый в наличии

Описание

Гидравлический насос Parker серии P2 и P3 поршневой регулируемый

Оптимальная конструкция для применения в мобильных системах:

Специальная конструкция наружного кожуха и особое расположение портов.
Высокая скорость самозаполнения.
Стандартный объем предварительного сжатия.
Допуск для работы в тяжелых условиях (размер 105 и 145) при повышенной удельной мощности.

Преимущества гидронасосов

серии P2 и P3:

Удобство монтажа благодаря прямому соединению с валом отбора мощности.
Высокая производительность в результате увеличения расхода на выходе.
Возможность эксплуатации при большой высоте над уровнем моря.
Низкий уровень шума и сниженная пульсация потока.

Камера пульсаций

Камера пульсаций гидравлических насосов снижает пульсации расхода, а вследствие этого — и пульсации давления нагнетания насоса. Эта технология позволяет снизить пульсации на 40 – 60%. Это приводит к существенному снижению общего шума системы без использования дополнительных компонентов и затрат. Камера пульсаций входит в стандартную конструкцию всех насосов серий P2 и P3 с боковыми портами.

Рекомендуемые рабочие жидкости

Обычное минеральное масло
Высококачественная гидравлическая жидкость / масло HLP
Биоразлагаемая гидравлическая жидкость
Синтетическая гидравлическая жидкость
Негорючие жидкости, жидкости на водной основе (HFC)
Для жидкостей на водной основе максимальное давление в системе снижено до 210 бар. При использовании жидкостей на водной основе срок службы подшипников снижается до 25%.

Вязкость

Минимальная вязкость для кратковременной работы: 10 мм²/с (сСт)
Номинальная рабочая вязкость: 15…40 мм²/с (сСт)
Максимальная вязкость для кратковременной работы: 1000 мм²/с (сСт)

Фильтрация

Для обеспечения максимальной работоспособности и срока службы гидронасоса и компонентов системы необходимо предусмотреть эффективную фильтрацию для защиты системы от загрязнения. Чистота жидкости должна соответствовать классификации ISO 4406. Качество фильтрующих элементов должно соответствовать стандартам ISO.

Рекомендации в отношении фильтрации: Класс 21/18/24 согласно ISO 4406

Технические характеристики гидравлических насосов

серии P2 и P3:

Размер корпуса	Единица измерения	P2060	P2075	P2105	P2145	P3105	P3145
Макс. рабочий объем	[см³/об]	60	75	105	145	105	145
Частота вращения самозаполнения при абсолютном давлении всасывания 1 бар 1)	[об/мин]	2800	2500	2300	2200	2600	2500
Номинальное давление 2)	[бар]	320	320	350	350	350	350
Мин. абсолютное давление всасывания 1)	[бар]	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
Макс. абсолютное давление всасывания	[бар]	10	10	10	10	1,5	1,5
Макс. давление слива корпуса, абсолютное	[бар]	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Миним. давление нагнетания	[бар]	15	15	15	15	15	15
Уровень шума при полном расходе при 1800 об/мин и 250 бар	[дБ(А)]	74	76	78	80	78	80
Масса с системой управления с измерением нагрузки	[кг]	37	44	63	78	62	76
Момент инерции (на оси вала)	[кг-м2]	0,0061	0,0101	0,0168	0,0241	0,0177	0,0264

Гидравлические насосы | Gidravlika-m7.

ru

Гидравлические насосы, повсеместно используемые в различных областях промышленности, имеют отличный эксплуатационный потенциал. 

Гидронасос — сложное гидравлическое устройство, и от правильного функционирования этого узла зависит качество работы всей машины, в которую он входит. Выбирая гидравлический насос, руководствуются следующими основными характеристиками: назначение, рабочий объем, давление и тип присоединения.

Если гидравлические насосы купить в нашей компании, то вы получите удобные насосы, работающие в диапазоне до -40 град. С, с резьбовым входом и выходом, а также квалифицированную консультацию по установке.

Подключая гидронасос, необходимо обеспечить достаточное сечение линии от бака. При выполнении рекомендаций производителя, гидронасос прослужит долго.

Наша компания специализируется на продаже и монтаже насосов (и остальной  гидравлики для грузовой техники). Мы работаем честно и грамотно. Подтверждает это тот факт, что основная часть дилеров  европейской техники Санкт-Петербурга устанавливает гидронасосы именно у нас. У нас проверенные поставщики, мы дорожим репутацией и не поставляем комплектующие низкого качества.

Мы продаем аксиально-поршневые и шестеренчатые гидронасосы.

Типоразмеры аксиально поршневых гидронасосов можно посмотреть тут.

Типоразмеры шестеренчатых гидронасосов- тут. Цены на наиболее распространенные гидронасосы тут. Если Вы не нашли цену на нужный Вам насос, это не значит, что его нет. Позвоните по тел +7 (499) 707-28-07 и уточните цены на нужный Вам насос. На сайте выложены только распространенные модели. 

Насосы OMFB и Sunfab подходят, в первую очередь, для привода самосвала, краны-манипулятора, бензовоза, автокрана и др. систем. 
Для привода самосвала чаще всего подходят гидронасосы с объемом раб. камеры 64-84 куб.см. Для автокрана – 55-108 куб.см. Для крана-манипулятора 25-84 куб. см. 
Насосы могут быть присоединены непосредтственно к коробке отбора мощности, или через карданный вал (для этого гидронасос доукомплектовывается адаптером присоединения к карданному валу).

В случае, привода через карданный вал, гидронасосы OMFB и Sunfab могут быть заменой для отечественных аксиально-поршневых насосов. Например, насос 310.2.56 и 310.3.56  заменяется насосом HDS 55. Аналогично можно менять и 112 насос. 

Характеристики нерегулируемых аксиально-поршневых насосов с наклонным блоком.

Аксиально-поршневые насосы отличаются:

1. по форме (с наклонным блоком и с наклонной шайбой)

2. По возможности управления подачей рабочей жидкости (регулируемые и нерегулируемые)

3. По количеству рабочих камер (однокамерные и двухкамерные).

4. По способу присоединения к приводу (ISO, UNI SAE-B и пр.)

Наиболее массовые насосы – аксиально-поршневой насос с наклонным блоком нерегулируемый тип ISO

текущее состояние, направления развития, технологии.

Гидравлический насос, в современном машиностроении, является одним из направлений такого класса агрегатов как гидромашины. Большое распространение в современной технике получили аксиально-плунжерные гидромашины, которые могут использоваться как насосы, и как гидромоторы. В отличии от аксиально-поршневой гидромашины в аксиально–плунжерной в качестве вытеснителей используются плунжеры – длинные поршни цилиндрической формы.

В данной статье речь пойдет о гидравлическом поршневом насосе, относящегося к аксиально-плунжерным гидромашинам, и о его роли в гражданской авиации. Будет представлено описание разновидностей, конструктивных особенностей, строения и принципа работы современных гидравлических насосов. Будет рассказано о достижениях некоторых исследовательских групп по этой тематике. Рассмотрены проблемы и ограничения в области исследования гидравлических насосов в авиации, и направления будущих исследований по данной тематике для получения нужной информации.

В статье приведен анализ некоторых технологий, непосредственно связанных с гидравлическим насосом, в таких областях как: трение, шумоподавление, терморегулирование, диагностика неисправностей, старение механических элементов конструкции.

1. Введение

Гидравлический насос является наиболее распространенным насосом, используемым в авиации, и ключевым силовым компонентом в гидравлической системе самолета. Гидравлический насос конвертирует механическую энергию в гидравлическую, поставляя энергию во многие механизмы самолета:

• для управления закрылками, для выполнения регулировки положения полета;
• для опускания и поднятия шасси;
• для работы системы торможения и т. д.

Благодаря своей компактности и надежности конструкции, аксиально-плунжерные гидравлические насосы широко используются в авиационной технике. Насосы способны работать при высоких давлениях и на высокой скорости, сохраняя при этом эффективность своей работы.

В отличие от промышленных насосов, к авиационным насосам предъявляются самые высокие требования. Проектирование насосов требует конструктивных решений, для таких проблем как:

• кавитация, вызванная низким давлением на входе;
• большая пульсация давления на выходе;
• шум, создаваемый при работе механизма.

Большой проблемой, при проектировании насосов, стало решение вопроса о отведении тепла. Стремление конструкторов к общей минимизация элементов гидравлической системы, приводит к увеличению тепловыделения, что может легко вызвать чрезвычайно быстрое повышение температуры и привести к сбою в работе.

Все перечисленные выше нежелательные явления снижают эффективность работы, увеличивая «усталость» элементов насоса, что в конечном итоге может привести к уменьшению срока его службы. Хотя некоторые из проблем привлекли к себе внимание, и для них найдены определённые решения, многие проблемы в работе гидравлических насосов, до сих пор, остаются нерешенными.

2. Принцип работы и конструктивные особенности

2.1. Разновидности конструкций

По своему строению гидравлические насосы можно разделить на насосы с фиксированным и переменным рабочим объемом. В насосе с фиксированным рабочим объемом, поток жидкости проходящий через насос прямо пропорционален скорости вращения. Основной характеристикой такого насоса является отношение протекающего объема жидкости через насос за один оборот. В таком насосе реверс подачи рабочей жидкости можно произвести только, изменив направление вращения вала.

Насосы переменного рабочего объема, более «гибкие» в работе. Они могут менять свой рабочий объем при помощи встроенного механизма управления. Реализация изменения рабочего объема в этих насосах осуществляется путем изменения угла наклона хомута через приводной поршень, который приводится в движение регулирующим давлением рабочей жидкости, выходящего из компенсаторного клапана, как показано на Рис. 1, или в конструкциях с изменением угла наклона оси блока цилиндров. Насосы переменного рабочего объема обычно используются в качестве центральной гидравлической системы, нагруженной несколькими потребителями, где переменный рабочий объем позволяет регулировать производительность насоса в зависимости от требуемого объема в пределах от 0 до 100 %.

Рис.1 Поперечный разрез типичного гидравлического насоса

Благодаря своей компактности и простоте конструкции гидравлические насосы нашли широкое применение во многих технических приложениях. Электро-гидростатические приводы (electro-hydrostatic actuator — EHA) построенные на гидравлических насосах используются в самолете как приводы в системах рулевого управления, а также в системах где требуется надежная подвижность на смыкание/размыкание элементов конструкции.

В таблице 1 приведены типы обычно применяемых гидравлических насосов и их исполнение по рабочему объему.

В настоящее время насосы с клапаном отсечки и с компенсацией давления, часто используется для управления гидравлической системой самолета. Такой тип насоса, без потери мощности, может обеспечить непрерывную работу в течение всего полета.

На рисунке 1 показан поперечный разрез типичного насоса с переменным рабочим объемом. При вращении приводного вала поршни — плунжеры совершают возвратно-поступательное движение в отверстиях блока цилиндров. Поршневые башмаки удерживаются на опорной поверхности силой сжатия во время такта нагнетания и прижимной пластиной башмака и фиксатором во время такта впуска.

Изменение рабочего объема в насосе осуществляется путем изменения угла наклона хомута через приводной поршень.

Кривая расхода и давления, диапазон регулирования приведены на Рис.2

Рис. 2 Характеристика давления потока (плоское сечение)

Предварительный натяг на пружину компенсатора давления определяет давление в системе, при котором насос начинает регулировку. Сжатие пружины (увеличение предварительного натяга) вызывает регулирование насоса при более высоком давлении, и наоборот, ослабление пружины (уменьшение предварительного натяга) обеспечивает регулирование при более низком давлении.

2.2. Особенности дизайна

Оригинальная концепция поршневых насосов восходит к 16 веку, когда Рамелли (Ramelli) разработал поршневой насос для выкачивания воды из шахт. Так классическим прообразом роторного насоса, представленным в настоящее время в модифицированной форме в виде шестеренных, винтовых, пластинчатых и коловратных насосов, можно считать пластинчатый насос Рамелли разработанный им около 1588 г.

Однако только в 1905 году, английский механик, физик и инженер Осборн Рейнолдс, разработал первый тип клапана насоса в виде гидравлической пластины. Такой насос используемый для системы рулевого управления морским судном, с минеральным маслом в виде рабочей жидкости, положил начало современной гидравлике. В последующие десятилетия, разработка новых гидравлических насосов стремительно увеличилась, и на свет появились разнообразные модификаций на основе насоса Рейнольдса.

В 1950-х годах произошёл скачок развития для гидравлических поршневых насосов, Денисон и Лукас разработали насос с наклонной пластиной, увеличив рабочее давление до 35 МПа.

После Второй мировой войны, поршневой насос начал активно использоваться в гражданской авиации. Были проведены исследования и проекты для того, чтобы адаптировать работу насосов в суровых условиях на большой высоте.

Такие мировые лидеры в области аэрокосмических гидравлических систем и компонентов, как Eaton и Parker постоянно развивают и совершенствуют свои продукты, проводя всесторонние аналитические и поверочные испытания. В настоящее время, гидравлические насосы – это современные агрегаты, включающие в себя конструктивные решения, улучшающие их эффективность, надежность и ремонтопригодность.

2.2.1. Крыльчатка

Для обеспечения эффективности всасывания, при низких давлениях, на входе насоса устанавливают рабочее колесо с крыльчаткой. Конечно при этом насос увеличивает свои габариты и вес, но наличие крыльчатки, обеспечивает равномерное и постоянное заполнение полостей поршня – плунжера, что приводит к поддержанию давления системы, а, следовательно, к повышению надежности всей системы.

2.2.2. Аттенюатор

Аттенюатор, или глушитель, на выходе из насоса минимизирует пульсации выходного давления в гидравлической системе, снижая износ компонентов, расположенных ниже по потоку от насоса, и повышая общую надежность гидравлической системы.

2.2.3. Электрический клапан сброса давления

Открытие клапана приводит к тому, что выходное давление насоса быстро становится равно нулю, происходит разгерметизация системы. Такой режим требуется для того, чтобы в режиме холостого хода, циркуляция жидкости происходила при низком давлении вместо высокого. При закрытии электрического клапана сброса давления выходное давление в системе довольно быстро растет и восстанавливается.

2.2.4. Блокирующий клапан

Наряду с контуром сброса давления, в системе управления насосом установлен выпускной блокирующий клапан, работа которого гидравлически сбалансирована для быстрого реагирования системы управления насоса. Вязкое демпфирование поршня блокирующего клапана замедляет скорость его закрытия, что обеспечивает достаточную декомпрессию выходной жидкости системы до закрытия клапана.

2.2.5. Геротор.

Примечание: Геротор — шестерённая (шестерёнчатая) гидромашина — один из видов объёмных гидравлических машин.

Иногда на выходе насоса устанавливают геротор. Геротор обеспечивает устойчивый сток из насоса, противодействуя обратному давлению в системе. Организованный стабильный сток уменьшает рабочую температуру насоса и снижает нагрузки давления на вращающиеся элементы насоса.

2.2.6. Вращающееся механическое уплотнение

Механическое уплотнение состоит из вращающегося и статического кольца, первое скользит по второму. Статическое кольцо, как правило, изготовлено из высококачественных материалов, из бронзы или карбона, сортов использующихся для изготовления подшипников. Качественное изготовление колец обеспечивает герметичность на скоростных режимах работы насоса.

3. Направления исследований

Для того, чтобы понять физические явления, происходящие в гидравлическом насосе, первые исследователи обычно проводили теоретический анализ при помощи упрощенных тестовых устройств и моделей. В 1960-х годах ученый Ямагути вывел формулу для расчета изменения давления в цилиндре для расчета эффекта пульсации давления в насосе. В последующие десятилетия Ямагути и его коллеги продолжили исследовать движение поршней внутри цилиндра изучая влияние свойств смазки на характеристики трения сопряженных деталей. В 1980 году Рвачев и Слесаренко рассчитали распределение температуры в блоке цилиндров аксиально-поршневого насоса, и результаты были сопоставлены с экспериментом. Эдге с коллективом в Центре гидроэнергетики в университете Бата (Великобритания) впервые провели теоретическое и экспериментальное исследование колебаний давления, создаваемое в гидравлическом насосе. В 1990-х годах эта команда представила оригинальный метод для измерения потока, волнового и исходного сопротивления гидравлических насосов. Это метод был назван методом «вторичного источника», который был принят как Стандарт ИСО в 1996 году.

Хотя были проведены расчеты и вычисления, их отклонение от фактических результатов оказалось значительным. Связано это с ограничением вычислительных возможностей и условий тестирования того времени. Бурное развитие компьютерных технологии и новых числовых методов в 21 веке, привело к широкому использованию вычислительной техники, что позволило проводить разносторонний анализ в сложных компьютерных моделях, расчет гидродинамики и создание виртуальных моделей и прототипов для исследования поршневых насосов.

Сосредоточив внимание на исследовании аксиально-поршневого насоса, несколько исследовательских групп, в последние годы, добились хороших результатов и достижений.

3.1. Современные направления исследований

Так, исследовательский центр гидроэнергетики Маха (Maha Fluid Power Research Center, США), возглавляемый Моникой Ивантисиновой (Monika Ivantysynova) https://www. researchgate.net/lab/Maha-Fluid-Power-Research-Center-Monika-Ivantysynova, постоянно осуществляет проектирование и оптимизацию насосов и моторов. На основе неизотермических моделей течения смазочных жидкостей, используя их как инструмент проектирования для оптимизации, центром Маха была разработана программа симуляции работы аксиально-поршневого насоса / двигателя с наклонной пластиной «Каспар» (CASPAR — Calculation of swash plate type axial piston pump and motor). Программа позволяет проводить расчет пульсаций реального потока в обоих направлениях, расчет мгновенного давления в цилиндре, внутренние и внешние объемные потери, создаваемые в системе силы вязкого трения, влияния высота зазора, и учет колебательных сил и моментов, действующих на перекос пластины.

Другой исследовательский интерес центра Маха – причины генерации шума и его сокращение. Так в центре были исследованы методы активного виброконтроля наклонных пластин с использованием алгоритма LMS. Least Mean Square (LMS) — алгоритм, называемый также методом наименьшего квадрата, математический алгоритм, в котором применяется переменный шаг сходимости и линейные ограничения. Центром были представлены результаты исследования и имитационные модели высокоточной системы управления насосом, включающей имитацию управления перекосом пластин, демонстрирующие целесообразность применения активного виброконтроля для снижения вибраций. Для наглядной реализации проекта, был взят аксиально-поршневой насос 75 см3/об с высокой пропускной способностью. Для подавления вибрации у насоса была модифицирована система управления. Быстродействующие контроллеры реального времени были реализованы с использованием программного обеспечения LabVIEW Field Programmable Gate Array (FPGA). Виброизмерения с использованием трехосного датчика ускорения продемонтировали эффективность предложенной центром системы и алгоритмов активного виброконтроля перекоса пластины.

Мэннинг, профессор из Университета Миссури-Колумбия (США), исследовал снижение шума через оптимизацию геометрии паза клапанной пластины и изменение траектория движения поршня. В последнее время его исследования сосредоточены на увеличении мощности и эффективности работы насосов.

Отдел гидравлических и механических систем (FLUMES) в Линчёпингском университете (Швеция), имеет давнюю традицию исследования гидравлических насосов и двигателей. Основное внимание, во многих проектах, уделяется методам измерения и моделирования пульсаций потока в насосах. У специалистов университета, уже есть несколько нововведений и улучшений, значительно уменьшающих шум работы насоса.

Исследователи из Кардиффского университета в Великобритании, под руководством профессора Уоттона, с помощью численных и экспериментальных методов, провели ряд исследований на вычисление пульсации потока, утечек, динамики и работы смазочный системы гидравлического насоса. В частности, они одни из первых кто измерил давление пульсации внутри камеры поршней — плунжеров, используя небольшие датчики давления, рассчитанные на экстремальные условия работы, разработав технологию анализа для диагностики неисправностей.

Гидравлический насос является типичным компонентом технической системы, который имеет механические, электронные и гидравлические характеристики. На сегодняшний день требуется разработка полностью связанной модели насоса для понимания происходящих в нем физических процессов.

4. Будущие направления

Согласно анализу современной литературы, будущими перспективными направлениями развития конструирования гидравлических насосов для гражданской авиации, вероятно, станут следующие направления:

• использование высокого давления в системе;
• снижение пульсации в системе;
• повышение надежности и длительности срока службы;
• интеграция с интеллектуальными компьютерными системами управления;
• энергосбережение и сохранение энергии в системе.

4.1. Высокое давление

Высокое давление в системе способствует уменьшению размеров и веса гидравлического оборудования, а также улучшению возможностей маневренности самолета. На рис. 3 показано рабочее давление, используемое в разных моделях самолетов.

Рис. 3 Рабочее давление, используемое на разных типах самолетов.

В 1950-х годах давление в 21 МПа (3000 psi, фунтов на квадратный дюйм) было практически верхним пределом гидравлических систем самолета. Данный придел давления оставался в силе в течение длительного времени. Именно в этот период гидравлические системы самолета использовали такое давление насоса в качестве источника питания.

В компании Rockwell были выполнены расчеты, эксперименты, и моделирования, чтобы доказать, что оптимальное давление жидкости в гидросистемах самолета требуется поднять до 56 МПа (8000 psi). Сравнительные исследования показали, что путем увеличения гидравлического давления системы с 21 до 56 МПа (с 3000 до 8000 psi), вес гидравлической системы можно уменьшить на 30%, а объем на 40%.

Так применение гидравлической системы с давлением 34,5 МПа (5000 psi), позволило уменьшить общий вес авиалайнера Airbus A380 на 1 т.

Поэтому сверхвысокое давление — это будущее направление гидравлических систем в авиастроении. Однако переход на высокое давление приводит к некоторым проблемам.

Во-первых, потери мощности насосов пропорциональны квадрату давления, что означает, что увеличение давления жидкости приведет к увеличению утечек в гидравлической системе.

Так же большому повышению давления препятствует закон потери мощности для гидравлических систем. Так, если давление гидравлического насоса увеличить с 10,5 до 21 МПа (с 1500 до 3000 psi), объем потерь мощности увеличивается с 0,735 до 2,94 кВт.

Высокое давление порождает новые технические требования для гидравлических элементов системы. Так для надежности, требуется увеличение прочности и качества уплотнения элементов насоса.

4.2. Высокая скорость вращения

Будущее развитие гидравлических авиационных систем направлено на высокоинтегрированные и энергоэффективные системы, что делает насос с приводом от электрического мотора (EMP — Electric Motor Pump) более широко используемым в авиастроении. Как правило, насосы EMP, например, насос, используемый в системе электрогидростатического привода, имеют более высокую скорость вращения по сравнению с общим, первичным насосом самолета, приводимым в действие двигателем внутреннего сгорания (EDP — Engine Driven Pump). В таблице 2 приведены номинальные обороты и объем насосов, используемых в гражданских самолетах Boeing и Airbus. Как видно из таблицы, скорость насосов EMP возросла с менее чем 5000 об/мин на ранних самолетах до примерно 8000 об/мин на современных гражданских самолетах и даже более чем 12000 об/мин на некоторых экспериментальных самолетах. Однако, высокоскоростные условия эксплуатации приводят к возникновению ряда практических проблем, являющиеся вызовами для проектирования будущих насосов. Таких проблем как: пульсация давления и возникновение эффекта кавитации в гидравлической системе, вибрации при больших скоростях вращения из-за наличия наклонного блока цилиндров и т.д.

Примечание:

EDP — Engine Driven Pump — Насос с приводом от двигателя

EMP — Electric Motor Pump – Насос с приводом от электрического мотора

4.3. Низкая пульсация

Пульсация потока, которая накладывается на среднюю скорость потока системы, является неотъемлемой характеристикой поршневого насоса. Частота пульсации зависит от скорости вращения насоса.

Пульсации потока, создаваемые насосом, можно разделить на две составляющие: кинематические пульсации, — пульсации которые создаются движением ограниченного числа поршней-плунжеров и физические пульсации связанные со свойством сжимаемости рабочей жидкости.

Создаваемые насосом потоки пульсации взаимодействуют с подключенной системой трубопроводов и превращаются в пульсации давления, которые распространяются по трубопроводам во всех частях системы. Давление пульсации и сопутствующие вибрации часто являются источниками ненадежности и усталости элементов гидравлической системы самолета. Были засвидетельствованы случаи образования трещин в трубах, на старых моделях самолетов, произошедших из-за большой пульсации давления в гидравлической системе.

Производитель, в спецификации на изделие, должен указать максимально допустимую амплитуду пульсаций давления, создаваемую насосом. По стандарту SAE Aerospace, амплитуда пульсаций давления не должна превышать 5% номинального давления указанного в спецификации насоса, при любых условиях его работы. В некоторых хорошо спроектированных системах пульсации давления могут составлять всего ± 1%.

В старых системах, таких как, гидравлическая система Airbus A380, пульсация давления имеет разрешенный допуск ± 10%. Как видим, уменьшение пульсации давления в гидравлической системе, является постоянной заботой при проектировании авиационного поршневого насоса.

4.4. Высокая надежность и длительный срок службы

Являясь одной из важнейших систем самолета, гидравлическая система должна иметь высокую надежность для обеспечения безопасности полетов. Помимо дублирования всех гидравлических систем, высокие требования предъявляются к сроку службы самих элементов системы, в том числе и к гидравлическому насосу.

Срок службы гражданских самолетов превышает 60 000 часов. В гражданских самолетах, для привода гидравлических насосов часто используются двигатели EDP (насос с приводом от двигателя), средний срок службы которых составляет более чем 20 000 часов, поэтому приходится предъявлять более высокие требования к частям систем самолета при рассмотрении вопросов их технического обслуживания. Так средний срок службы EDP на Airbus A380 гарантирован поставщиком в 35 000 часов. Можно сделать вывод, что долгий срок службы — будущее направление развития поршневого насоса самолета.

Есть много факторов, которые влияют на надежность работы насоса. Это как внутренние, так и внешние условия эксплуатации, в том числе износ трущихся поверхностей, чистота масла в смазочной системе, плохая всасывающая способность самого насоса и т. д. Основным фактором «долголетия» для насоса является надежность конструкции фрикционных подвижных поверхностей работающих в условиях высоких скоростей и высокого давления. Такие важные факторы, как устранение кавитации, уменьшение пульсации и управление температурой, также вносят свой вклад в долговечность поршневого насоса.

4.5. Энергосбережение

В стандартных условиях гидравлическая система самолета использует насосы с приводом от двигателя (насосы EDP) для подачи гидравлической жидкости под давлением в систему управления и инженерные системы самолета. Как уже упоминалось выше, типичный насос EDP представляет собой аксиально-поршневой насос переменного объема с компенсацией давления, способного подавать нужный объем жидкости для поддержания давления в гидравлической системе. Однако постоянное давление в системе, на максимальным уровне, требуется для маневренного полета, которое составляет лишь 10% от общего времени полета самолета. Поддержание высокого давления в системе во время всего полета приводит к значительным потерям мощности, и к снижению КПД и повышению температуры в системе. Сейчас, для решения этого вопроса, авиационные гидравлические насосы, оснащаются электрическим клапаном разгерметизации, который эффективно используется для энергосбережения.

5. Критические технологии

Высокое давление, высокая скорость вращения, низкая пульсация, высочайшая надежность и увеличение срока службы, экономия энергии и энергосбережение, станут основными темами и направлениями в проектировании конструкции насосов. Для того, чтобы соответствовать повышенным требованиям, необходимо улучшить следующие критические для развития насосов технологии.

5.1. Проектирование фрикционных подвижных поверхностей при условиях высоких скоростей и высоком давлении

Смазочные зазоры фрикционных поверхностей в поршневых машинах представляют собой основной источник потери мощности. Глубокое понимание сложных физических явлений, характеризующихся взаимодействием жидкости и структуры фрикционной поверхности имеет решающее значение для улучшения существующих конструкции и проектирования более эффективных машин.

В аксиально-поршневом насосе имеется три основных смазочных зазора (рис. 4) которые в конструкции насоса при его работе принимают на себя функции уплотнения и подшипника. При этом осуществление оптимизации геометрии зазора чрезвычайно сложная задача. Так помимо основных для поршня движений — осевое движение и вращательное движение, поршень выполняет микродвижение за счет движения башмака и блока цилиндров, приобретая дополнительный эффект изменения толщины и сжатия смазывающей пленки. В последнее время, из-за своей сложности, данная проблема стала горячей темой обсуждения.

Рис. 4 Смазочные поверхности (узлы) в аксиально-поршневом насосе

Пелоси Маттео и Зекки Марко из общественного университета исследования естественных наук Пердью в США, а также, Шенк А. и Ивантисинова М., путем моделирования основных систем скольжения в аксиально-поршневых машинах, исследовали проблемы работы насосов. В их диссертациях, каждая модель системы смазки охватывает сложное структурное взаимодействие жидкости и фрикционных поверхностей, учитывая при этом тепловые явления, влияющие на изотермические свойства пленки смазочной жидкости. В частности, модели учитывают изменение толщины пленки, и эффект сжатия пленки благодаря микродвижению и упругой деформации твердой поверхности.

Упругая деформация поверхностей связана с давлением и термическими нагрузками, а также, с пленкой смазочной жидкости. Для решения задач с различными физическими параметрами применяют итеративные математические модели, соединяющие различные числовые методы и схемы решения, основанные на методе опроса и поиске ближайшего значения. На рис. 5 показана математическая модель для случая взаимодействия поршень / цилиндр.

Рис. 5 Числовая модель взаимодействия поршень — плунжер / цилиндр, связанная с взаимодействием фрикционных поверхностей

Численная модель может быть использована для изучения и определения лучшего смазочного материала, разработки эргономичного дизайна, в том числе использования новых материалов для изготовления фрикционных поверхностей.

Так исследователи из центра Маха обнаружили, что микрометрическая синусоидальная форма рабочей поверхности поршня-плунжера может уменьшить потери мощности, генерируемые в узле поршень/цилиндр. Моделирование показало потенциальное снижение общих потерь мощности до 50% при полном смещении и 65% при частичном смещении при более высоких давлениях, и даже до 20% при полном и 60% при частичном смещении, при более низких давлениях.

Такие результаты представляют собой прорыв в направлении исследований, предполагая, что еще более глубокое изучение возможных новых технологий приведет к новому поколению насосов и моторов.

Чтобы избежать твердого столкновения двух поверхностей, компания RWTH Aachen University разработала новые покрытия на основе процесса физического осаждения из паровой фазы (PVD — physical vapor deposition).

Для покрытия плунжера (рис. 6), в качестве осаждаемого материала был использован «карбид циркония» (ZrCg), в слоях которого было создано повышенное содержание углерода по толщине покрытия. Тем самым была изменена твердость поверхности покрытия, которая уменьшалась к поверхности, график рис. 6. Толщины «мягкого» наружного слоя такого покрытия стало достаточно для смягчения столкновения поверхностей. При таком покрытии плунжера, становится возможным использование закаленной стали в качестве материала корпуса цилиндров.

Рис. 6 Покрытый ZrCg плунжер. График содержания углерода и изменение твердости покрытия от толщины.

5.2. Подавление шума

Считается, что шум, создаваемый поршневым насосом, может быть отнесен к двум основным источникам шума, а именно к жидкостным источникам и структурным. Оба вида шума генерируются в результате изменения давления в камерах блока цилиндров. В настоящее время методы снижения пульсаций давления, а, следовательно, производимого насосом шума, можно разделить на две категории: оптимизация существующей структуры насоса и установка на насос аттенюатора.

Пульсации давления и сопутствующие им вибрации часто вызваны конструкцией клапанной пластины; таким образом, оптимизация структуры клапанной пластины является основной темой для уменьшения пульсации и шума.

Ной Мэнринг (Manring, Механическая и аэрокосмическая инженерия, Университет Миссурии, США), исследовал основные преимущества использования различной геометрии пазов клапанной пластины на аксиально-поршневом насосе.

Результаты этого исследования показали, что использование изменяющейся геометрии пазов не является эффективным, поскольку оно не обеспечивает существенного улучшения производительности.

Рис. 7 Типичная геометрия пазов, используемых в аксиально-поршневых насосах.

r — радиус расположения поршней-плунжеров от центра вала;

d — глубину паза клапанной пластины;

ω — угловая скорость вала;

w — ширина прямоугольного или клиновидного паза клапанной пластины;

φf — угловая длина паза клапанной пластины.

На основании сравнения эффективности клапанных пластин, с разными пазами, показанных на рисунке 8, Ганеш Кумар, Минминг Чжао и Моника Ивантисинова, сделали вывод, что среди пассивных методов проектирования наиболее эффективными в уменьшении источников шума могут стать предварительные компрессионные канавки и объем предварительного компрессионного фильтра.

Рис. 8 Три типа клапанных пластин.

Авторы исследования также объяснили ограничения, предъявляемые к предварительным компрессионным канавкам и объему предварительного компрессионного фильтра. Был предложен новый метод расчета переходной области клапанной пластины, основанный на сравнении площадей прямого обратного потока. Авторы рассмотрели влияние пульсации потока в нагнетательной магистрали аксиально-поршневого насоса и влияние повышения и понижения давления в поршневой камере на уровень шума, переносимого жидкостью. Результаты исследования показали, что использование предварительных компрессионных канавок может уменьшить пульсацию потока и уменьшить уровень шума. В 2016 году эта исследовательская группа продолжила исследование потенциала уменьшения пульсаций потока с использованием комбинации поперечных углов и канавок сброса давления.

Авторы подобрали такую конфигурацию входных отверстий, всегда гарантирующую одинаковое предварительное сжатие и декомпрессию, для разных углов поворота блока цилиндров.

Рис. 9

Конструкция клапанной пластины и результаты моделирования расхода на выходе.

γ — поперечный угол наклона клапанной пластины;

φ – угол поворота платины относительно блока цилиндров;

θ — угол поворота блока цилиндров;

φs1, φe1, φs2, φe2 — начальное и конечное положение входных и выходных отверстий пластины клапана.

Результаты показали, что пульсации потока могут быть уменьшены при использовании перемычек на входном отверстии для сброса давления. Оптимизация конструкций, клапанной пластины, также может уменьшить шум и вибрацию.

В 2004 году Мэнринг и Донг (Manring, Dong) впервые провели анализ сил, действующих на наклонную пластину насоса. В своих исследованиях были получены динамические характеристики и рассчитаны уравнения движения для наклонной пластины. Результаты показали, что дополнительное микроуправление углом наклона пластины позволяет ограничить величину управляющего давления для насоса, а также уменьшить пульсацию потока в большом диапазоне рабочих режимов. А Моника Ивантисинова предложила концепцию активного виброконтроля перекоса пластины. Концепция заключалась в уменьшении вибрации наклонной пластины путем создания противофазной силы к вибрационным силам при помощи системы управления самой наклонной пластиной. При вращении насоса на гидроклапан управления перекоса пластины подаётся противофазный колебаниям вибрации управляющий сигнал, который генерирует противофазную силу к вибрационной силе, как показано на рисунке 10.

Рис. 10 Концепция наклонной пластины

На этом рисунке:

FSL — представляет собой силу создаваемую вибрацией;

FControl — представляет собой управляемую силу;

SPAcc — представляет собой ускорение перекоса пластины;

usv — представляет собой управляющее давление гидроклапана.

На сегодняшний день трудно улучшить эффект шумоподавления поршневого насоса только за счет оптимизации существующих конструкций, и поэтому все больше исследований было сосредоточено на разработке новых моделей аттенюаторов (глушителей) пульсаций для авиационного поршневого насоса.

Физические принципы шумоподавления для жидкости те же, что и для воздуха, однако гораздо более высокая скорость звука в гидравлической жидкости затрудняет создание компактных устройств. На принципах шумоподавления в воздухе, был разработан новый гидравлический глушитель, представляющий собой резонатор Гельмгольца, пустотелую уретановую вставку из пористого материала (см. Рис. 11).

Компактный гидравлический проточный глушитель.

Добавление пустотелой вставки позволяет получить гораздо меньшие физические размеры для той же резонансной частоты. В частности, представленная здесь конструкция имеет общий объем 0,31 л и генерирует 20 дБ потерь передачи при резонансной частоте 37 Гц, когда гидравлическая система находится под давлением 2,07 МПа. При таком давлении гаситель имеет общий объем, который на два порядка меньше, чем у аналогичного безлинейного устройства той же резонансной частоты.

Новое устройство имеет меньше деталей, чем стандартный глушитель, поэтому будет дешевле в производстве. Его установка не требует технического обслуживания. Материал использованный для изготовления глушителя, и в настоящее время рассматривается для использования в других гидравлических устройствах. Представлены экспериментальные данные, демонстрирующие работоспособность нового глушителя. Была разработана аналитическая модель и получены габариты соответствующие экспериментальным данным при гидростатических давлениях от 2,07 до 4,83 МПа, предполагается, что испытания нового гасителя приведет к созданию устройств и материалов вставок, предназначенных для более высоких давлений.

В 2013 году Фэн Гао в соавторстве, разработал новый ослабитель пульсации для управляемого авиационного поршневого насоса. Аттенюатор, показанный на Рис. 12, можно настроить, чтобы сохранить эффект затухания, когда параметры насоса изменяются в определенном диапазоне, и это также достаточно компактен, чтобы быть интегрированным в насос. Результаты испытаний показывают, что колебания давления могут быть уменьшены до 80%.

Рис.12 Схема аттенюатора давления.

В настоящее время насосы с приводом от двигателя (EDP) со встроенным аттенюатором такие как на Рис. 13, постоянно используется в современной гражданской авиации. Например, на Airbus A380 установлено восемь поршневых насосов PV3-300-31 в качестве насосов EDP, которые поставляет компания Eaton Vickers. Эта модель поршневого насоса имеет одиннадцать поршней-плунжеров и встроенный сферический аттенюатор для снижения пульсации давления. Проверено, что амплитуда колебаний давления у такого насоса составляет всего ± 1%. Таким образом, этот насос считается самым тихим насосом на современном рынке.

Рис.13 Насосы EDP со встроенными аттенюаторами

Серия насосов EDP со встроенными аттенюаторами производства компании Parker Hannifin (Parker Hannifin — американская компания, производитель гидравлического оборудования), устанавливается на ряд гражданских и военных самолетов Airbus, Boeing, Lockheed Martin, Dassault и другие. Аттенюаторы компании, в качестве дополнительной функции, также доступны для оснащения сторонних гидравлических насосов.

5.3. Входная крыльчатка

По сравнению с обычными промышленными насосами, насосы EDP и EMP в современных самолетах чаще получают ущерб от кавитации, чем в других инженерных приложениях, так как они работают на чрезвычайно высоких скоростях вращения (более 10000 об / мин).

Кроме того, требования к размеру и весу бортовых компонентов сильно ограничивают габариты оборудования гидравлической системы, а именно диаметр впускной трубы и расстояние между баком и насосом. Поэтому требуется повышение давления потока рабочей жидкости на входе всасывающей камеры насоса.

На практике применяется три типа решений этой проблемы:

1. повышение давления в баке,
2. повышение входного давления с помощью предварительного насоса;
3. повышение давления на входе с помощью центробежного рабочего колеса типа крыльчатки.

В настоящее время в гражданских и военных самолетах широко используются предварительные резервуары и баки типа bootstrap (начальная загрузка) выдерживающие повышенное давление. Тем не менее, явление кавитации все еще присутствует, даже при наличии баков, в условиях большого потока есть вероятность потери давления перед насосом, что значительно ограничивает эффект наддува. В условиях малого потока большая часть потока уходит в обратный контур, увеличивая нагрузку обратного контура.

Сравнительно небольшой размер рабочего колеса – крыльчатки позволяет насосу работать при давлении на входе значительно ниже атмосферного. К сожалению, до сих пор, не было проведено исследований и разработок по проектированию рабочего колесо наддува на входе для поршневого насоса самолета. Как уже упоминалось наиболее распространенным типом авиационных поршневых насосов является насос с переменным объемом, поэтому выходной поток насоса изменяется от нуля до максимума. Чтобы избежать недостаточного всасывания, поток от нагнетательного рабочего колеса должен соответствовать требованиям к максимальному расходу. С другой стороны, крыльчатка непосредственно установлена на главном валу, что означает, что она имеет одинаковую скорость вращения с блоком цилиндров. В результате крыльчатка не может соответствовать требованиям потока, т.к. не может изменять скорость своего вращения. Кроме того, гидроудары, создаваемые резким изменением скорости потока жидкости, вредны для лопастей рабочего колеса. Поэтому рассмотренные выше вопросы необходимо учитывать при проектировании рабочего колеса — крыльчатки наддува на входе насоса.

5.4. Управление температурным режимом

Основной тенденция развития оборудования для гидравлической системы в гражданской авиации звучит так: чем выше давление, тем высшая мощность. Но на самом деле, как показывает практика, чем выше давление, тем больше потеря мощности.

Гидравлический насос относится к устройствам, которое, проектируются более компактными для авиационной техники. Стремление к компактности может привести к плохому отводу тепла и быстрому повышению температуры в системе. Повышенная температура работы насоса уменьшает срок службы не только уплотнений насоса, но и рабочей жидкости. Простое увеличение давления в гидросистеме самолета, без учета теплоотвода, с 3000 фунтов на квадратный дюйм (21 МПа) до 8000 фунтов на квадратный дюйм (56 МПа), приводит к повышению температуры с 110 до 180 ° С. Статистические данные показывают, что средний срок службы оборудования, может уменьшиться на 90%, если температура масла увеличивается всего на 15 ° C. Кроме того, повышение температуры масла приводит к накоплению осадка в системе, что уменьшает смазку подвижных частей насоса, и может привести к потере рабочих функции всей гидравлической системы.

В современном авиастроении, все чаще стали использоваться композитные материалы, имеющие хорошие нагрузочные характеристики, а в военной технике применение композитных материалов связано с уменьшением радиолокационного обнаружения, но при этом такие материалы характеризуются плохой теплообменной способностью.

Следовательно, необходимо найти решения, чтобы сохранить температуру гидравлической системы на соответствующем уровне. В настоящее время было предпринято несколько попыток решить проблема нагрева поршневого насоса. Потеря мощности происходит от смазочных зазоров между фрикционными поверхностями, которые оказывают самое большое влияние на повышение температуры поршневого насоса. Поэтому правильная конструкция поверхностей трения является эффективным решением проблемы охлаждения.

Паркер Ханнифин разработал замечательную методику принудительного рассеивания тепла, которую планируют применять на EDP насосах. Геротор используемый внутри насоса для ускорения потока слива, используется так же для снижения рабочей температуры и минимизации нагрузок давления на компоненты вращающейся группы. Однако правильное согласование работы всасывающего насоса с поршневым насосом нуждается в дальнейшем исследовании, чтобы избежать кавитации или избыточного давления в этом случае. Однако в некоторых редких случаях температуру необходимо поддерживать на высоком уровне.

Аварийная авиационная турбина (англ. ram air turbine, RAT) — небольшой пропеллер с электрическим генератором и/или гидравлическим насосом, предназначенный для аварийного электропитания самолётов и поддержания давления в гидравлической системе в аварийной ситуации.

Аварийная турбина автоматически выпускается из специального отсека в корпусе при отказе основного и запасного источников электричества или отказе гидравлических систем. Раскручиваемая набегающим потоком воздуха, она способна вырабатывать электрический ток и/или создавать давление в гидросистемах для питания критически важных систем летательного аппарата. Аварийная турбина, в любых условиях, в том числе и в холодной окружающей среде, должна подавать и быстро нагревать рабочую жидкость.

5.5. Диагностика неисправностей и управление работоспособностью

Эффективная диагностика гидросистемы самолета является одним из ключевых методов прогнозирования неисправностей и управления работоспособностью всей системы. Как правило для обеспечения безопасности полета, в конструкции самолета имеются три или четыре избыточные, гидравлические силовые системы. Являясь важнейшей компонентой гидравлической системы, EDP насос должен быть достаточно надежным во время всего полета. Тем не менее насос EDP состоит из множества прецизионных деталей, которые работают на высоких скоростях в условиях высокого давления. Поэтому неисправности возникают часто. Поэтому мониторинг состояния и прогнозирование неисправностей, в режиме реального времени, становится особенно важным.

Как показано на рисунке 14, система диагностики должна содержать следующее функции:

• контроль состояния посредством сбора сигналов;
• диагностика неисправностей системы;
• прогноз, и механизм оценки неисправности.

При наличии такой системы диагностики, неисправность в EDP насосе может быть быстро обнаружена и устранена, что уменьшает общую стоимость и время технического обслуживания.

Рис. 14
Структура системы диагностики

Для получения информации о состоянии работоспособности и неисправностях EDP насоса необходимо установить в гидравлическую систему необходимые датчики. Система диагностики собирает информацию от этих датчиков и на основании из показания определяет наличие в системе неисправности. Однако такая информация всегда содержит много различных сигналов-помех, поэтому необходимо принимать методы для эффективного извлечения показаний о неисправности и ее признаков.

Общие подходы, используемые в разработке современной системы диагностики для получения показаний, включают вейвлет-анализ (wavelet analysis) , epstrum анализ огибающей c (cepstrum envelope analysis), метод разложения сигналов на функции, которые получили название «эмпирических мод» (Empirical Mode Decomposition), и инструмент технического анализа под названием Chaos Signal (Сигнал Хаоса), который как раз и работает по системе эффективных вариантов математического анализа обработки слабых сигналов. Наиболее существенное различие между традиционной и разрабатываемой диагностикой неисправностей заключается в наличии прогнозирующих функции. Система диагностики будет использовать предыдущие знания о неисправностях и текущее состояние для прогнозирования тенденции изменения параметров или производительности, а также быстро и точно получать показания по остаточному ресурсу элементов системы. Благодаря эффективному прогнозированию неисправностей система диагностики сможет эффективно генерировать решение о ремонте до возникновения неисправности, работая на опережение. Такое прогнозирование неисправностей может предотвратить катастрофический отказ работы.

При создании современной системы диагностики следует всесторонне учитывать надежность, безопасность, ремонтопригодность, уровень отказов и аварийности.

5.6. Высокопараметрическое механическое уплотнение

Механическое уплотнение широко используется в качестве уплотнения вала в высокоскоростных вращающихся машинах, таких как насосы, турбины и компрессоры. Основная роль механического торцевого уплотнения заключается в предотвращении утечки внутри приборов, поскольку любая проблема в этом элементе может привести к значительным экономическим потерям и жертвам. Что касается авиационного поршневого насоса, то механическое уплотнение не относится к передовым технологиям, но оно существенно влияет на надежность работы насоса. Срок службы механического уплотнения должен составлять до десятков тысяч часов, даже если оно работает с высокими параметрами, включая высокую скорость вращения (рекомендуемая максимальная скорость — до 22500 об / мин) и широкий температурный диапазон (от -55 0С до +200 0С).

Кроме того, уплотнение часто страдает от сильного вибрационного воздействия, влияющего на его работоспособность. Признано, что износ является основной причиной вывода из строя механического уплотнения. Существует множество причин, приводящих к износу, такие как нагрузка, геометрическая форма, технология обработки и материалы. Эти причины являются направлениями, обеспечивающими поиск способов улучшения сопряжения элементов.

Так компания Eaton Vickers, разработала конфигурацию уплотнения вала, специально предназначенную для использования в аэрокосмических насосах. На рисунке 15 показано это торцовое уплотнение вала, представляющая собой комбинация простых элементов, изготовленных из высококачественных материалов, таких как подшипниковая бронза или углерод. Основное отличие от других уплотнений заключается в том, что уплотнительный элемент вращается вместе с валом, а более тяжелое ответное кольцо неподвижно находится в корпусе. Уплотнительный узел приводится в движение двумя выступами на фиксаторе, который входит в зацепление с приводным валом насоса. Статическое уплотнение по окружности приводного вала осуществляется с помощью эластомерной втулки, как показано на Рис. 15 (b), который удерживается в контакте с валом с помощью подвязочной пружины. На динамическое уплотнение влияет прижатие вращающегося элемента к неподвижному ответному кольцу.

Рис. 15
Система уплотнения вала используется в насосах Eaton Vickers.

Некоторые ученые предложили улучшить герметизирующие характеристики, сделав канавки на смазочной поверхности. Установлено, что термо-гидродинамические механические торцевые уплотнения, которые снабжены зубчатой вращающейся гранью, как показано на Рис. 16 (на этом рисунке ω угловая скорость вращения кольца), являются эффективными в снижении трения, поэтому используются в тяжелых условиях эксплуатации. Предполагается, что насечки в такой конструкции создают периодические термоупругие деформации смазочной жидкости, тем самым, предотвращая контакт между поверхностями.

Рис. 16
Механическое уплотнение с круглыми выемками

В 2012 году Цю и Хонсари (Qiu, Khonsari) разработали трехмерную термогидродинамическую модель для изучения характеристик механического уплотнения со спиральными канавками, как показано на Рис. 17. Было установлено, что температура играет важную роль в поведении такого уплотнения. Температурный режим уплотнения со спиральной канавкой может быть оптимизирован для достижения желаемой производительности уплотнения.

Рис. 17
Механическое уплотнение со спиральными канавками

6. Выводы

Исследования поршневых насосов для гражданской авиации продолжаются более чем 60 лет. Успехи в компьютерном моделировании процессов, в материаловедении, в технологии датчиков, в регистрации и получении сигнала, в проектировании систем диагностики, значительно подтолкнуло вперед разработку авиационного поршневого насоса, особенно в последние годы.

Тем не менее, в области, связанных проблемами гидравлических насосов, таких к примеру, как принудительное рассеивание тепла, было проведено мало исследований. Корпус является еще одной проблемой для будущих конструкций насосов. Кроме того, наличие Концепции интеллектуального производства, по которой «быть умным» является ключевым элементом любой будущей отрасли промышленности, подразумевает, интеграцию датчиков, организацию органов управления и встроенного программного обеспечения, предоставит огромные возможности для развития гидравлических технологий и гидравлических насосов.

В статье использовалась информация из журнала Китайского общества аэронавтики и космонавтики, Университета Бейхана.

Какой гидравлический насос подходит для ваших нужд?

Существует несколько различных категорий гидравлических насосов, каждая со своими возможностями и ограничениями. Попытка решить, какой тип насоса вам нужен для гидравлической системы, может быть сложной задачей, но базовые знания о наиболее распространенных типах гидравлических насосов — хорошее начало.

Основы гидравлических насосов

Гидравлический насос предназначен для перемещения гидравлической жидкости через гидравлическую систему, действуя подобно сердцу системы.Все гидравлические насосы имеют две общие черты: (1) они обеспечивают гидравлический поток к другим компонентам (например, гидроцилиндрам, гидравлическим двигателям, цилиндрам) в гидравлической системе, и (2) они создают поток, который, в свою очередь, создает давление, когда есть сопротивление потоку. Кроме того, большинство гидравлических насосов имеют привод от двигателя и включают предохранительный клапан в качестве защиты от избыточного давления. В настоящее время используются три наиболее распространенных типа гидравлических насосов: шестеренчатые, поршневые и лопастные.

Шестеренные насосы

В шестеренчатом насосе гидравлическая жидкость задерживается между корпусом насоса и областями между зубьями двух зацепляющихся шестерен насоса.Приводной вал используется для питания одной шестерни, в то время как другая остается на холостом ходу до тех пор, пока не войдет в зацепление с ведущей шестерней. Эти насосы известны как постоянное или прямое смещение, потому что каждое вращение вала вытесняет одинаковое количество гидравлической жидкости при одинаковом давлении. Есть два основных типа шестеренчатых насосов: внешний и внутренний, о которых мы поговорим чуть позже.

Шестеренчатые насосы компактны, что делает их идеальными для приложений с ограниченным пространством. Они также просты по конструкции, что упрощает их ремонт и обслуживание.Обратите внимание, что шестеренчатые насосы обычно демонстрируют наивысший КПД при работе на максимальной скорости. Как правило, насосы с внешним зацеплением могут создавать более высокие уровни давления (до 3000 фунтов на квадратный дюйм) и большую производительность, чем лопастные насосы.

Насосы с внешним зацеплением

Внешние шестеренчатые насосы часто имеют моноблочную конструкцию, в которой шестеренчатый насос и гидравлический двигатель имеют одинаковую опору и один и тот же вал. В шестеренчатом насосе с внешним зацеплением поток жидкости происходит вокруг пары зацепленных наружных прямозубых шестерен.Гидравлическая жидкость перемещается между корпусом насоса и шестернями, создавая попеременное всасывание и нагнетание, необходимое для потока жидкости.

Внешние шестеренчатые насосы могут обеспечивать очень высокое давление (до 3000 фунтов на кв. Дюйм), работать на высоких скоростях (3000 об / мин) и работать более тихо, чем шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением. Однако, когда шестеренчатые насосы предназначены для работы с еще более высокими давлениями и скоростями, они будут очень шумными, и могут потребоваться особые меры предосторожности.

Насосы с внешним зацеплением часто используются в пауэрлифтинге, а также там, где электрическое оборудование было бы слишком громоздким, неудобным или дорогостоящим.Шестеренчатые насосы с внешним зацеплением также можно найти на некоторой сельскохозяйственной и строительной технике для питания их гидравлических систем.

Насосы с внутренним зацеплением

В шестеренчатом насосе с внутренним зацеплением зацепление внешнего зубчатого колеса и внутреннего зубчатого колеса работает с секторным элементом в форме полумесяца для создания потока жидкости. Наружная шестерня имеет зубья, направленные внутрь, а внутренняя шестерня — наружу. По мере того, как эти шестерни вращаются и входят в зацепление и выходят из него, они создают зоны всасывания и нагнетания, причем сектор действует как барьер между этими зонами.Геротор — это особый тип шестеренчатого насоса с внутренним зацеплением, который устраняет необходимость в секторном элементе за счет использования трохоидальных шестерен для создания зон всасывания и нагнетания.

В отличие от шестеренчатых насосов с внешним зацеплением, шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением не предназначены для работы с высоким давлением; однако они создают поток с очень небольшой пульсацией. Они не так широко используются в гидравлике, как насосы с внешним зацеплением; однако они используются со смазочными маслами и жидким топливом и хорошо подходят для измерений.

Поршневые насосы

В поршневом насосе возвратно-поступательные поршни используются для попеременного всасывания и нагнетания.Есть два разных способа классифицировать поршневые насосы: установлен ли их поршень в осевом или радиальном направлении, и будет ли их рабочий объем постоянным или переменным.

Поршневые насосы

могут работать с более высокими давлениями, чем шестеренчатые или лопастные насосы, даже при сопоставимом рабочем объеме, но они, как правило, более дороги с точки зрения начальной стоимости. Они также более чувствительны к загрязнению, но соблюдение строгих правил гидравлической чистоты и фильтрация любой гидравлической жидкости, добавляемой в систему, может решить большинство проблем с загрязнением.

Аксиально-поршневой насос

В аксиально-поршневом насосе, иногда называемом линейным осевым насосом, поршни выровнены с осью насоса и расположены внутри круглого блока цилиндров. На одной стороне блока цилиндров расположены впускной и выпускной патрубки, а с другой стороны расположена наклонная шайба. При вращении блока цилиндров поршни входят и выходят из блока цилиндров, создавая попеременное всасывание и выпуск гидравлической жидкости.

Аксиально-поршневые насосы идеально подходят для работы с высоким давлением и большими объемами, и их часто можно встретить в гидравлических системах критически важных задач, например, в реактивных самолетах.

Насосы с наклонной осью

В поршневом насосе с изогнутой осью (который многие считают подтипом аксиально-поршневого насоса) насос состоит из двух сторон, которые встречаются под углом. С одной стороны, приводной вал вращает блок цилиндров, содержащий поршни, которые совпадают с отверстиями на другой стороне насоса. При вращении блока цилиндров расстояния между поршнями и клапанной поверхностью меняются, что обеспечивает необходимое всасывание и нагнетание.

Эти насосы предназначены для тяжелых рабочих циклов, таких как гидростатические трансмиссии и силовое оборудование.

Радиально-поршневой насос

В радиально-поршневом насосе поршни расположены перпендикулярно оси насоса и радиально расположены как спицы на колесе вокруг эксцентрично расположенного кулачка. Когда приводной вал вращается, кулачок перемещается и толкает подпружиненные поршни внутрь, проходя мимо них. Каждый из этих поршней имеет свои впускные и выпускные отверстия, ведущие в камеру. Внутри этой камеры находятся клапаны, управляющие выпуском и всасыванием гидравлической жидкости.

Радиально-поршневые насосы часто используются в станках и в качестве источника питания для гидравлических систем, таких как цилиндры.

Фиксированный рабочий объем в сравнении с переменным рабочим объемом

В насосе с фиксированным рабочим объемом количество жидкости, выпускаемой при каждом возвратно-поступательном движении, имеет одинаковый объем. Однако в насосе с регулируемым рабочим объемом изменение угла регулируемой наклонной шайбы может увеличить или уменьшить объем выпускаемой жидкости. Такая конструкция позволяет изменять скорость системы без изменения скорости двигателя.

Пластинчатые насосы

Когда входной вал пластинчатого насоса вращается, жесткие лопасти, установленные на эксцентриковом роторе, собирают гидравлическую жидкость и транспортируют ее к выпускному отверстию насоса. Площадь между лопатками увеличивается на впускной стороне, поскольку гидравлическая жидкость втягивается внутрь насоса, и уменьшается на выпускной стороне, чтобы вытеснить гидравлическую жидкость через выпускное отверстие. Пластинчатые насосы могут быть фиксированного или переменного рабочего объема, как описано для поршневых насосов.

Лопастные насосы используются в грузовых автомобилях (например, с подъемными лестницами или ковшами), но сегодня они не так распространены, поскольку их заменили шестеренчатые насосы.Однако это не означает, что они все еще не используются. Они не предназначены для работы с высоким давлением, но могут создавать хороший вакуум и даже работать всухую в течение коротких периодов времени.

Выбор насоса

Есть и другие ключевые аспекты выбора правильного гидравлического насоса, которые выходят за рамки решения того, какой тип лучше всего подходит для вашего применения. Эти характеристики насоса включают следующие:

• Тип гидравлической жидкости, которая будет использоваться
• Рабочая скорость в об / мин
• Максимальное рабочее давление
• Постоянный или переменный рабочий объем
• Расход (который зависит от скорости насоса в об / мин, эффективности насоса и рабочего объема)
• Номинальный крутящий момент и кривые мощности

Однако отправной точкой всегда будет тот тип двигателя, который вам нужен.

Заключение

Выбор насоса может быть очень сложной задачей, но лучше всего начать с того, какой тип насоса вам нужен. Пластинчатые насосы в значительной степени были заменены компактными и прочными шестеренчатыми насосами, при этом насосы с внешним зацеплением лучше всего работают при высоком давлении и рабочих скоростях, в то время как насосы с внутренним зацеплением способны создавать поток с очень небольшой пульсацией. Однако пластинчатые насосы по-прежнему хороши для создания эффективного вакуума и могут работать даже в сухом состоянии в течение коротких периодов времени.Поршневые насосы в целом более мощные, но в то же время более подвержены загрязнению.

MAC Гидравлика

Независимо от того, нужен ли насос для суровых условий горнодобывающей промышленности, стерильного мира производства продуктов питания и напитков или критически важной аэрокосмической промышленности, MAC Hydraulics может помочь вам в выборе, установке, обслуживании и ремонте насоса, соответствующего требованиям потребности вашей гидравлической системы. В случае поломки наши высококвалифицированные специалисты могут устранить неисправность и отремонтировать ваш насос независимо от производителя.Мы также предлагаем услуги на месте, которые включают обычный ремонт, профилактическое обслуживание, смазку, очистку, испытание под давлением и настройку. Свяжитесь с MAC Hydraulics сегодня для всех ваших потребностей в ремонте гидравлических насосов!

Сравнение гидравлических поршневых насосов

и шестеренчатых гидравлических насосов

3 августа 2020 г. | импульс | Гидравлические насосы

Какой тип гидравлического насоса вам нужен для профессионального процесса? Независимо от того, приводите ли вы в действие коммерческий самосвал или используете пресс на промышленном предприятии, узнайте больше о двух основных типах насосов: поршневых и шестеренчатых.Сравните гидравлические поршневые насосы и гидравлические шестеренчатые насосы, чтобы понять, почему Panagon Systems специализируется на высококачественных поршневых насосах для вторичного рынка.

Гидравлический поршневой насос и гидравлический шестеренчатый насос Различия

Оба типа насосов передают энергию через гидравлическую жидкость для создания механической силы там, где это необходимо. Поршневой насос обычно использует возвратно-поступательное движение для создания вращения вдоль оси. Некоторые поршневые насосы имеют переменный рабочий объем, в то время как другие имеют конструкцию с фиксированным рабочим объемом.

В шестеренчатых насосах для перекачки жидкостей используются шестерни или шестерни. Шестерни плотно выровнены для создания всасывания при всасывании и выпуске жидкости. Шестерни могут быть внутренними или внешними, в зависимости от области применения. Они всегда имеют фиксированный объем, поэтому вам нужны отдельные насосы или клапаны для управления объемом.

Преимущества поршневых насосов по сравнению с шестеренчатыми насосами

Гидравлический поршневой насос может работать с самыми высокими значениями давления. Выберите серию насосов из нашей линейки поршневых насосов, чтобы узнать максимальное давление на квадратный дюйм для каждого типа насоса.Обычно эти гидравлические системы могут достигать давления до 4000 фунтов на квадратный дюйм. Это позволяет перекачивать гидравлическую жидкость на уровнях, способных приводить в действие тяжелые подъемники, прессы, экскаваторы и другие компоненты.

Поршневые насосы имеют сложные внутренние компоненты, которые часто позволяют им изменять рабочий объем на оборот. Если вы выберете гидравлический поршневой насос Panagon Systems, у вас будет гораздо больше возможностей управления и настройки по сравнению с шестеренчатым насосом. Вся эта сложность и давление сопряжены с более высокими первоначальными затратами, но повышенная эффективность часто делает их более выгодным вложением для долгосрочного производства.

Шестеренчатые насосы обычно имеют максимальное давление 3000 фунтов на квадратный дюйм. Хотя этого давления достаточно для питания некоторого оборудования, оно может не иметь необходимой мощности для работы самых больших прессов и другого промышленного оборудования. Шестеренчатый насос — более доступный вариант, поэтому вам не придется так много обслуживать его. К сожалению, он может не иметь максимального рабочего давления, необходимого для того, чтобы оставаться в авангарде своей отрасли. Насосу шестеренчатого типа также не хватает возможности изменять рабочий объем вашей системы.

Теперь, когда вы изучили преимущества гидравлических поршневых насосов по сравнению с гидравлическими шестеренчатыми насосами, исследуйте причины, по которым многие производители и поставщики услуг в вашей отрасли выбирают Panagon Systems для удовлетворения своих потребностей в гидравлике.

Основные причины для выбора поршневых насосов Panagon Systems

Компания Panagon Systems предлагает поршневые насосы для вторичного рынка, которые заменяют поврежденные или устаревшие насосы OEM. Хотя шестеренчатые насосы могут быть подходящими для некоторых применений, вот общие причины, по которым многие компании выбирают наши поршневые насосы:

• Повышенная мощность и управляемость
• Переменный рабочий объем
• Быстрое охлаждение
• Эффективные конструкции

По сравнению с шестеренчатыми насосами и У некоторых других производителей поршневых насосов наши поршневые насосы улучшили мощность и управляемость для вашего конкретного применения.Повышенный контроль достигается за счет инновационной компенсации давления, электронных опций обратной пропорциональности давления и рабочего объема. Ищите эти современные функции в серии насосов, которые подходят для вашего OEM-компонента.

Запасные поршневые насосы и детали для ваших критически важных систем

После сравнения гидравлических поршневых насосов и гидравлических шестеренчатых насосов может быть очевидно, что вам нужен поршневой насос для ваших конкретных нужд. Работайте с Panagon Systems, чтобы не только заказать послепродажный насос, но и получить запасные части.

Просмотрите нашу подборку запчастей и закажите одну для ремонта насоса Panagon Systems или альтернативы OEM. Мы тщательно проектируем и конструируем наши насосы и детали, чтобы их можно было использовать вместо деталей OEM. Рассмотрите одну из наших запасных частей для доступного, эффективного и имеющегося на складе решения для поврежденного гидравлического поршневого насоса.

Поделиться: Facebook Twitter Google+ LinkedIn Pinterest

Как работает гидравлический поршневой насос

Гидравлические поршневые насосы являются неотъемлемой частью оборудования, используемого для управления потоком жидкости, от производства энергии до обезвоживания паводков.Существует несколько типов поршневых насосов, каждый из которых может использоваться для различных целей.

Когда вы управляете заводом, вам необходимо убедиться, что оборудование с поршневым насосом, которое вы контролируете, постоянно работает. Без него работа легко остановится. Поэтому для руководителей предприятий жизненно важно понимать основы поршневых насосов и принцип работы гидравлического поршневого насоса. Читайте дальше, чтобы узнать больше о поршневых насосах и их работе:

Что такое поршневой насос?

Гидравлический поршневой насос — это тип поршневого поршневого насоса прямого действия, который создает высокое давление для облегчения потока жидкости, такой как вода.Он приводится в действие гидравлическим приводным механизмом, который помогает перемещать жидкость по камере цилиндрической формы. Эти поршневые насосы имеют уплотнение по внешнему диаметру с насадкой для поршневого штока. Они работают, создавая давление, распределяя энергию в перекачиваемой жидкости. Это действие приводит к образованию цилиндра с жидкостью под давлением.

Поршневые насосы

идеальны, когда в приложении требуются более высокие скорости потока жидкости и низкое давление, что позволяет откачивать жидкость с высокой скоростью с небольшими усилиями. Поршневые насосы также полезны для мытья поверхностей благодаря своей способности создавать высокое давление; они могут создавать до 10 000 фунтов перепада давления на квадратный дюйм.Однако на рынке представлено множество поршневых насосов, и каждая версия работает по-своему.

Типы поршневых насосов

Поршневые насосы

не созданы равными, и каждый из них лучше всего подходит для различных ситуаций. Некоторые из них больше подходят для нужд низкого давления, в то время как другие должны применяться для нужд высокого давления, чтобы поток жидкости давал желаемые результаты. Таким образом, очень важно понимать, как работает каждый из них. Вот некоторые из наиболее распространенных типов:

Осевой

Осевые насосы относятся к гребным насосам из-за их гребной конструкции.Эти насосы толкают поток жидкости по спирали вдоль оси. Аксиально-поршневые насосы имеют множество применений, включая заворачивание торпедных винтов или использование для реактивных двигателей. Они могут работать при температурах до 248 градусов по Фаренгейту и состоят из насосов других типов, включая насосы с изогнутой осью и рядные аксиально-поршневые насосы. Эти насосы идеальны для производства больших потоков жидкости и необходимы при обезвоживании паводков.

Рядный

Последовательные аксиально-поршневые насосы

представляют собой высокоэффективные поршневые насосы.Эти типы аксиально-поршневых насосов идеально подходят для управления большими потоками жидкости, что делает их пригодными для повышения давления воды. Этот тип насоса работает так же, как насос с изогнутой осью, но с меньшей вращательной способностью. Тем не менее, его способность создавать достаточное давление делает его высоконадежным аксиально-поршневым насосом, применимым в самых разных областях применения.

Изогнутая ось

Гидравлический поршневой насос этого типа обладает большей гибкостью, чем линейный аксиально-поршневой насос, поскольку он может изгибаться на 20 градусов больше, чем линейный насос при 40 градусах.Его конструкция также позволяет ему вращаться с большей скоростью, чем линейные поршневые насосы. Эти насосы работают за счет изгиба блока цилиндров вокруг своей оси, в результате чего он поворачивается под углом.

Радиальный

Радиально-поршневые насосы распределяют энергию по жидкостным системам, выталкивая поток жидкости наружу. Радиально-поршневые насосы способны создавать высокое давление, что делает их высоконадежными и эффективными гидравлическими поршневыми насосами. Эти насосы используются в различных областях, включая стендовые испытания, оборудование и производство энергии.

Плунжер

Плунжерный насос — это поршневой поршневой насос цилиндрической формы. Этот насос вырабатывает энергию, которая помогает проталкивать жидкость благодаря возвратно-поступательному движению плунжера. Хотя эти типы поршневых насосов могут стоить больше, чем другие типы, они очень прочные и надежные. Это означает, что вы можете рассчитывать на то, что плунжерные насосы прослужат долгое время без поломок. Это преимущество также объясняет, почему плунжерные насосы являются одними из наиболее распространенных типов гидравлических поршневых насосов, используемых сегодня.Плунжеры также полезны, когда вам нужно соответствовать требованиям высокого давления и небольшой емкости. Эти насосы имеют множество применений — от обратного осмоса до мойки под давлением.

Последние мысли

Важно знать, как работает гидравлический поршневой насос, чтобы вы могли определить, когда он работает или работает неправильно. Независимо от того, нужна ли вам возможность остановить затопление или иметь подходящие устройства для производства воды с помощью обратного осмоса, вам нужны насосы, которые находятся в идеальном рабочем состоянии.Понимание того, как работают эти устройства, поможет сделать эту оценку возможной. Но более того, также важно понимать, как отремонтировать насос в случае его поломки.

Если вам нужна помощь с оборудованием, проконсультируйтесь со специалистом, который предоставит необходимое оборудование и может предложить свои знания по ремонту гидравлических систем, например Western Hydrostatics. Используя гидравлический ремонт, вы можете убедиться, что ваши поршневые насосы работают на полную мощность.

Источники

https: // www.britannica.com/technology/pump#ref17055
https://www.weshyd.com/
http://www.hydraulicspneumatics.com/blog/hydraulic-motor-face-bent-axis-vs-axial-piston
https : //oaktrust.library.tamu.edu/bitstream/handle/1969.1/163923/06-tackett.pdf? sequence = 1 & isAllowed = y
https://www.ndsu.edu/pubweb/~kkatti/pumps.pdf
https://www.hunker.com/13417720/the-advantages-disadvantages-of-a-piston-pump
http://nptel.ac.in/courses/112103174/module5/lec3/4.html

Как работает гидравлический поршневой насос?

28 июля 2020 г. | импульс | Гидравлические насосы

Гидравлические поршневые насосы используются для питания широкого спектра профессионального оборудования и промышленного оборудования.Но наступает время, когда поршневые насосы Caterpillar, Rexroth, Eaton или Vickers могут выйти из строя и потребовать ремонта или замены. Panagon Systems, компания, которая специализируется на производстве поршневых насосов и предлагает широкий спектр деталей гидравлических насосов, а также варианты замены гидравлических насосов, предлагает некоторые экспертные знания по часто задаваемому вопросу «как работает поршневой гидравлический насос?».

Гидравлический поршневой насос Процесс

Гидравлические насосы предназначены для управления потоком жидкости.Многие из этих насосов являются частью гидравлических систем, предназначенных для выработки энергии. Как только насос приводится в действие, возникающее давление перемещает гидравлическую жидкость и приводит в действие механизм.

Эти системы невероятно мощные. Ведущий поршневой насос способен обеспечивать перепад давления до 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Это позволяет эксплуатировать ковши, подъемники, сеялки и другое оборудование даже с самым тяжелым оборудованием.

Точный процесс зависит от типа насоса.Существует пять основных типов гидравлических поршневых насосов, каждый из которых используется немного по-своему для направления и управления потоком жидкости. Сравните эти типы насосов, чтобы определить лучший вариант для вашего оборудования.

Стандартные типы поршневых насосов

В зависимости от величины давления, размера оборудования и других соображений производители выбирают один из этих пяти типов гидравлических насосов. Обязательно проверьте тип насоса в вашем оборудовании на предмет беспроблемной замены:

• Осевой
• Изогнутая ось
• Радиальный
• Встроенный
• Плунжерный

В осевом насосе используется пропеллер для проталкивания жидкости вдоль оси. спиральное движение.Эти уникальные насосы широко используются в авиакосмической и морской промышленности, в том числе в реактивных и торпедных двигателях. Они хорошо выдерживают высокие температуры и могут производить особенно высокий поток гидравлической жидкости.

Поршневой насос с изогнутой осью может изгибаться до 40 градусов и при этом эффективно вращаться. По сравнению с линейными насосами этот тип обеспечивает большую гибкость и более высокую скорость отжима.

Выберите радиальный гидравлический насос для систем высокого давления. Эти высоконадежные поршни выталкивают жидкость наружу для распределения энергии.Обычно они используются для выработки энергии, на испытательных стендах и в машинном оборудовании.

Одним из наиболее распространенных типов насосов является линейный аксиально-поршневой насос. Этот тип идеально подходит для повышения давления воды и является очень эффективным вариантом. У него нет такой гибкости, как у насоса с изогнутой осью, но он способен демонстрировать некоторые уровни гибкости.

Наконец, плунжерный гидравлический поршневой насос имеет цилиндрическую форму для вытеснения жидкости. Возвратно-поступательное движение плунжера позволяет ему производить надежную энергию с минимальным обслуживанием.Эти насосы обычно используются в проектах мойки под давлением и обратного осмоса.

Замена насосов по сравнению с насосами OEM

Если у вашего поршневого насоса возникают проблемы с производительностью, возможно, пришло время для ремонта, восстановления или замены. К сожалению, замена насосов и услуг OEM может потребовать значительных вложений. Если у вас устаревшее оборудование, возможно, вы не сможете найти устаревшие детали гидравлического насоса, необходимые для восстановления вашего оборудования.

Как крупнейший в Северной Америке производитель поршневых насосов на вторичном рынке, мы в Panagon Systems уверены, что сможем поставить исключительный насос по доступной цене.Сопоставьте наши насосы для вторичного рынка с оригинальной маркой и моделью вашего насоса, чтобы лично убедиться, насколько мы сравниваем с гидравлическими компонентами OEM.

Замените поршневые насосы Caterpillar, Rexroth, Eaton или Vickers на насос Panagon Systems, чтобы получить доступную альтернативу дорогостоящим или устаревшим запасным частям. Мы тщательно проектируем и конструируем насосы для восстановления вашего строительного оборудования, промышленных прессов или другого оборудования.

Опции насоса Panagon Systems

Итак, как же работает гидравлический поршневой насос? Насос Panagon Systems работает, предоставляя вам удобные варианты замены, обеспечивающие впечатляющую мощность и длительное удобство.Наши поршневые насосы отсортированы по сериям, поэтому вы можете легко найти замену с той же серией, что и гидравлический насос OEM, в вашем существующем оборудовании.

Поделиться: Facebook Twitter Google+ LinkedIn Pinterest

Поршневой насос — обзор

Поршневые насосы

Поршневой насос внешне похож на двигатель автомобиля, а простая конструкция с одним цилиндром была показана ранее на рисунке 2.2b. Однако такой простой насос, подающий один импульс жидкости за оборот, генерирует недопустимо большие импульсы давления в системе.Поэтому в практических поршневых насосах используется несколько цилиндров и поршней для сглаживания подачи жидкости, и много изобретательности вкладывается в разработку удивительно компактных многоцилиндровых насосов.

Объем поршневого насоса можно легко вычислить:

Q = (количество поршней) × (площадь поршня) × (ход поршня) × (скорость привода)

На рисунке 2.12 показан один из видов радиально-поршневого насоса. Насос состоит из нескольких полых поршней внутри неподвижного блока цилиндров. Каждый поршень имеет подпружиненный впускной и выпускной клапаны.Когда внутренний кулачок вращается, жидкость относительно плавно передается от впускного отверстия к выпускному отверстию.

Рисунок 2.12. Радиально-поршневой насос

В насосе, показанном на Рисунке 2.13, используется тот же принцип, но с неподвижным кулачком и вращающимся блоком цилиндров. Эта конструкция не требует наличия нескольких впускных и выпускных клапанов и, следовательно, проще, надежнее и дешевле. Неудивительно, что большинство радиально-поршневых насосов имеют такую ​​конструкцию. Подобно шестеренчатым и лопастным насосам, радиально-поршневые насосы могут обеспечивать увеличенный рабочий объем за счет использования нескольких узлов, приводимых в действие общим валом.

Рисунок 2.13. Поршневой насос со стационарным кулачком и вращающимся блоком

Альтернативной формой поршневого насоса является осевая конструкция, показанная на рис. 2.14, где несколько поршней расположены во вращающемся цилиндре. Ход поршней приводится в движение неподвижной наклонной пластиной, называемой наклонной шайбой. Каждый поршень может удерживаться в контакте с наклонной шайбой с помощью пружин или вращающейся тарелки башмака, связанной с наклонной шайбой.

Рисунок 2.14. Осевой насос с наклонной шайбой

Производительность насоса регулируется изменением угла наклонной шайбы; чем больше угол, тем больше смещение.Вертикальное смещение с наклонной шайбой равно нулю, и поток можно даже поменять местами. Угол наклона шайбы (и, следовательно, рабочий объем насоса) можно легко контролировать дистанционно с помощью отдельного гидроцилиндра.

Альтернативной формой аксиально-поршневого насоса является насос с наклонной осью, показанный на Рисунке 2.15. Ход поршней достигается за счет угла между приводным валом и вращающимся блоком цилиндров. Производительность насоса можно регулировать путем изменения угла приводного вала.

Рисунок 2.15. Насос с наклонной осью

Поршневые насосы имеют очень высокий объемный КПД (более 98%) и могут использоваться при самых высоких гидравлических давлениях. Но они громоздкие и шумные. Будучи более сложными, чем лопастные и шестеренчатые насосы, они, соответственно, дороже, а для обслуживания требуется больше навыков. Таблица 2.1 дает сравнение различных типов насосов.

Таблица 2.1. Сравнение типов гидравлических насосов

9030 )

Цифры в таблице 2.1 являются типичными значениями, и каталоги производителей должны быть проверены для конкретного применения. Рабочий объем шестеренчатых, лопастных и радиально-поршневых насосов можно увеличить с помощью нескольких узлов. Доступны специальные насосы для давления до 7000 бар при малых расходах. Подачу от центробежных и шестеренчатых насосов можно регулировать, изменяя скорость двигателя насоса с частотно-регулируемым приводом.

5 основных причин, по которым они являются лучшим выбором, чем шестеренчатые насосы

Шестеренчатые насосы — популярный выбор в гидравлической промышленности.Обычно надежные и недорогие шестеренчатые насосы выполняют свою работу десятилетиями. Что может пойти не так? В зависимости от характеристик машины, которую вы собираете, есть пять причин, по которым вы можете рассмотреть возможность перехода на поршневые насосы.

1. Поршневой насос Eaton X20

   Более высокая мощность — Чем выше мощность (л.с.) вашей машины, тем выше вероятность значительной экономии топлива за счет перехода на поршневой насос. Шестеренчатые насосы имеют постоянный рабочий объем, обеспечивая постоянный поток.По мере увеличения мощности требуется больший расход, а шестеренчатый насос тратит больше энергии, не изменяя расход в зависимости от потребности.

2. Эффективная многозадачность — По мере того, как от каждой машины требуется больше, производители оригинального оборудования (OEM) добавляют функции. Каждая функция часто требует разного расхода, который может регулироваться поршневым насосом, обеспечивая эффективное использование мощности, что приводит к меньшим потерям энергии, чем шестеренчатый насос постоянного расхода.
3. Повышенное управление — Шестеренчатыми насосами можно управлять только с помощью клапана и коллектора, тогда как поршневые насосы доступны с несколькими вариантами управления.Некоторые из доступных опций включают определение нагрузки, компенсацию давления, электронное смещение, крутящий момент, электронное обратное пропорциональное давление и дистанционное управление давлением. Благодаря этим элементам управления переход от шестеренчатого к поршневому насосу может помочь конструкторам машин исключить компоненты и повысить гибкость конструкции.
4. Улучшенное охлаждение — Потребности в охлаждении сильно различаются от машины к машине, в зависимости от рабочего цикла, рабочей среды и других факторов. Если потребности в охлаждении меняются, разве не должна изменяться и система охлаждения? Благодаря поршневому насосу и обратно пропорциональному регулированию давления система привода вентилятора может реагировать на температуру, увеличивая скорость вращения вентилятора при повышении температуры масла и замедляя его при охлаждении.
5. Эффективность — В конечном итоге каждый из перечисленных здесь пунктов связан с эффективностью машины. Непрерывный поток работает в некотором оборудовании, но, поскольку нормативные требования требуют более эффективных машин, поршневые насосы с регулируемым объемом двигателя могут помочь конструкторам достичь большей мощности, большего объема работы, повышения управляемости и улучшения охлаждения без ущерба для эффективности.

Эта статья предоставлена ​​Соней Андерсон, глобальным менеджером по продукции, поршневые насосы открытого цикла, Eaton

Насосы | Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

Аксиально-поршневые насосы Kawasaki постоянно совершенствуются для удовлетворения таких требований эпохи, как высокая эффективность, низкий уровень шума и компактная конструкция.
Kawasaki предлагает широкий выбор аксиально-поршневых насосов с регулируемым рабочим объемом, которые отличаются высокой производительностью, надежностью и простотой обслуживания.

Мобильная техника

Аксиально-поршневые насосы (с открытым контуром)

В зависимости от области применения, например, в строительной технике и различных промышленных транспортных средствах, а также в системе гидравлического управления, Kawasaki предлагает наиболее подходящий аксиально-поршневой насос из множества вариантов.

Аксиально-поршневые насосы (с замкнутым контуром)

Наилучший в мире КПД насоса и низкий уровень шума способствуют энергосбережению и созданию приятных условий эксплуатации.

Промышленное оборудование

Аксиально-поршневые насосы (с открытым контуром)

Kawasaki предлагает компактные высокоэффективные и малошумные аксиально-поршневые насосы, подходящие для промышленного оборудования.

Аксиально-поршневые насосы (с замкнутым контуром)

Kawasaki предлагает высокоэффективные и малошумные аксиально-поршневые насосы, подходящие для систем регулирования скорости.Встроенный всасывающий клапан большой производительности позволяет легко конфигурировать замкнутый контур для различных систем.

Аксиально-поршневые насосы (с изогнутой осью)

Аксиально-поршневые насосы Kawasaki с изогнутой осью имеют такие особенности, как высокий КПД и длительный срок службы. Они могут работать в течение длительного времени в тяжелых условиях: постоянный привод высокого давления, использование огнестойкой жидкости и т. Д.

Винтовые насосы

Винтовые насосы Kawasaki производятся с 1936 года, и теперь они поставляются для удовлетворения растущего спроса во всех областях промышленности.Винтовые насосы Kawasaki используются для самых разных целей, включая транспортировку тяжелых масел, обслуживание смазочного масла, подачу давления, а также в гидравлических системах.

Прецизионные шестеренчатые насосы

Прецизионные шестеренчатые насосы Kawasaki производятся с повышенной точностью изготовления для повышения производительности шестеренчатых насосов с внешним контактом, которые имеют небольшие пульсации и хорошие
объемные характеристики.