Принцип работы гидравлического насоса: Как работает гидравлический насос?

Содержание

Как работает гидравлический насос?

  1. К списку статей

Гидравлический насос используется во множестве видов областей. Например, он часто встречается в гидравлических машинах, обеспечивая поставку воды и масла. Также он используется в конструкции экскаваторов, в тяжелой технике при строительстве. Насос, осуществляющий функцию торможения, можно увидеть в механизмах разных машин.

Принцип работы гидравлического насоса

Такой вид оборудования используется, чтобы преобразовывать механическую энергию в гидравлическую. При его работе крутящий момент или частота вращения превращаются в подачу или усиление давление. Его основной принцип действия – это вытеснение жидкости. Кинетическая энергия двигающегося вещества производит требуемый поток, который затем применяется для создания давления внутри гидравлического устройства.

Насосы, в которых реализован принцип вытеснения, называются объемными. В устройстве создаются изолированные камеры, в которых вещество будет передвигаться из области всасывания в область нагнетания. Между такими полостями нет прямого соединения, так что эти устройства легко могут использоваться в условиях повышенного давления в системе (уровень давления соответствует ее нагрузке).

Можно также сказать, что принцип работы подобного насоса держится на взаимной работе механических сил и создаваемого атмосферного давления. Благодаря их взаимодействию жидкость передвигается между разными внутренними частями гидравлического насоса.

Какими бывают гидравлические насосы?

Они могут быть непоршневыми и поршневыми. Последние получили наиболее распространение, так как они могут производить давление до пяти тысяч МПа.

Все виды гидравлических насосов:

  1. Шестеренные насосы с внешними зубами. Отличаются компактностью, доступной ценой, надежностью и простотой конструкции. Однако имеют высокий уровень шума и ограничение в давлении.
  2. Роторные насосы. Имеют достаточную прочность и высокий уровень давления. При этом стоят довольно дорого из-за сложной конструкции.
  3. Аксиально-Поршневые. Обладают высоким уровнем коэффициента полезного действия. Имеют переменную структуру. Продаются по достаточно высокой цене. Неустойчивы к загрязнениям.
  4. Радиально-Поршневые. Громоздкие и дорогие устройства, известные также своей надежностью, эффективностью, высоким уровнем давления и бесшумностью.

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 

Гидронасосы — принцип работы, виды и обзор популярных моделей



Гидронасос – это компактный агрегат высокой мощности, который используется для перекачивания жидкости в промышленности, коммунальном и сельском хозяйстве. Высокая мощность агрегатов позволяет применять их не только для забора воды, но и других, более плотных жидкостей.

Принцип работы и устройство гидронасоса

В своем традиционном виде насос гидравлический обладает очень простой конструкций типа «поршень-поршень». Такое устройство гораздо реже поддается повреждениям, отличается высокой устойчивостью и позволяет использовать насос при работе с жидкостями, как из резервуара, так из естественного источника.

Особенный принцип работы гидравлического насоса делает его достаточно производительным. Элементы внутри насосов преобразовывают энергию жидкости из механической в гидравлическую. При использовании мотор насоса создает крутящий момент, необходимый для образования подачи или выработки давления.

В конструкции насоса находятся две камеры. Одна из них отвечает за нагнетание, а вторая – за всасывание. Обе камеры изолированы руг от друга, а между ними проходит жидкость. Как только камера нагнетания становиться полностью заполненной, начинает работать поршень. За всасывание жидкости отвечают патрубки, которые выводят ее в нужном для работы направлении.

Типы гидравлических насосов – классификация агрегатов на рынке

По конструктивным особенностям, назначению и сферам эксплуатации существуют такие виды гидравлических насосов:

  • Ручные – это недорогие устройства, работающие по принципу вытеснения. Ручной насос не отличается высокой производительностью и может справиться лишь с наиболее простыми задачами в хозяйстве;
  • Радиально-поршневые – в их конструкцию входит эксцентричный вал или ротор. Вся поршневая группа таких агрегатов находится внутри их корпусов. Среди преимуществ этих систем нужно выделить низкий уровень шума и способность работать в условиях высокого давления до 100 Па. Среди недостатков можно отметить большие габариты;
  • Аксиально-поршневые – в таких насосах используется плунжерная система вытеснения. К этому типу относятся наклонные и прямые насосы. Среди преимуществ таких систем выделяется самая высокая производительность среди всех видов оборудования. Недостаток – очень высокая стоимость;
  • Шестеренчатые – к этому виду относятся агрегаты с электроприводом. Основной гидравлический элемент изготовлен из двух шестерней, которые, в результате сцепления, выдавливают жидкость. Насосы этого типа не способны работать в условиях высокого давления, однако их стоимость гораздо ниже агрегатов двух предыдущих типов.

Большинство современных насосов для воды нередко используется в больших хозяйствах. Это позволяет владельцам сэкономить массу времени при заборе и перекачивании чистой и переработанной жидкости.

Как выбрать гидравлический насос – советы экспертов

Выбирая напорный насос, помимо цены, давления внутри системы и условий эксплуатации, следует обращать внимание на ряд следующих факторов:

  • Мощность двигателя системы;
  • Соответствие конструкции дальнейшим условиям применения;
  • Максимальное давление при работе;
  • Емкость рабочих камер;
  • Максимально допустимый показатель вязкости жидкости, которая будет перекачиваться;
  • Усилие, необходимое для приведения системы в работу;
  • Легкость в эксплуатации;
  • Масса и размеры оборудования.

Каждая характеристика из списка играет очень важную роль. Тщательно изучив все факторы, вы сможете приобрести подходящий электрогидравлический насос, который будет хорошо и быстро справляться со своими функциями.

НШ 10 – описание популярной модели

Агрегат данной модели успешно используется в автомобилестроении, при изготовлении тракторов и других видов тяжелой сельскохозяйственной техники. Он зачастую входит в конструкцию отечественных погрузчиков и экскаваторов, создаваемых на базе тракторов, класса 1,4 тс.

Среди основных технических характеристик насоса следует выделить:

  • Рабочая емкость – 10 см3;
  • Частота вращения – 3600 об./мин.;
  • Максимальный показатель производительности – 11,5 л./мин.;
  • Номинальный показатель давления на выходе – 16 МПа;
  • Максимально допустимое давление – 21 МПа;
  • Вес – 2 кг;
  • Показатель КПД – 0,95.

Благодаря высокой надежности и отличному качеству сборки, данный пневмогидравлический насос хорошо зарекомендовал себя в промышленности. Он редко нуждается в ремонте и не требует регулярного обслуживания.

Технические характеристики модели НШ 32

Этими насосами оснащено большинство экскаваторов. При чем, более половины экскаваторов, созданных на базе тракторов МТЗ и ЮТЗ, насос вмонтирован на переднем контуре. Это гарантирует улучшенную работу машины с ковшом и бульдозером. Более старые цепные трактора оснащались насосами НШ 32 с целью обеспечения работы цилиндров и опор бульдозера.

У тракторов, созданных на базе МТЗ, насосное оборудование отвечает за работу ковша, захвата и стрелы.

Технические характеристики насоса включают:

  • Рабочий объем – 31,7 см3;
  • Показатель номинальной частоты вращения – 3 тыс. об./мин.;
  • Показатель производительности при 1200 об./мин. – 36 л./мин.;
  • Номинальное давление на выходе – 16 Мпа;
  • Максимальный показатель давления на выходе – 21 Мпа;
  • Вес насоса – 5 кг. ;
  • Показатель КПД – 0,95.

Агрегат данной модели отличается высокой надежностью и длительными сроками эксплуатации. Благодаря этому его активно закупают иностранные производители сельхозтехники.

НШ 50 – области применения насоса

Данный автоматический насос успешно используется при строительстве дорожной, сельскохозяйственной и станочной техники. Зачастую он эксплуатируется в гидросистемах, работающих при давлении 155 кгс/см2.
Данную модель на сегодняшний день выпускает сразу несколько производителей.

Продукция каждой из них имеет множество сходств в конструкции и производительности, однако разнится между собой по габаритам.

Технические характеристики насосов включают в себя:

  • Рабочий объем – 49 см3;
  • Показатель номинальной частоты вращения – 3 тыс. об./мин.;
  • Производительность при вращении 1200 об./мин. – 56 л./мин.;
  • Значение номинального давления на выходе – 16 МПа;
  • Показатель максимального давления на выходе – 21 МПа;
  • Вес – 8 кг. ;
  • Показатель КПД – 0,95.

Гидронасосная станция, оборудованная таким агрегатом, прослужит длительное время, независимо от условий и типа жидкости.

Насосы НП 90 – предназначение и характеристики

Этот агрегат относится к аксиально-поршневым насосам, имеющим функцию регулировки. Он используется при работе больших гидроприводов, в конструкцию которых входит двигатель. Агрегаты этой модификации нашли широкое применение при создании комбайнов, дорожных уплотнителей и автобетоносмесителей.

Насосы НП 90 отличаются простотой в эксплуатации и небольшими габаритами. Они долговечные, не требуют специального ухода и не боятся экстремальных условий. Среди технических характеристик насосов следует выделить:

  • Максимальный показатель рабочего объема – 89;
  • Емкость насоса подпитки – 18,06;
  • Показатель номинального давления на выходе – 26,5 МПа;
  • Значение максимального давления на выходе – 35,8 МПа;
  • Максимальный показатель частоты вращения – 2590 об. /мин.;
  • Вес в пустом виде – 78 кг.

Данная модель пользуется широким спросом за счет отличной комплектации и высокого качества сборки. Она хорошо сбалансирована, не требует частого ремонта и стоит гораздо дешевле импортных аналогов.


Гидравлический насос (гидронасос) — ручной, высокого давления

Гидравлический насос высокого давления получил широкое распространение в промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве. Это неотъемлемый конструкционный элемент гидропривода, обеспечивающего бесперебойную работу двигателя.

При компактном размере установки этого типа обладают впечатляющими показателями мощности и способны к преобразованию энергии

Классический гидронасос обладает простой конструкцией типа «поршень-поршень». Эта система отличается повышенной устойчивостью к износу и обеспечивает полную свободу в использовании жидкости из естественного источника или резервуара.

Высокая производительность таких установок обусловлена особым принципом работы. Насосы гидравлические преобразовывают механическую энергию жидкости в гидравлическую. В процессе эксплуатации установки двигатель генерирует крутящий момент, который в зависимости от необходимости либо вырабатывает давление, либо образовывает подачу.

Внутри прибора присутствуют изолированные друг относительно друга камеры нагнетания и всасывания, между которыми с помощью гидравлики циркулирует жидкость. По мере полного заполнения камеры нагнетания она приводит в движение поршень.  Всасывание жидкости в устройство осуществляется посредством патрубков, после чего она под давлением подается в необходимом направлении.

Область применения и назначение

Гидронасос применяется в оснащении строительных площадок, автомобильных моек, в системах очистки трубопроводов, машин для мытья улиц, подавления пыли и пожаротушения. Гидравлические насосы высокого давления востребованы в области нефтепереработки, лесозаготовки, автомобилестроения, в железнодорожной отрасли, в машиностроении, в частности, в производстве клининговой техники.

Современные модели комплектуются большим количеством насадок, которые позволяют использовать гидронасос как по прямому назначению, так и в качестве вспомогательного оборудования с расширенным функционалом.

Виды и отличия

Классификация по назначению, особенностям конструкции и областям применения делит гидравлические насосы на несколько групп оборудования:

  • ручное;
  • радиально-поршневое;
  • аксиально-поршневое;
  • шестеренное.

Ручной гидравлический насос – недорогая работающая по принципу вытеснения жидкости модель достаточной для выполнения ряда несложных задач производительности. Наибольшее распространение гидравлический насос с ручным приводом получил в автомобилестроении. В случае аварийного отключения снабжения с его помощью гидравлические двигатели обеспечиваются энергией.

К преимуществам ручного гидравлического насоса высокого давления относят простоту конструкции, невысокую стоимость, автономность, простоту и высокую лояльность к ремонту. При желании гидравлический насос своими руками можно собрать из подручных средств.

Радиально-поршневой гидронасос оснащается ротором или эксцентричным валом. К особенностям конструкции относится то, что поршневая группа полностью находится внутри установки. Роторные модели при генерации крутящего момента приводят в движение поршни, которые при чередовании возвратно-поступательного усилия стыкуются с предусмотренными конструкцией отверстиями для слива жидкости. В моделях с эксцентричным валом поршневая группа находится внутри статора, а перераспределение жидкости в отличие от роторных агрегатов не золотниковое, а клапанное.

Преимущества: возможность работы в условиях повышенного давления до 100 Па, минимальный уровень шума. К недостаткам относится большой вес.

Аксиально-поршневой гидронасос отличается от предыдущей разновидности оборудования тем, что вместо поршневой системы вытеснения в их конструкции используется плунжерная. Оборудование этого типа делится на 2 категории – прямые и наклонные гидронасосы. Вал при вращении приводит в движение цилиндры. Выдавливание жидкости из камеры обусловлено цикличным совпадением оси цилиндрового блока и отверстия всасывающего типа. Несмотря на высокую стоимость, оборудование этой категории обладает лучшими показателями производительности и наиболее высоким КПД.

Шестеренный гидронасос – это разновидность роторного оборудования с электроприводом. Гидравлический элемент выполнен из 2 шестеренок, которые при сцеплении способствуют выдавливанию жидкости. В зависимости от расположения шестеренок различают модели в внутренним или внешним типом сцепления. Такие модели идеальны для работы в системах с невысоким давлением (не более 20 Мпа), что позволяет применять их в процессе производства техники спецназначения.

Нередко требуется и ремонт насосов, ремонт насоса может быть спровоцирован следующими факторами:

  • несоблюдение правил управления;
  • несвоевременное техобслуживание или его отсутствие;
  • неверный выбор гидромасла;
  • комплектация агрегата непредусмотренными элементами;
  • ошибка в настройках.

Основные характеристики

При выборе модели помимо условий ее эксплуатации, давления в системе и стоимости необходимо учитывать еще и такие параметры:

  • мощность насоса в гидравлическом эквиваленте – гидравлический расчет обычно предоставляется производителем и определяет основные параметры использования прибора;
  • тип конструкции и ее соответствие условиям эксплуатации;
  • частота вращения;
  • допустимое рабочее давление;
  • объем рабочих камер;
  • допустимый уровень вязкости перекачиваемой жидкости;
  • прилагаемое усилие для приведения рычага в движение;
  • простота в управлении рабочими параметрами;
  • размеры и масса устройства.

Распространенные модели

Насос гидравлический ручной – лидер в сегменте оборудования для дома, дачи и небольших производственных площадок. В этой категории популярностью пользуется техника отечественного производства, выпускаемая под маркой НРГ.

Это независимые от внешнего питания установки, которые используются для комплектации оборудования и инструмента с выносным насосом. Обратите внимание на модели НРГ…Р, в комплектацию которых входит встроенный распределительный элемент, и НРГ-7080РЭС-1, обладающую наиболее полной комплектацией.

В сервисной сфере (обслуживание и мойка автомобилей, оснащение ремонтных мастерских) популярен также пневмогидравлический насос с ножным управлением. В отличие от ручной модели он обладает большей производительностью и оставляет мастеру большую свободу действий. Пневмогидравлический насос с легкостью приводит в движение такое оборудование, как перфоратор, дрель, болгарка, ударный инструмент, может использоваться и для пресса. Применяется как альтернативный источник энергии в процессе выполнения выездных работ и в случае аварийного выхода из строя основного источника.

Наиболее популярный среди профессионалов пневмогидравлический насос – LHP 700. К его преимуществам относятся возможность вентиляции бака, разгона жидкости под нагрузкой, высокая точность параметров настройки, простота конструкции и рабочее давление от 2,8 бар.

Электрогидравлический насос САТ 134-0467 предназначен для двигателей крупногабаритного транспорта, в частности, автобусов ЛИАЗ и другой техники и гидроприводом. Считается лучшей моделью с точки зрения соотношения цены и качества.  Как правило, электрогидравлический насос используется в комплектации рулевого колеса и обеспечивает его усиление.

устройство и принцип работы, типы и виды

Инструменты и технические аппараты, работа которых связана с использованием энергии жидкостей, называют гидравлическими механизмами. В машиностроении их популярность основана на возможности передавать с потоком, через гибкие шланги и тонкие трубопроводы, огромные объемы энергии.

Что это, назначение и принцип работы устройства

Один из классов машин – гидравлический насос – является оборудованием по преобразованию механической энергии (вращения и крутящего момента приводного электрического двигателя; перемещения поршня при нажиме и поднятия рычага в ручной конструкции) в гидравлическую энергию жидкости (образование давления; подача или ход рабочего органа, например, штока гидроцилиндра).

Классификация и деление насосов на виды не влияет на общий принцип действия механизмов – вытеснение рабочей среды.

Работающий аппарат перемещает жидкость из полости всасывания (входной) в полость нагнетания (выходную) через изолированные камеры.

Выходящая из корпуса механизма жидкость имеет повышенное давление, обусловливающее ее перемещение по трубопроводу. Так как полости не соединены напрямую, устройства имеют идеальную адаптацию для работы в системах гидравлики с высоким давлением. Жидкость на выходе передает энергию поршню, перемещая его, или циркулирует в замкнутом контуре.

Гидравлические насосы высокого давления – обязательные элементы гидравлического привода, поэтому востребованы повсеместно. Основные области применения:

  • Машиностроение, нефтепереработка, транспорт, сельское хозяйство, другие производственные и перерабатывающие отрасли.
  • Оснащение мобильных моек, мастерских, предприятий коммунального хозяйства, строительных площадок.
  • Системы чистки автомобилей, пожаротушения, подавления пыли, очистки труб, мытья улиц.
  • Помпа – инженерная, погружная.

Технические характеристики и параметры выбора

Основными техническими характеристиками гидронасоса являются:

  1. Частота вращения, об/мин.
  2. Рабочий объем, вытесняемый за оборот вала, см3/об.
  3. Рабочее давление.

Запомните! Основные единицы для измерения давления имеют следующее соотношение: 1 атм=1,013 бар=0,101 МПа=1,03 кгс/см2.

Выбор насоса для конкретной гидросистемы производится с учетом следующих критериев:

  • Вид элемента, вытесняющего жидкость – поршень, шестерня, пластина.
  • Требуется ручной или гидронасос с электроприводом.
  • Пределы рабочего давления.
  • Со средой какой вязкости сможет работать механизм.
  • Рабочий объем.
  • Частотный интервал работы.
  • Легкость обслуживания.
  • Габариты.
  • Цена.

Виды

Ручные

Конструкция ручных стандартных помп представляет цилиндрическую полость с поршнем, который жестко соединен со штоком. Шток, в свою очередь, через шарнир соединяется с приводным рычагом. В поршне находится промежуточный клапан, он связывает полости – поршневую и штоковую. Поршневую полость от резервуара с маслом отделяет впускной клапан, перед которым стоит фильтр. Штоковая полость отделена от выходного порта изделия выпускным клапаном.

Рычаг ручного (мускульного) аппарата высокого давления легко перемещается рукой или ногой (через педаль с возвращающей пружиной). При подъеме рычага поршень штоком поднимается, открывается впускной клапан и поршневая полость заполняется жидкостью. В это время закрытый промежуточный затвор не допускает ее переток из штоковой полости в поршневую. Во время движения рычага вниз давление жидкости закрывает впускной и поднимает промежуточный клапан. Жидкость попадает в штоковую полость, открывает выпускной затвор и вливается в гидросистему. С каждым циклом подъема-опускания рычага насос вытесняет в систему порцию воды или масла. Таков принцип работы механизма одностороннего действия.

В ручных механизмах двустороннего действия к верху и низу цилиндрической полости подведены параллельные линии всасывания жидкости из бака и ее нагнетания в трубопровод. При любом ходе поршня – вверх или вниз – один из пары впускных и выпускных клапанов открывается. В результате обеспечивается более производительная работа насоса с непрерывной и равномерной подачей рабочей жидкости.

Простое устройство гидроаппарата, требующего приложения мускульной силы, объясняет его широкое применение в производстве, индивидуальном хозяйстве, автосервисе, строительстве. Модели данного типа становятся составной частью различных механизмов:

  • испытательных стендов;
  • лабораторного оборудования;
  • грузоподъемных кранов и платформ;
  • статических гидроинструментов;
  • водяных бытовых опрыскивателей;
  • домкратов;
  • прессового оборудования.

Главный минус – низкая производительность. К достоинствам можно отнести: надежность; простоту конструкции; низкую стоимость; работу без электропривода, следовательно, независимость от наличия источников электропитания; автономность; малый размер и вес; возможность быстро выполнить необходимый ремонт своими руками.

Изделия под отечественным брендом НРГ особенно популярны в частных гаражах, сфере автосервиса, ремонтных и индивидуальных мастерских.

Радиально-поршневые

Основное применение устройств данного типа – подъемное и прессовое оборудование, протяжные станки.

Типы поршневых гидравлических насосов с радиальным расположением цилиндров:

  • Конструкции с ротором, смещенным относительно оси статора. Радиальные цилиндрические расточки ротора являются цилиндрами. В них располагаются поршни, при вращении ротора прижимаемые к стенкам обоймы неподвижного корпуса. Поршни вращающегося ротора приходят в возвратно-поступательное движение с ходом, равным удвоенному смещению (эксцентриситету). Внутри расположена неподвижная распределительная ось, выполняющая роль золотника. Проточки оси соединены с входной и напорной линией привода. Поворот ротора на 180° приводит поршень в поступательное движение к максимально выдвинутому положению. В это время камера цилиндра увеличивает объем и всасывает масло через проточку распределительной оси. Совершая следующие пол-оборота, поршень возвращается в тело ротора и вытесняет масло уже в напорную полость распределителя. Изменяя величину эксцентриситета, регулируют производительность механизма. Меняя эксцентриситет по знаку, то есть, перемещая ротор к противоположной стенке корпуса, добиваются изменения потока жидкости – реверса.
  • С соосным расположением статора и ротора. Но группа поршней уже имеет радиальное расположение в статоре, а на роторе присутствует эксцентричный кулачок. В каждом поршне конструктивно заложены два клапана – всасывания и нагнетания. Вращение эксцентричного кулачка приводит к последовательной работе клапанов, обеспечивая переток рабочей жидкости. Конструкции этого типа чаще применяются в гидромоторах.

Преимущества конструкции:

  1. Надежность.
  2. В регулируемых вариантах конструкции легко настроить нужную производительность.
  3. Показаны к применению в реверсивных системах с изменяемым направлением потока жидкости.
  4. Пониженная шумность работы.
  5. Небольшой осевой габарит.
  6. Простота механизма.

Недостатки:

  1. Низкочастотность (до 2000 об/мин.) вращения ротора.
  2. Инерционность вращающегося ротора.
  3. Присутствие пульсации. Эффект значительно сглаживается при нечетном количестве поршней.
  4. Большой вес.

В производственной сфере распространены нерегулируемые эксцентриковые агрегаты общемашиностроительного применения – Н400-Н403.

Аксиально-поршневые

Самые распространенные механизмы гидроприводов. Вытеснителем жидкости из цилиндра выступает плунжер или поршень. Все цилиндры находятся в едином блоке и они параллельны с осями блока. Возвратно-поступательный ход поршней обеспечивается наклоном блока цилиндров к диску ведущего вала или конструктивным наклонным исполнением самого диска. Работа группы цилиндров сходна с радиально-поршневым устройством.

Запомните! Утечки цилиндров отводятся по дренажному сливу. Если его заглушить, можно спровоцировать повышение внутреннего давления с последующим повреждением корпуса и разгерметизацией гидронасоса.

Достоинства:

• Большая мощность и скорость вращения при компактности и небольшом весе агрегатов.

• Вариативность конструктивных исполнений.

• Небольшие рабочие органы имеют малый инерционный момент.

Недостатки:

• Цена механизмов высокая.

• Подача и расход жидкости сопровождаются существенной пульсацией.

• Конструктивная сложность. Следовательно, чувствительность к неправильной эксплуатации, продолжительный ремонт.

Отечественная модель НП-90 дешевле зарубежных насосов, востребована благодаря богатой комплектации и качеству сборки.

Шестеренные

Роторные гидромашины этого вида нашли применение в системах смазки, дорожной и сельскохозяйственной спецтехнике, мобильных гидравлических конструкциях. К их плюсам относят:

  • простоту конструктивного исполнения;
  • работу на частотах до 5000 об/мин.;
  • небольшой вес;
  • компактность.

Заметные минусы:

  • рабочее давление до 20 МПа;
  • низкий КПД;
  • небольшой ресурс;
  • проблемы пульсации.

Рабочими вытесняющими элементами конструкции являются две шестерни. Они различаются по виду зацепления:

  • Внешнее. Со стороны входа шестерни вращаются в разные стороны, захватывают жидкость впадинами зубьев и перемещают ее вдоль стенок корпуса к выходу из насоса. Когда зубья входят в зацепление, рабочая жидкость выталкивается из впадин к выходу из корпуса.
  • Внутреннее. Принцип работы не меняется. Жидкость переносится в область нагнетания во впадинах между зубьями шестерни вдоль поверхности вспомогательного серпообразного разделителя. Пульсация давления и уровень шума в таких агрегатах снижаются.

Разновидностью рассматриваемой системы зацепления являются героторные (без разделителя, шестерни постоянно контактируют благодаря особому профилю зубьев) и винтовые конструкции.

НШ-10 – известная и надежная модель шестеренного насоса с высококачественной сборкой.

Пластинчатые

В этих гидромашинах пластины, размещенные на роторе, выполняют основную работу. Специальные пружины усиливают их прижим к неподвижному корпусу. Соседние элементы становятся ограничителями объемной камеры, в ней рабочая среда при вращении ротора попадает из полости подачи к полости нагнетания. Присутствие двух и более областей всасывания и стольких же зон входа в систему свойственно конструкциям двукратного или многократного действия.

Нужно знать: регулируемыми могут быть только механизмы однократного действия.

Достоинства пластинчатых насосов:

  1. Пониженная пульсация.
  2. Снижение рабочего шума.
  3. Пониженные требования к засоренности перемещаемой среды.
  4. Регулируемый рабочий объем.

Минусы:

  1. Подшипники ротора сильно нагружены.
  2. Низкое давление.
  3. Сложность при уплотнении пластин на торцах.
  4. Низкая ремонтопригодность.

Г12 – популярная марка одно- и двухпоточных пластинчатых конструкций.

Полезно видео

Подробно об НШ-10:

Принцип действия разных вариантов:

Ручной гидравлический насос (НРГ): устройство, исправление неисправностей

Самым простым в устройстве и эксплуатации является ручной гидравлический насос. В его основе лежит принцип вытеснения жидкостей. В промышленности такие агрегаты довольно востребованы, основной их функцией является перекачка горюче-смазочных материалов.

Ручной насос гидравлический

Устройство и схема гидравлического насоса с ручным приводом

Схема гидравлического насоса ручного

Ручной гидронасос состоит из двух главных частей, качающий узел (1) и гидравлический бак (2). Они соединены между собой шпилькой (3). Заливать жидкость нужно через отверстие, предварительно открутив закрывающую его пробку (4). Ручка (6) с рычагом (7) приводит в движение плунжер (8) первой и второй ступеней, сделанных как одна деталь. Качающий узел имеет двухступенчатую структуру.  Ступень номер один при пониженном давлении и большей производительности служит для ускоренного перемещения плунжера гидроцилиндра. Ступень номер два при высоком давлении и меньшей производительности служит для получения рабочего усилия исполнительного механизма. Защиту от перегрузки осуществляет предохранительный клапан (9). Скидывание давления и извлечение гидравлической жидкости из полости цилиндра в бак происходит с помощью винта (10).

Принцип работы ручного гидравлического насоса

Обязательно перед началом работы с любым насосом следует осмотреть инструмент и в случае обнаружения трещин и сколов на поверхности не использовать его. Важно проверить плотно ли соединён рукав высокого давления с ручным насосом.

Алгоритм работы:

  1. Присоединяем насос к гидравлической системе быстроразъемным соединением;
  2. Закручиваем вентиль до конца по часовой стрелке.
  3. Поступательными движениями качаем ручку насоса верх и вниз. В результате чего происходит закачка масла в систему из насоса. При этом в системе происходит нагнетание давления, а также происходит ход поршня гидроинструмента в который мы закачиваем масло.
  4. При ситуации, когда рабочий поршень системы, в которую заливается масло достигнет конечного положения, в системе будет создано повышенное давление, в результате нагнетать масло будет невозможно. Тогда необходимо прекратить работу насоса во избежание выхода из строя устройства.
  5. Для того чтобы понизить давление в системе нужно медленно повернуть вентиль до конца против часовой стрелки. Результатом чего масло из системы потечет обратно в насос. Это происходит за счет возврата поршня в исходное положение.
  6. Закончив закачку масла стоит осмотреть гидравлическую систему на наличие подтеков масла, также следует осмотреть и насос. Обнаружив подтеки, следует немедленно их исправить.

 

Неисправности и их устранение

  • Ручной гидравлический насос не подает давление. Основными причинами такого поведения может быть отсутствие гидравлической жидкости в баке или не закрыт сливной кран. Во всяком случае стоит проверить эти версии, если все же кран закрыт и жидкость есть, то возможно причина в том что засорились всасывающий или нагнетательный клапан. Тогда вам придется разобрать и промыть клапаны гидронасоса.
  • Протекает масло (гидравлическая жидкость) в зазоре который находится между корпусом и плунжером.  В этом случае с большой вероятностью можно сказать что изношены или имеют повреждения уплотнительные кольца. Рекомендуется незамедлительно заменить их, чтобы предотвратить выход из строя.
  • Не выдает производительности указанной в техпаспорте. Вероятнее всего засорился фильтрующий элемент ручного гидронасоса. Рекомендуется тщательно промыть фильтрующий элемент.
  • Не развивает указанного в техпаспорте давления. Нарушена регулировка предохранительного клапана. Вам нужно настроить предохранительный клапан на то давление которое указанно в техпаспорте.

Как правильно выбрать ручной гидравлический насос?

Выбор

Три основные фактора выбора:

1.       Бак гидронасоса обязан быть больше емкости гидроцилиндра.

2.       Ручные гидронасосы бывают двух видов одностороннего и двустороннего действия обратите на этот параметр внимание.

3.       Уровень давления должен соответствовать нужному вам для работы. Выбирайте гидронасос с равным или большим давлением чем максимальное давление гидроцилиндра.

Стоит ли делать ручной гидравлический насос своими руками?

На текущий момент насосы, сделанные своими руками, почти не встречаются.  Несмотря на это можно сделать гидравлический насос своими руками. Нам понадобится бак из стали. Из него будет изготовлен корпус. Чтобы управлять давлением в баке нужен клапан. Его нужно закрепить вверху при помощи шайбы. Для управления клапана закрытия устанавливают рычаг. Труба из чугуна вполне может подойти. Чтобы контролировать давление используйте манометр. В конце концов получится устройство, которое не выдержит давление больше 4 атмосфер. При всем при этом самодельный гидронасос будет занимать большое место и неудобен в переносе. Минусом самодельных ручных насосов является низкое КПД, чтобы привести в действие насос потребуется приложить не малую силу. Также самодельные устройства весьма ненадежны. И если учесть все минусы, то тратить ресурсы на создание самодельного ручного гидронасоса очень неэффективно. Именно поэтому они и не распространены.

 

Ручные гидравлические насосы НРГ

Гидронасосы НРГ очень надежные устройства и весьма распространены у нас в России так как производятся здесь же.  Линейка НРГ насосов содержит устройства с распределителями. В конце обозначения таких инструментов обычно ставится буква «Р». Эта буква означает что инструмент может работать с гидроустройствами двустороннего действия.  Рассмотрим несколько моделей НРГ гидронасосов ручного типа:

Насосы НРГ

  • Модель нрг-7020Р. Создает максимальное давление в 700 бар. И имеет номинальный объем бака 2 литра. В комплекте идет гидрораспределитель который позволяет работать с устройствами как одностороннего, так и двустороннего действия.
  • Модель нрг-7007. Также создает давление в 700 бар. Номинальный объем бака 0,7 литра. Достоинствами этой модели является присутствие предохранительного клапана, усилие на рукоятке минимально, и две ступени подачи масла. Данный инструмент предназначен для гидроинструмента одностороннего действия, с пружинным возвратом штока.
  • Модель нрг-67016Р.  Номинальный объем бака равен 14 литрам. Усилие на рукоять 55 кг. Давление максимум 4Мпа. Производительность 115 куб см. Весит такое устройство целых 30 кг и весьма габаритно. Подойдет для небольшого автосервиса.

Итоги, плюсы и минусы ручных гидравлических насосов.

Плюсы:

  1. Просты в эксплуатации;
  2. Не требуют никакого дополнительного источника энергии;
  3. Высокая ремонтопригодность;
  4. Обладают высокой мобильностью;

Минусы:

  1. Низкая производительность;
  2. Нужна мускульная сила оператора, следовательно, дополнительная нагрузка на оператора;

Итог, ручной гидравлический насос резонно использовать не больших мастерских и мобильных сервисах, где не нужно вкачивать большие объемы масла и нагнетать значительное давление. В целом ручные насосы очень удобны, а главное мобильны так как не зависят ни от каких источников энергии.

Принципы работы аксиально-поршневых насосов, устройство поршневого гидронасоса

Аксиально-поршневой насос представляет собой механизм, который преобразовывает механическую энергию, берущуюся с вращающегося вала, в энергию, которая приводит рабочую жидкость в движение. При обратном процессе, когда движение жидкости будет подаваться с обратной стороны, можно спровоцировать работу самого вала. В таком случае поршневой гидронасос будет выступать в роли класического мотора.

Благодаря универсальности такого блока, он получил широкое применение в разных сферах. Его можно встретить, как в промышленности, так и в работе в частном производстве. Гидравлические насосы устанавливаются в экскаваторах, в буровых машинах, кранах и других подъемных установках, а так же в бульдозерах. Они применимы во всех системах, которые функционируют под малыми и большими нагрузками.

Аксиально-поршневые насосы: устройство и принципы работы

Каждая модель устройства может отличаться несколькими параметрами, однако главные составляющие части, которые отвечают за работу аппарата остаются неизменными. Гидравлический насос можно разбить на следующие детали:

  1. Поворотный вал, с помощью которого и осуществляется основная работа детали;
  2. Блок цилиндров. Приводится в движение под нагрузкой вала;
  3. Наклонный диск, на который крепится сам поршень;
  4. Нажимной диск. С его помощью регулируется степень нажатия на вал;
  5. Поршневая группа, отвечающая за работу блока цилиндров. При правильной работе механизма, поршень совершает полное действие забора и отдачи рабочей смеси в то время, как вал совершает только одно вращение;
  6. Шаровая опора;
  7. Распределительный диск.

Поршневые гидронасосы на рынке встречаются в нескольких конфигурациях. Первое устройство поставляется шайбой наклонного типа, второе имеет наклонный блок. В отличие от приборов с шайбой, в наклонных приводной вал построен т-образным способом. Это меняет конструкцию настолько, что он крепится вместе с подшипниками. Блок цилиндров при этом располагается под углом к оси вала. А благодаря поршням и шатунам, которые работают под воздействием вала, цилиндрический блок приходит в движение.

Принцип работы системы аксиально-поршневых насосов заключаются в том, что из-за угла между валом и блока цилиндра часть поршней выходит из ротора, в то же время другая часть движется в противоположную сторону. Такое действие позволяет уменьшать объем рабочих камер, либо увеличивать их в зависимости от конкретного случая.

Благодаря этому идет выдавливание и всасывание рабочей жидкости. Она проходит через специальное окно, сделанное в основании цилиндрического блока и распределительного диска. После пройденного этапа, рабочая жидкость движется дальше по каналам устройства.

Так же одним из отличий приборов с наклонным блоком является то, что в нем можно механически воздействовать на величину хода поршней. Работая с поршневым гидронасосом достаточно поменять угол наклона блока цилиндра. Данное вмешательство откорректирует исходные значения рабочего объема гидравлических насосов.

Особенности регулируемых аксиально-поршневых насосов

Работая с поршневым гидронасосом, стоит понимать, что это непростая система, которая требует к себе особого ухода. Однако, несмотря на всю сложность устройства, оно может подвергаться ремонту и профилактической чистки для лучшей пропускной способности рабочих каналов.

Для того чтобы жидкость циркулировала в полном объеме и помогала гидравлическим системам работать в оптимальном режиме, достаточно периодически промывать устройство, и его отдельные элементы, керосиновым составом. Пазы цилиндрического блока чистятся при помощи разрезного притира из чугуна. С поршневой группой стоит обходиться аккуратней и использовать при чистке индустриальное масло, не применяя абразивные пасты, которые могут повредить покрытие. Восстановление цилиндров и всей рабочей части необходимо проводить на специальном станке, так как их поверхность требует шлифовки.

Однако такой ремонт может не подойти гидравлическим аппаратам, имеющим крупные повреждения. Это могут быть трещины и вмятины на крышке корпуса, а так же сколы на его рабочей поверхности. Механическое воздействие не поможет и в случае, когда цилиндры имеют на своих стенках сильные задиры, а поршни искривлены и нарушают общую геометрию системы.

Несмотря на сложность конструкции и непростой принцип работы насоса, из-за которого устройство может выйти из строя, данный агрегат имеет немало преимуществ:

  1. Небольшой вес, благодаря чему работа с гидронасосом и его заменой не вызывает сложностей;
  2. Есть возможность регулировать частоту вращения вала;
  3. Органы управления, находящиеся в устройстве, имеют относительно небольшие размеры, что позволяет добиваться небольшой инерции при работе механизмов;
  4. Большая производительная мощность. Скорость вращение вала может варьироваться от 500 до 4000 оборотов в минуту, что позволяет аппарату работать под большими нагрузками;
  5. Давление в системе может достигать 40 мегапаскалей, которые устройство может поддерживать долгое время;
  6. Минимальные зазоры между рабочими блоками и соединительными муфтами, что позволяет обеспечивать идеальную герметичность внутренних камер;
  7. Можно изменять направление рабочей жидкости в системе.

Как и во всех сложных конструкциях и приборах, данные насосы имеют и ряд недостатков. Главным образом выделяются:

  1. Высокая стоимость оборудования и его компонентов;
  2. Большой шум прибора при работе под высоким давлением;
  3. Ремонт возможно проводить только в специализированном центре с применением специального оборудования.

Гидравлические насосы имеют широкое применение, поэтому при работе с ними не придется испытывать неудобства. Комплектующие всегда есть в наличие и представлены лучшими производителями.

Как работают гидравлические насосы

Мы можем рассматривать гидравлический насос как сердце любой используемой гидравлической системы. Каждая гидравлическая система требует несжимаемой жидкости под высоким давлением для создания силы. Гидравлический насос играет важную роль в преобразовании механической энергии в гидравлическую. На рынке можно найти разные разновидности насосов. Он будет отличаться в зависимости от размера, формы и метода работы. Насос может работать как вручную, так и механически. Гидродинамический (непрямое смещение) и гидростатический (с принудительным смещением) — это две классификации гидравлических насосов.

Гидравлические насосы используются для низкого давления в больших объемах. Эти насосы заставляют жидкость под низким давлением течь с большей скоростью, что приводит к потоку жидкости большого объема за минимальное время. Как работает гидравлический насос? Ознакомиться с основными деталями принципа работы гидронасосов вы можете из этой статьи.

В гидродинамических насосах вес жидкости и трение представляют собой сопротивление, и насос работает с использованием центробежной силы.Вращающиеся лопасти крыльчатки гидродинамических насосов выбрасывают жидкость, поступающую из центра корпуса насоса, к выпускному отверстию. Они используются для создания плавного непрерывного потока, но возникающее сопротивление обратно пропорционально влияет на производительность.

Также читайте: Гидравлические насосы: полное руководство для начинающих

Конструкция гидравлического насоса

Гидравлические насосы используются для подпитки жидкости для перехода от более низкого потенциала к более высокому. Он имеет несколько механических движущихся компонентов, которые получают энергию от любого другого источника (в основном электрического).Большинство гидравлических насосов имеют вращающиеся части, которые работают от источника электроэнергии. Основные компоненты, используемые в гидравлических насосах:

Корпус насоса / кожух: Это внешняя часть гидравлического насоса для защиты внутренних компонентов. В небольших насосах в качестве строительного материала используется алюминий, а в других — чугун.

Лопасти рабочего колеса: Лопасти рабочего колеса будут вращаться внутри корпуса насоса. Вращение лопастей рабочего колеса будет вращать окружающие жидкости и, следовательно, поток жидкости с более высоким потенциалом.Кроме того, они играют важную роль в смазке и охлаждении системы.

Вал насоса: Вал насоса используется для крепления рабочего колеса. Для изготовления вала используется сталь или нержавеющая сталь, размер зависит от рабочего колеса.

Подшипник в сборе: Поддержка непрерывного вращения рабочего колеса — это функция подшипников насоса. В большинстве центробежных насосов используются стандартные шариковые подшипники качения.

Уплотнения: Большинство насосов выходят из строя из-за повреждения подшипниковых узлов.Уплотнения в большей степени устраняют риск выхода из строя, защищая подшипниковые узлы от загрязнений и охлаждающих жидкостей.

Гидравлический насос работает

Гидравлический насос будет перекачивать масло или любые другие жидкости из резервуара / бака в другие части системы. Работа гидравлического насоса основана на принципе вытеснения (любой объект, полностью или частично погруженный в жидкость, подпитывается силой, равной весу жидкости, вытесняемой объектом).

На входе и выходе гидравлического насоса установлены разные обратные клапаны.Обратный клапан, расположенный на входе, будет толкать жидкость из бака / резервуара в насос, а клапан, расположенный на выходе, будет перекачивать жидкость в другие части системы.

Создаваемый вакуум толкает жидкость во вход насоса. Электрический, моторный или газовый двигатель используются в качестве первичного двигателя для вращения вала. Лопасти рабочего колеса, расположенные на валу, и окружающие жидкости будут вращаться вместе с движением вала.

При вытягивании поршня внутри цилиндра создается разрежение.Создаваемый вакуум закроет выходной обратный клапан и откроет входной обратный клапан. Затем жидкость из бака или резервуара попадает в насос и частично заполняет цилиндр. Когда поршень толкается, молекулы жидкости сближаются, и впускной обратный клапан закрывается. Это откроет выпускной обратный клапан, и жидкость потечет через него.

Как работает гидравлический насос?

В современном мире вы много слышите о гидравлических насосах. Без гидравлического насоса и принадлежностей к нему было бы практически невозможно завершить или создать определенные проекты.Эти компактные детали могут вставлять тяжелые предметы на место с большой точностью и контролем. Гидравлические насосы необходимы для сборочного оборудования, строительных машин и сельскохозяйственных машин. Гидравлический насос лежит в основе любой системы. В этой статье мы ответим на вопрос «Как работает гидронасос?». Прочтите этот новый блог в Linquip, чтобы узнать больше.

Что такое гидравлический насос?

Гидравлический насос, который является сердцем гидравлической системы, представляет собой механический источник энергии, преобразующий механическую энергию в гидравлическую энергию (гидростатическую энергию, т.е. расход, давление). Он создает поток с мощностью, достаточной для преодоления давления, вызванного нагрузкой на выходе из насоса. В то время как механическая мощность вращения — это произведение крутящего момента и скорости, гидравлическая мощность — это давление, умноженное на расход.

Когда гидравлический насос работает, он создает разрежение на входе насоса, которое выталкивает жидкость из резервуара во впускную линию к насосу и механическим воздействием подает эту жидкость к выпускному отверстию насоса и заставляет ее поступать в гидравлическую систему.

Все насосы могут быть классифицированы как поршневые или непогруженные.Гидростатические насосы представляют собой насосы прямого вытеснения, в то время как гидродинамические насосы могут быть насосами постоянного вытеснения, в которых рабочий объем (поток через насос за один оборот насоса) не может регулироваться, или насосы переменного рабочего объема, которые имеют более сложную конструкцию, которая позволяет быть отрегулированным. Гидродинамические насосы чаще встречаются в повседневной жизни. Все гидростатические насосы различных типов работают по принципу закона Паскаля. Большинство типов гидравлических насосов, используемых в гидравлических системах, являются поршневыми.

Насосы прямого вытеснения поставляют постоянный объем жидкости в цикле. Количество нагнетания за один оборот в этих насосах фиксировано, и они производят поток жидкости, пропорциональный их рабочему объему и скорости ротора. Эти насосы используются в большинстве промышленных гидравлических систем. Выходной поток жидкости постоянен и не зависит от давления (нагрузки) в системе.

Важное преимущество, связанное с этими насосами, заключается в том, что зоны высокого и низкого давления (означают зоны входа и выхода) разделены, и, следовательно, жидкость не может просачиваться обратно из-за более высокого давления на выпусках.Эти особенности делают поршневой поршневой насос наиболее подходящим и универсальным для гидравлических систем. Важные преимущества поршневых насосов прямого действия перед поршневыми насосами неположительного типа включают способность создавать высокое давление, высокий объемный КПД и высокое соотношение мощности к весу. Изменение эффективности поршневых насосов прямого вытеснения во всем диапазоне давления невелико, а рабочий диапазон давления и скорости шире.

Как работает гидравлический насос?

Принцип работы гидравлического насоса такой же, как и у всех остальных насосов.Из-за механического воздействия насос создает частичный вакуум на входе. Это заставляет атмосферное давление выталкивать жидкость на вход насоса. Затем насос проталкивает жидкость в гидравлическую систему. Насос содержит два обратных клапана. Обратный клапан 1 соединен со входом насоса и позволяет жидкости поступать в насос только через него. Обратный клапан 2 подключен к напорному патрубку насоса и позволяет жидкости выходить только через него.

При перемещении поршня влево в полости насоса 3 создается частичный вакуум.Этот вакуум прижимает обратный клапан 2 к его седлу и позволяет атмосферному давлению проталкивать жидкость внутрь цилиндра через обратный клапан 1. Когда поршень толкается вправо, движение жидкости закрывает обратный клапан 1 и открывает выпускной клапан 2. Количество жидкости вытесненная поршнем жидкость принудительно выбрасывается из цилиндра. Объем жидкости, вытесняемый поршнем во время такта нагнетания, называется рабочим объемом насоса.

Перекачивающее действие простого поршневого насоса показано на рисунке ниже.

Техническое обслуживание гидронасоса

Необходимость профилактического технического обслуживания гидравлической системы определяется с течением времени условиями эксплуатации различных гидравлических компонентов. Например, для поршневых насосов обычно рекомендуется интервал обслуживания 10 000 часов (около 14 месяцев). Ниже приведен список задач ежедневного обслуживания.

  • Проверить уровни масла в баках силового агрегата.
  • Проверить изменение температуры масла.
  • Проверить систему на наличие воды или грязи в масле.
  • Проверить на утечки.
  • Проверьте и затяните винты и хомуты.
  • Проверить показания манометра.
  • Следите за шумом при работе гидравлического масляного насоса и электродвигателей, чтобы выявить изменения.
  • Опорожните все поддоны на панели клапанов.
  • Проверьте возможные утечки в группах клапанов, протерев предмет перед осмотром.
  • Следите за чистотой поверхностей труб, компонентов и резервуаров.
  • Уточните у операторов, требуется ли какое-либо обслуживание или ремонт.
  • Проверьте сервисную книжку, чтобы узнать, зафиксировали ли операторы какие-либо проблемы.

Итак, теперь, когда вы знаете ответ на вопрос «как работает гидравлический насос?», Дайте нам знать, что вы думаете, оставив ответ в разделе комментариев. Будем рады узнать ваше мнение о статье. Есть ли вопросы, с которыми мы можем вам помочь? Не стесняйтесь зарегистрироваться на Linquip, чтобы получить самый профессиональный совет от наших экспертов.

Engineering Essentials: основы гидравлических насосов

Загрузите эту статью в формате.Формат PDF

Когда работает гидравлический насос, он выполняет две функции. Во-первых, его механическое действие создает вакуум на входе насоса, который позволяет атмосферному давлению вытеснять жидкость из резервуара во входную линию к насосу. Во-вторых, его механическое действие подает эту жидкость к выпускному отверстию насоса и заставляет ее поступать в гидравлическую систему.

Насос создает движение или поток жидкости: он не создает давления . Он создает поток, необходимый для развития давления, которое является функцией сопротивления потоку жидкости в системе.Например, давление жидкости на выходе насоса составляет ноль для насоса, не подключенного к системе (нагрузки). Далее, для насоса, подающего в систему, давление поднимется только до уровня, необходимого для преодоления сопротивления нагрузки.

Классификация насосов

Все насосы могут быть классифицированы как поршневые или непогруженные. Большинство насосов, используемых в гидравлических системах, являются объемными.

Непрерывный поршневой насос обеспечивает непрерывный поток.Однако, поскольку он не обеспечивает надежного внутреннего уплотнения от проскальзывания, его выходная мощность значительно меняется при изменении давления. Центробежные и пропеллерные насосы являются примерами поршневых насосов непрямого действия.

Если выходной порт поршневого насоса непрямого действия был заблокирован, давление повысилось бы, а выходная мощность упала бы до нуля. Хотя насосный элемент продолжит движение, поток остановится из-за проскальзывания внутри насоса.

В поршневом насосе проскальзывание пренебрежимо мало по сравнению с объемным выходным потоком насоса. Если выходной порт был закупорен, давление мгновенно увеличилось бы до такой степени, что насосный элемент насоса или его корпус вылезут из строя (возможно, взорвется, если приводной вал не сломается первым), или первичный двигатель насоса остановится.

Принцип прямого вытеснения

Насос прямого вытеснения — это насос, который перемещает (подает) одинаковое количество жидкости за каждый цикл вращения насосного элемента. Постоянная подача во время каждого цикла возможна из-за посадки с малыми допусками между насосным элементом и корпусом насоса.То есть количество жидкости, которая проскальзывает мимо насосного элемента в поршневом насосе прямого вытеснения, минимально и незначительно по сравнению с теоретически максимально возможной подачей. Подача за цикл остается почти постоянной, независимо от изменений давления, против которого работает насос. Учтите, что если проскальзывание жидкости является значительным, насос не работает должным образом и его необходимо отремонтировать или заменить.

Насосы прямого вытеснения могут быть как фиксированного, так и переменного рабочего объема.Производительность насоса постоянного рабочего объема остается постоянной в течение каждого цикла откачки и при заданной скорости насоса. Производительность насоса с регулируемым рабочим объемом может быть изменена путем изменения геометрии камеры смещения.

Другие названия для описания этих насосов: гидростатический, для поршневого насоса и гидродинамический насос для поршневого насоса. Гидростатический означает, что насос преобразует механическую энергию в гидравлическую при сравнительно небольшом количестве и скорости жидкости.В гидродинамическом насосе скорость и движение жидкости велики; выходное давление фактически зависит от скорости, с которой жидкость течет.

Поршневые насосы

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c23a» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты по гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2015 02 Pumps1 «data-embed-src =» https://img. hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2015_02_Pumps1.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рис. 1. Поршневой насос.

Принцип прямого вытеснения хорошо проиллюстрирован на примере поршневого насоса, самого простого поршневого насоса, рис. 1. Когда поршень выдвигается, частичный вакуум, создаваемый в камере насоса, вытягивает жидкость из резервуара через впускной обратный клапан в камеру. Частичный вакуум помогает прочно удерживать выпускной обратный клапан.Объем жидкости, втянутой в камеру, известен из-за геометрии корпуса насоса, в данном примере цилиндра.

Когда поршень втягивается, впускной обратный клапан возвращается в исходное положение, закрывая клапан, и сила поршня смещает выпускной обратный клапан, выталкивая жидкость из насоса в систему. Во время каждого цикла возвратно-поступательного движения из насоса вытесняется одинаковое количество жидкости.

Все поршневые насосы прямого вытеснения подают одинаковый объем жидкости в каждом цикле (независимо от того, являются они возвратно-поступательными или вращающимися).Это физическая характеристика насоса, не зависящая от скорости движения. Однако чем быстрее работает насос, тем больше общего объема жидкости он доставит.

Ротационные насосы

В насосе роторного типа вращательное движение переносит жидкость от входа насоса к выходу насоса. Ротационные насосы обычно классифицируются по типу элемента, передающего жидкость, так что мы говорим о шестеренчатых, лопастных, лопастных или поршневых ротационных насосах.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c23c» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты по гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 2 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics. com_files_uploads_2014_04_Fig2.png?auto=format&fit=max&w=1440 «Шестеренчатый насос» Рис.

Насосы с внешним зацеплением можно разделить на типы с внешним зацеплением и внутренним зацеплением. Типичный шестеренчатый насос с внешним зацеплением показан на рисунке 2. Эти насосы поставляются с прямозубой, косозубой или елочкой. Прямозубые цилиндрические зубчатые колеса легче всего нарезать, и они наиболее широко используются.Цилиндрические и елочные шестерни работают тише, но стоят дороже.

Шестеренчатый насос создает поток, перемещая жидкость между зубьями двух зацепляющихся шестерен. Одна шестерня приводится в движение приводным валом и вращает промежуточную шестерню. Камеры, образованные между соседними зубьями шестерни, закрыты корпусом насоса и боковыми пластинами (также называемыми износостойкими или нажимными пластинами).

На входе в насос создается частичный вакуум, поскольку зубья шестерни не зацепляются. Жидкость втекает, заполняя пространство и разносится по внешней стороне шестерен. Когда зубья снова зацепляются на выпускном конце, жидкость вытесняется.

Объемный КПД шестеренчатых насосов достигает 93% при оптимальных условиях. Рабочие зазоры между поверхностями шестерен, гребнями зубьев шестерен и корпусом создают практически постоянные потери в любом перекачиваемом объеме при фиксированном давлении. Это означает, что объемный КПД при низких скоростях и расходах низок, поэтому шестеренчатые насосы должны работать с максимальной номинальной скоростью.

Хотя потери из-за рабочих зазоров, или «проскальзывание», увеличиваются с увеличением давления, эти потери почти постоянны при изменении скорости и мощности.Для одного насоса потери увеличиваются примерно на 1,5 галлона в минуту от нуля до 2000 фунтов на квадратный дюйм независимо от скорости. Изменение скольжения при изменении давления мало влияет на производительность при работе с более высокими скоростями и выходами. Насосы с внешним зацеплением сравнительно невосприимчивы к загрязнениям в масле, что увеличивает скорость износа и снижает эффективность, но внезапное заклинивание и выход из строя маловероятны.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c23e» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 3 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig3.png?auto=format&fit=max&wed=1440 «Данные насоса.

Лопастной насос — это роторный насос с внешним зацеплением, рис. 3. Он отличается от обычного насоса с внешним зацеплением способом привода «шестерен». В шестеренчатом насосе одна шестерня приводит в движение другую; в кулачковом насосе оба кулачка приводятся в действие через соответствующие приводные шестерни вне камеры корпуса насоса.

Винтовой насос — это осевой шестеренчатый насос, работающий аналогично ротационному винтовому компрессору. Винтовые насосы трех типов: одновинтовые, двухвинтовые и трехвинтовые. В одновинтовом насосе спиральный ротор эксцентрично вращается во внутреннем статоре. Двухвинтовой насос состоит из двух параллельно зацепляющихся роторов, вращающихся в корпусе, обработанном с жесткими допусками. Трехвинтовой насос состоит из ротора центрального привода с двумя зацепленными холостыми роторами; роторы вращаются внутри корпуса, обработанного с жесткими допусками.

Поток через винтовой насос осевой и в направлении силового ротора. Входная гидравлическая жидкость, окружающая роторы, задерживается при вращении роторов. Эта жидкость равномерно выталкивается при вращении роторов вдоль оси и вытесняется с другого конца.

Жидкость, подаваемая винтовым насосом, не вращается, а движется линейно. Роторы работают как бесконечные поршни, которые непрерывно движутся вперед. Пульсации нет даже на большой скорости. Отсутствие пульсаций и отсутствие контакта металл-металл обеспечивает очень тихую работу.

Более крупные насосы используются в качестве насосов предварительного заполнения большого объема низкого давления на больших прессах. Другие применения включают гидравлические системы на подводных лодках и другие применения, где необходимо контролировать шум.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c240» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 4 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig4.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рисунок 4. Насосы с внутренним зацеплением — героторный и серповидный.

Насосы с внутренним зацеплением , рис. 4, имеют внутреннюю шестерню и внешнюю шестерню. Поскольку эти насосы имеют на один или два зубца меньше на внутренней шестерне, чем на внешней, относительные скорости внутренней и внешней шестерен в этих конструкциях низкие. Например, если количество зубьев на внутренней и внешней шестернях составляет 10 и 11 соответственно, внутренняя шестерня будет совершать 11 оборотов, а внешняя — 10. Эта низкая относительная скорость означает низкий уровень износа. Эти насосы представляют собой небольшие компактные агрегаты.

Серповидное уплотнение Внутренняя шестерня Насос состоит из внутренней и внешней шестерни, разделенных серповидным уплотнением. Две шестерни вращаются в одном направлении, причем внутренняя шестерня вращается быстрее, чем внешняя. Гидравлическое масло всасывается в насос в точке, где зубья шестерни начинают разъединяться, и направляется к выпускному отверстию в пространстве между серпом и зубцами обоих разрывов.Точка контакта зубьев шестерни образует уплотнение, как и небольшой зазор на вершине полумесяца. Хотя в прошлом этот насос обычно использовался для малых выходов, с давлением ниже 1000 фунтов на квадратный дюйм, недавно стала доступна двухступенчатая модель на 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Геротор с внутренним зацеплением Насос состоит из пары шестерен, которые всегда находятся в скользящем контакте. Внутренняя шестерня имеет на один зуб больше, чем героторная шестерня. Обе шестерни вращаются в одном направлении. Масло всасывается в камеру, где зубцы разделяются, и выбрасывается, когда зубцы снова начинают зацепляться.Уплотнение обеспечивается скользящим контактом.

Как правило, шестеренчатый насос с внутренним зацеплением с уплотнением под давлением зубчатого гребня имеет более высокий объемный КПД на низких скоростях, чем серповидный тип. Объемный и общий КПД этих насосов находятся в том же общем диапазоне, что и насосы с внешним зацеплением. Однако их чувствительность к грязи несколько выше.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c242» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 5 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics. com_files_uploads_2014_04_Fig5.png?auto=format&fit=max&wed=1440 «Основные данные ) пластинчатый насос.

В лопастных насосах несколько лопаток скользят в пазах ротора, который вращается в корпусе или кольце. Корпус может быть эксцентричным по отношению к центру ротора или его форма может быть овальной, Рис. 5. В некоторых конструкциях центробежная сила удерживает лопатки в контакте с корпусом, в то время как лопатки с силой входят в пазы и выходят из них. эксцентриситет корпуса.В одном лопастном насосе легкие пружины прижимают лопатки к корпусу; в насосе другой конструкции находящиеся под давлением штифты толкают лопатки наружу.

Во время вращения, когда пространство или камера, окруженная лопатками, ротором и корпусом, увеличивается, создается вакуум, и атмосферное давление нагнетает масло в это пространство, которое является входной стороной насоса. По мере уменьшения замкнутого пространства или объема жидкость вытесняется через выпускные отверстия.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c244» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = »Сайты по гидравлической пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 6 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig6.png?auto=format&fit=max&wed=1440 «Данные насоса» Balance 90% «.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c246» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты по гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 7 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig7.png?auto=format&fit=max&wplacement = 1440 «data , пластинчатый насос с компенсацией давления.

Сбалансированные и неуравновешенные лопастные насосы — Насос, показанный на Рисунке 5, — это неуравновешенный , потому что все перекачивающее действие происходит в камерах с одной стороны ротора и вала. Эта конструкция создает боковую нагрузку на ротор и приводной вал. Пластинчатый насос этого типа имеет круглый внутренний корпус. Неуравновешенные лопастные насосы могут иметь постоянный или переменный рабочий объем. Некоторые лопастные насосы имеют конструкцию с балансировкой , в которой эллиптический корпус образует две отдельные области перекачивания на противоположных сторонах ротора, так что боковые нагрузки компенсируются, рис. 6. Лопастные насосы с балансиром выпускаются только в конструкциях с фиксированным рабочим объемом.

В несбалансированной конструкции с переменным объемом (рис. 7) рабочий объем может быть изменен с помощью внешнего элемента управления, такого как маховик или компенсатор давления.Устройство управления перемещает кулачковое кольцо для изменения эксцентриситета между кольцом и ротором, тем самым изменяя размер насосной камеры и, таким образом, изменяя смещение за оборот.

Когда давление достаточно велико, чтобы преодолеть усилие пружины компенсатора, кулачковое кольцо смещается, чтобы уменьшить эксцентриситет. Регулировка пружины компенсатора определяет давление, при котором кольцо смещается.
Поскольку центробежная сила необходима, чтобы удерживать лопатки напротив корпуса и поддерживать плотное уплотнение в этих точках, эти насосы не подходят для работы на низких оборотах.Не рекомендуется работать на скоростях ниже 600 об / мин. Если использовать пружины или другие средства для удержания лопаток напротив кольца, возможна эффективная работа на скоростях от 100 до 200 об / мин.

Пластинчатые насосы долго сохраняют высокий КПД, так как компенсация износа концов лопастей и корпуса происходит автоматически. По мере износа этих поверхностей лопатки выдвигаются дальше в своих пазах, чтобы поддерживать контакт с корпусом.

Пластинчатые насосы, как и другие типы, бывают сдвоенными.Сдвоенный насос состоит из двух насосных агрегатов в одном корпусе. Они могут быть одинакового или разных размеров. Хотя они смонтированы и приводятся в действие как одиночные насосы, гидравлически они независимы. Другой вариант — это последовательный агрегат: два насоса одинаковой мощности подключены последовательно, так что мощность одного насоса питает другой. Такое расположение дает вдвое большее давление, чем обычно бывает от этого насоса. Пластинчатые насосы имеют относительно высокий КПД. Их размер невелик по сравнению с объемом производства. Устойчивость к грязи относительно хорошая.

Поршневые насосы

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c248» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты по гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics ком Файлы Загрузки 2014 04 Fig8» данных встраивать-SRC = «https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig8.png?auto=format&fit=max&w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рисунок 8.Аксиально-поршневой насос изменяет рабочий объем за счет изменения угла наклонной шайбы.

Поршневой насос — это роторный агрегат, в котором для создания потока жидкости используется принцип поршневого насоса. Вместо использования одного поршня в этих насосах используется множество комбинаций поршень-цилиндр. Часть насосного механизма вращается вокруг приводного вала для создания возвратно-поступательных движений, которые втягивают жидкость в каждый цилиндр, а затем вытесняют ее, создавая поток. Есть два основных типа: аксиально-поршневой и радиально-поршневой; обе области доступны как насосы с фиксированным и регулируемым рабочим объемом.Вторая разновидность часто допускает переменное обратимое (сверхцентровое) смещение.

Большинство аксиально- и радиально-поршневых насосов могут быть как с регулируемым, так и с фиксированным рабочим объемом. Насосы с регулируемым рабочим объемом, как правило, несколько больше и тяжелее, потому что в них добавлены внутренние элементы управления, такие как маховик, электродвигатель, гидроцилиндр, сервопривод и механический шток.

Аксиально-поршневые насосы — Поршни аксиально-поршневого насоса совершают возвратно-поступательное движение параллельно центральной линии приводного вала поршневого блока.То есть вращательное движение вала преобразуется в осевое возвратно-поступательное движение. Большинство аксиально-поршневых насосов являются многопоршневыми и используют обратные клапаны или распределительные пластины для направления потока жидкости от входа к выходу.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c24a» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = »Сайты, посвященные гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Fig9 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig9.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рисунок 9. Радиально-поршневой насос.

Рядные поршневые насосы — Простейшим типом аксиально-поршневых насосов является конструкция с наклонной шайбой, в которой блок цилиндров вращается приводным валом. Поршни, вставленные в отверстия в блоке цилиндров, соединяются через башмаки поршней и втягивающее кольцо, так что башмаки упираются в наклонную наклонную шайбу. При вращении блока (рис. 8) башмаки поршней следуют за наклонной шайбой, заставляя поршни совершать возвратно-поступательное движение.Порты расположены в пластине клапана таким образом, что поршни проходят через входное отверстие при вытягивании и выходное отверстие, когда они возвращаются обратно. В этих насосах рабочий объем определяется размером и количеством поршней, а также длиной их хода. , который зависит от угла наклона шайбы.

В моделях линейного насоса с регулируемым рабочим объемом наклонная шайба вращается в подвижной вилке. Поворот вилки на цапфе изменяет угол наклонной шайбы, увеличивая или уменьшая ход поршня.Ярмо может быть установлено с помощью различных органов управления, , т. е. , ручного управления, сервопривода, компенсатора, маховика и т. Д.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c24c» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты по гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 10 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig10.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рис. 10. Кривая давление-расход гидравлического насоса постоянного рабочего объема.

Насосы с изогнутой осью — Этот насос состоит из приводного вала, который вращает поршни, блока цилиндров и неподвижной клапанной поверхности, обращенной к отверстиям блока цилиндров, через которые проходит впускной и выпускной поток. Ось приводного вала расположена под углом по отношению к оси блока цилиндров. Вращение приводного вала вызывает вращение поршней и блока цилиндров.

Поскольку плоскость вращения поршней находится под углом к ​​плоскости поверхности клапана, расстояние между любым из поршней и поверхностью клапана постоянно изменяется во время вращения. Каждый отдельный поршень перемещается от поверхности клапана в течение одной половины оборота вала и к поверхности клапана в течение другой половины.

Клапанная поверхность имеет отверстия таким образом, что ее впускной канал открыт для отверстий цилиндров в той части вращения, где поршни отходят.Его выходной канал открыт для отверстий цилиндров в той части вращения, где поршни движутся к поверхности клапана. Следовательно, во время вращения насоса поршни втягивают жидкость в соответствующие отверстия цилиндров через впускную камеру и вытесняют ее через выпускную камеру. Насосы с изогнутой осью бывают с фиксированной и переменной производительностью, но не могут быть реверсированы.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c24e» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 11 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig11.png?auto=format&fit=maxflow-curve = 1440 «Данные давления в% гидравлического насоса переменной производительности с идеальной компенсацией расхода и давления.

В радиально-поршневых насосах поршни расположены радиально в блоке цилиндров; они движутся перпендикулярно оси вала.Доступны два основных типа: в одном используются поршни цилиндрической формы, в другом — с шариковыми поршнями. Их также можно классифицировать по расположению портов: обратный клапан или игольчатый клапан. Они доступны с фиксированным и переменным рабочим объемом, а также регулируемым обратимым (сверхцентровым) смещением.

В радиально-поршневом насосе с штыревыми отверстиями, рис. 9, блок цилиндров вращается на неподвижном штифте внутри круглого реактивного кольца или ротора. Когда блок вращается, центробежная сила, давление наддува или какое-либо механическое воздействие заставляют поршни следовать за внутренней поверхностью кольца, которая смещена от центральной линии блока цилиндров. Поскольку поршни совершают возвратно-поступательное движение в своих отверстиях, отверстие в стержне позволяет им всасывать жидкость при движении наружу и выпускать ее при движении внутрь.

Размер и количество поршней, а также длина их хода определяют рабочий объем насоса. Смещение можно изменять, перемещая реакционное кольцо для увеличения или уменьшения хода поршня, изменяя эксцентриситет. Для этого доступны несколько элементов управления.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c250» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = »Сайты по гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 12 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig12.png?auto=format&fit=max&w=1440 «Типовые данные схемы» Рис. управление компенсатором давления пропорционального насоса.

Плунжерные насосы в чем-то похожи на роторно-поршневые, в том смысле, что перекачивание является результатом возвратно-поступательного движения поршней в отверстиях цилиндров. Однако в этих насосах цилиндры неподвижны; они не вращаются вокруг приводного вала.Поршни могут совершать возвратно-поступательное движение коленчатым валом, эксцентриками на валу или качающейся шайбой. При использовании эксцентриков возвратный ход осуществляется пружинами. Поскольку клапаны не могут быть снабжены закрытием и открытием отверстий при вращении, в этих насосах можно использовать обратные клапаны на входе и выходе.

Из-за своей конструкции эти насосы обладают двумя особенностями, которых нет у других насосов: один имеет более надежное уплотнение между входом и выходом, что позволяет создавать более высокие давления без чрезмерной утечки скольжения.Во-вторых, во многих насосах смазка движущихся частей, кроме поршня и цилиндрического канала, может быть независимой от перекачиваемой жидкости. Следовательно, можно перекачивать жидкости с плохими смазывающими свойствами. Объемный и общий КПД близок к аксиально- и радиально-поршневым насосам.

Измерение производительности насоса

Объем перекачиваемой жидкости за один оборот рассчитывается исходя из геометрии масленых камер. Насос никогда полностью не подает расчетное или теоретическое количество жидкости.Насколько близко он подходит, называется объемной эффективностью . Объемная эффективность определяется путем сравнения расчетной доставки с фактической доставкой. Объемный КПД зависит от скорости, давления и конструкции насоса.

Механический КПД насоса также не идеален, потому что часть входящей энергии тратится на трение. Общий КПД гидравлического насоса — это результат его объемного и механического КПД. Насосы
обычно оцениваются по максимальному рабочему давлению и производительности в галлонах в минуту или л / мин при заданной скорости привода в об / мин.

Согласование мощности насоса с нагрузкой

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c252» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = »Сайты по гидравлической пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов, 2014 г. 04 Рис. 13 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_files_upload=files_files_files = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рисунок 13.График зависимости давления от расхода гидравлического насоса переменного рабочего объема с компенсацией давления.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c254» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты по гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 14 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files14_uploadpng? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рисунок 14. Схема управления двухступенчатым компенсатором насоса.

Компенсация давления и определение нагрузки — это термины, которые часто используются для описания характеристик насоса, которые повышают эффективность работы насоса. Иногда эти термины используются взаимозаменяемо, заблуждение, которое проясняется, когда вы понимаете различия в том, как работают два улучшения.

Чтобы исследовать эти различия, рассмотрим простую схему, в которой используется насос постоянной производительности, работающий с постоянной скоростью.Этот контур эффективен только тогда, когда нагрузка требует максимальной мощности, поскольку насос обеспечивает полное давление и расход независимо от нагрузки. Предохранительный клапан предотвращает чрезмерное повышение давления, направляя жидкость под высоким давлением в резервуар, когда система достигает уставки сброса. Как показано на Рисунке 10, мощность теряется всякий раз, когда нагрузка требует меньше полного потока или полного давления. Неиспользованная энергия жидкости, производимая насосом, превращается в тепло, которое необходимо отводить. Общая эффективность системы может составлять 25% или ниже.

Насосы с регулируемым рабочим объемом, оснащенные регуляторами рабочего объема, рис. 11, могут сэкономить большую часть этой потери гидравлической мощности при перемещении одиночного груза. Варианты управления включают маховик, рычаг, цилиндр, сервопривод штока и электрогидравлическое сервоуправление. Примерами приложений управления перемещением являются гидростатические трансмиссии с рычажным управлением, используемые для движения косилок, погрузчиков с бортовым поворотом и дорожных катков.

Хотя эти регуляторы точно соответствуют потребностям потока и давления для отдельной нагрузки, они не имеют встроенных возможностей ограничения давления или мощности.Таким образом, должны быть приняты другие меры для ограничения максимального давления в системе, и первичный двигатель по-прежнему должен обладать мощностью в л.с. Более того, когда насос питает контур с несколькими нагрузками, характеристики согласования расхода и давления ухудшаются.

Конструктивный подход к системе, в которой один насос приводит в действие несколько нагрузок, заключается в использовании насоса, оснащенного пропорциональным компенсатором давления, рис. 12. Пружина вилки смещает наклонную шайбу насоса в сторону полного рабочего объема. Когда давление нагрузки превышает настройку компенсатора, сила давления действует на золотник компенсатора, преодолевая силу, оказываемую пружиной.

Золотник затем смещается к камере компенсатора-пружины, направляет выходную жидкость насоса к поршню хода и уменьшает рабочий объем насоса. Золотник компенсатора возвращается в нейтральное положение, когда давление насоса соответствует настройке пружины компенсатора. Если нагрузка блокирует приводы, расход насоса падает до нуля.

Использование насоса с регулируемым рабочим объемом и с компенсацией давления вместо насоса с постоянным рабочим объемом значительно снижает требования к мощности контура, рис. 13. Выходной поток этого типа насоса изменяется в соответствии с заданным давлением нагнетания, измеряемым отверстием в компенсаторе насоса. .Поскольку сам компенсатор работает от жидкости под давлением, давление нагнетания должно быть установлено выше, скажем, на 200 фунтов на кв. Дюйм выше, чем максимальное значение давления нагрузки. Таким образом, если настройка давления нагрузки насоса с компенсацией давления составляет 1100 фунтов на квадратный дюйм, насос будет увеличивать или уменьшать свой рабочий объем (и выходной поток) в зависимости от давления нагнетания 1300 фунтов на квадратный дюйм.

Двухступенчатое управление компенсатором давления , рис. 14, использует пилотный поток под давлением нагрузки через отверстие в золотнике компенсатора основной ступени для создания перепада давления в 300 фунтов на квадратный дюйм.Это падение давления создает на золотнике усилие, которому противодействует основная пружина золотника. Пилотная жидкость поступает в резервуар через небольшой предохранительный клапан. Давление в камере пружины 4700 фунтов на квадратный дюйм обеспечивает настройку управления компенсатором на уровне 5000 фунтов на квадратный дюйм. Повышение давления по сравнению с настройкой компенсатора смещает золотник главной ступени вправо, направляя выходную жидкость насоса к поршню хода, который преодолевает силу смещения поршня и уменьшает рабочий объем насоса, чтобы соответствовать требованиям нагрузки.

Ранее заявленное заблуждение проистекает из наблюдения, что давление на выходе из насоса с компенсацией давления может упасть ниже уставки компенсатора во время движения привода.Это происходит не из-за того, что насос чувствует нагрузку, а из-за того, что размер насоса недостаточен для применения. Давление падает, потому что насос не может генерировать достаточный поток, чтобы справиться с нагрузкой. При правильном размере насос с компенсацией давления всегда должен пропускать через отверстие компенсатора достаточное количество жидкости для работы компенсатора.

Superior динамически

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c256» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты по гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 15 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics. com_files_uploads_2014_04_Fig15.png?auto=format&fit=max&w=1440 «Типичные данные» Рисунок «Типовые данные» одноступенчатая и двухступенчатая компенсация давления.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c258» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 16 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig16.png?auto=format&fit=max&w=1440 «Схема данных%. компенсатор насоса, обеспечивающий чувствительность к нагрузке.

В отношении функции согласования двухступенчатый компенсатор идентичен управлению пропорциональным компенсатором, показанному на рисунке 12. Однако динамические характеристики двухступенчатого управления лучше.Это становится очевидным при анализе переходного процесса, который включает в себя внезапное уменьшение потребности в потоке нагрузки, начиная с полного хода при низком давлении.

Одноступенчатый золотник управления подает нагнетательную жидкость к поршню хода только тогда, когда давление нагнетания насоса достигает значения компенсатора. Золотник главной ступени двухступенчатого управления начинает движение, как только давление нагнетания насоса за вычетом давления в камере пружины превышает настройку пружины в 300 фунтов на кв. Дюйм. Поскольку управляющая жидкость протекает через отверстие и из-за потока, необходимого для сжатия жидкости в камере пружины, давление в камере пружины отстает от давления нагнетания насоса.Это приводит к разбалансировке катушки и ее смещению вправо.

Разрушение насоса начинается до того, как давление нагнетания насоса достигает уставки компенсатора, рисунок 15. Обратите внимание, что в системе, оснащенной аккумулятором, двухступенчатое управление компенсатором дает небольшое преимущество. Однако в гидравлических системах экскаваторов преимущество двухступенчатого компенсатора очевидно: он обеспечивает более надежную защиту компонентов системы от скачков давления.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c25a» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты по гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 17 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig17.png?auto=format&fit=max&wed=1440 «Давление% кривая насоса с регулированием по нагрузке.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c25c» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Сайты по гидравлике и пневматике Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 18 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig18.png?auto=format&fit=max&w=1440 «Схема данных насоса 90%. управление, обеспечивающее определение нагрузки и ограничение давления.

Измерение нагрузки: следующий шаг
Аналогичным элементом управления, который в последнее время стал популярным, является элемент управления с измерением нагрузки , иногда называемый управлением согласованием мощности, рисунок 16.Одноступенчатый клапан почти идентичен управлению одноступенчатым компенсатором, рис. 12, за исключением того, что пружинная камера подключается за регулируемым отверстием, а не напрямую с резервуаром. Золотник компенсатора с измерением нагрузки достигает равновесия, когда перепад давления на регулируемом отверстии соответствует настройке пружины на 300 фунтов на квадратный дюйм.

Любой из трех основных сигналов определения нагрузки управляет насосом с измерением нагрузки: ненагруженный, рабочий и разгрузочный. В ненагруженном режиме отсутствие давления нагрузки приводит к тому, что насос производит нулевой расход нагнетания при давлении смещения или разгрузки. Во время работы давление нагрузки заставляет насос генерировать поток нагнетания относительно установленного падения давления или давления смещения. Когда система достигает максимального давления, насос поддерживает это давление, регулируя расход нагнетания.

Подобно насосу с компенсацией давления, насос с измерением нагрузки имеет регулятор компенсации давления, но он модифицирован для приема двух сигналов давления, а не только одного. Как и в случае компенсации давления, управление с измерением нагрузки получает сигнал, представляющий давление нагнетания, но также получает второй сигнал, представляющий давление нагрузки.Этот сигнал исходит от второго отверстия, расположенного ниже по потоку от первого. Это второе отверстие может быть клапаном регулирования потока непосредственно за выпускным отверстием насоса, отверстием золотника направленного регулирующего клапана или может быть ограничением в проводнике жидкости.

Сравнение этих двух сигналов давления в модифицированной секции компенсатора позволяет насосу определять как нагрузку, так и расход. Это еще больше снижает потери мощности, рис. 17. Выходной поток насоса изменяется в зависимости от перепада давления двух отверстий.Подобно тому, как насос с компенсацией давления увеличил свое давление нагнетания на величину, необходимую для работы компенсатора давления, давление нагнетания насоса с датчиком нагрузки и расхода обычно на 200–250 фунтов на квадратный дюйм выше фактического давления нагрузки.

Кроме того, чувствительный к нагрузке насос может соответствовать требованиям к нагрузке и расходу для функции одного контура или нескольких одновременных функций, соотнося мощность в лошадиных силах с максимальным давлением нагрузки. Это потребляет минимально возможную мощность и генерирует наименьшее количество тепла.

Операторское управление

Если регулируемое отверстие представляет собой регулирующий клапан с ручным управлением, система может работать в режиме согласования нагрузки по указанию оператора. Когда он открывает клапан управления потоком, поток увеличивается пропорционально (постоянный перепад давления на отверстии увеличивающегося диаметра) при давлении, немного превышающем давление нагрузки.

Как показано на Рисунке 17, при использовании компенсатора насоса переменного объема с регулированием по нагрузке потери мощности очень малы. Поскольку система управления определяет падение давления, а не абсолютное давление, необходимо предусмотреть предохранительный клапан или другие средства ограничения давления.

Эта проблема решается с помощью управления с измерением нагрузки / ограничением давления, рис. 18. Этот элемент управления функционирует как управление с измерением нагрузки, описанное ранее, до тех пор, пока давление нагрузки не достигнет настройки ограничителя давления. В этот момент ограничительная часть компенсатора отменяет управление с измерением нагрузки и разрушает насос. Опять же, тягач должен обладать мощностью в лошадиных силах на поворотах.

Чувствительные к нагрузке шестеренные насосы

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c25e» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Рис. 19 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig19.png?auto=format&fit=max&w=1440 «Данные нагрузки» -fit=max&w=1440 » шестеренчатые насосы с двумя разными типами гидростатов.Пружинная регулировка позволяет настраивать перепад давления для клапанов разных производителей или длины трубопроводов.

Поршневые и лопастные насосы

зависят от их способности изменять рабочий объем для измерения нагрузки.Как же тогда шестеренчатый насос может определять нагрузку, если его рабочий объем фиксирован? Как и стандартные шестеренчатые насосы, чувствительные к нагрузке шестеренчатые насосы имеют низкую начальную стоимость по сравнению с другими конструкциями с эквивалентными характеристиками расхода и давления. Однако чувствительные к нагрузке шестеренчатые насосы предлагают универсальность аксиально-поршневых и лопастных насосов переменного рабочего объема, но без высокой сложности и высокой стоимости механизмов переменного рабочего объема.

Шестеренчатый насос с регулированием по нагрузке может:

  • обеспечивают высокую эффективность измерения нагрузки без высокой стоимости, связанной с поршневыми или лопастными насосами,
  • производит нулевой или полный выходной поток менее чем за 40 миллисекунд с небольшим скачком давления или без него и без наддува на входе насоса,
  • приводные цепи с низким (приближающимся к атмосферному) давлением разгрузки,
  • обеспечивает приоритетный поток и вторичный поток с низким давлением разгрузки для снижения потребляемой мощности в режиме ожидания и вторичной нагрузки, а
  • взаимозаменяема с лопастными или поршневыми насосами с измерением нагрузки без изменения размеров трубопровода или компонентов.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c260» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Hydraulicspneumatics Com Сайты Hydraulicspneumatics com Загрузки файлов 2014 04 Рис. 20 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulics_hydraulicspauntics_pneumatics_com_sites_hydraulics_Hydraulics_files_files_files_files_files_files_files_files_files_files_files_files_files_files_files_files_pneumatics_20_files max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рисунок 20.К чувствительному к нагрузке шестеренному насосу добавлено управление разгрузчиком. В системе управления используется тарельчатый или плунжерный, чтобы обеспечить максимальный поток при минимальном падении давления на разгрузчике с минимальным движением управления.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c262» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Fig21 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig21.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рис. 21. Комбинированное управление достигается за счет включения разгрузки пилота, в результате чего гидростат выступает в качестве основной ступени пилота. -управляемый предохранительный клапан.

Поршневые насосы

с регулированием по нагрузке используют компенсатор давления и гидростат для изменения объемной производительности системы в зависимости от давления нагрузки и требований к расходу. Гидростат — это подпружиненное устройство, которое измеряет поток в соответствии с силой пружины на своих равных, но противоположных эффективных площадях.Он может быть ограничительным, как в последовательном контуре, или может обходить давление первичной нагрузки на вторичное давление или давление в резервуаре. Проще говоря, гидростат разделяет общий поток на два потока: один представляет требуемый поток, а другой представляет требуемое давление в первичном контуре. Поршневой насос, чувствительный к нагрузке, использует свой гидростат для регулирования выходного потока относительно давления нагрузки и отводит избыточный поток насоса к вторичному маршруту, который может быть подключен к резервуару или вторичному контуру.

Чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос, с другой стороны, использует гидростат в сочетании с разгрузчиком для изменения своей объемной производительности в соответствии с требованиями нагрузки и расхода.Поскольку поршневые и шестеренчатые насосы с измерением нагрузки используют один сигнал измерения нагрузки для управления давлением и расходом нагнетания насоса, они взаимозаменяемы в схемах измерения нагрузки. Оба типа имеют много общего и обеспечивают значительную экономию энергии по сравнению с системами, в которых используются насосы фиксированного рабочего объема. Оба предлагают пониженное энергопотребление в рабочем режиме — когда поток и давление требуются для работы функции. Они также экономят электроэнергию в режиме ожидания — когда система находится в режиме ожидания или в нерабочем режиме.Кроме того, они могут уменьшить требуемый размер и, следовательно, стоимость клапанов, проводов и фильтров, необходимых для схемы.

Чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос, показанный на рис. 19, минимизирует потребление энергии в рабочем режиме за счет разделения общего нагнетаемого потока в соответствии с удаленным давлением основной функции и основным потоком. Это достигается с помощью одного сигнала измерения нагрузки, исходящего из схемы приоритета и направляемого как можно ближе к нагнетательной стороне шестерен насоса.

Добавление устройства управления разгрузкой в ​​схему насоса, рис. 20, позволяет системе экономить электроэнергию как в режиме ожидания, так и в рабочем режиме. Этот регулятор должен быть установлен параллельно впускному отверстию гидростата и как можно ближе к выпускной стороне шестерен. Он должен управляться тем же сигналом измерения нагрузки, что и на Рисунке 19. Этот сигнал заставляет насос сбрасывать весь поток из выпускного во вторичный контур и при давлении значительно ниже значения падения давления гидростата в режиме ожидания.

Управление разгрузчиком должно работать от того же сигнала дистанционного определения нагрузки, который управляет гидростатом. В отличие от гидростата, тарелка разгрузочного устройства управления разгрузчиком спроектирована с противостоящими участками, имеющими соотношение не менее 2: 1. Любое обнаруженное давление в линии, превышающее 50% давления нагнетания насоса, закроет управление разгрузчиком. Способность устройства управления разгрузкой разгрузить насос до давления нагнетания, близкого к атмосферному, контролируется силой тарельчатого клапана или пружины плунжера. Регулировка разгрузочного устройства установлена ​​на минимальное значение для поддержания нагрузки внутреннего давления шестеренчатого насоса.По сравнению со стандартной схемой шестеренчатого насоса фиксированного рабочего объема этот элемент управления может снизить энергопотребление в режиме ожидания на 90%.

Двойное и комбинированное управление

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c264» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 04 Fig22 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_2014_04_Fig22.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рисунок 22. На этом разрезе показано комбинированное управление, которое имеет регулируемый гидростат, содержащийся в элементе управления разгрузчиком. Расположение гидростата в пределах минимума -управление разгрузкой позволяет всем областям поршня работать от одного сигнала реакции на нагрузку.Он предназначен для приложений, использующих большие насосы, где вторичный поток отводится к резервуару.

Сигнал измерения нагрузки может быть обусловлен ограничением давления в линии дистанционного зондирования или доведением его до 0 фунтов на кв. Дюйм.Это приводит к тому, что гидростат и управление разгрузочным устройством чувствительного к нагрузке шестеренчатого насоса реагируют на условный сигнал в соответствии с давлением нагнетания. Это достигается за счет создания предохранительного клапана с пилотным управлением (рис. 21), который заставляет гидростат действовать как основную ступень предохранительного клапана с пилотным управлением. Возможность кондиционирования линии измерения нагрузки запатентована и делает чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос полезным для других функций, помимо измерения нагрузки.

Шестеренчатый насос с регулировкой по нагрузке и датчиком нагрузки с комбинированным управлением, рис. 22, предназначен для насосов большой производительности и направляет вторичный поток в резервуар.Он также запатентован и может использоваться в тех же приложениях, что и насос с двойным управлением. Однако, поскольку вторичный поток должен быть направлен в резервуар, его нельзя использовать, когда вторичный контур управляет нагрузкой.

Загрузите эту статью в формате .PDF

Гидравлические насосы

: как это работает

05.11.2018

Гидравлический насос

Гидравлический насос преобразует механическую энергию в гидравлическую. Когда гидравлический насос работает, он выполняет две функции.Во-первых, его механическое действие создает вакуум на входе насоса, который позволяет атмосферному давлению вытеснять жидкость из резервуара во входную линию к насосу. Во-вторых, его механическое действие подает эту жидкость к выпускному отверстию насоса и заставляет ее поступать в гидравлическую систему.

Насос создает движение или поток жидкости: он не создает давления. Он создает поток, необходимый для развития давления, которое является функцией сопротивления потоку жидкости в системе. Например, давление жидкости на выходе насоса равно нулю для насоса, не подключенного к системе (нагрузке).Далее, для насоса, подающего в систему, давление поднимется только до уровня, необходимого для преодоления сопротивления нагрузки.

Классификация насосов

Все насосы могут быть классифицированы как поршневые или непогруженные. Большинство насосов, используемых в гидравлических системах, являются объемными.

Насос непрямого вытеснения обеспечивает непрерывный поток. Однако, поскольку он не обеспечивает надежного внутреннего уплотнения от проскальзывания, его выходная мощность значительно меняется при изменении давления.Центробежные и пропеллерные насосы являются примерами поршневых насосов непрямого действия.

Если выходной порт поршневого насоса непрямого действия был заблокирован, давление повысилось бы, а выходная мощность упала бы до нуля. Хотя насосный элемент продолжит движение, поток остановится из-за проскальзывания внутри насоса.

В поршневом насосе проскальзывание пренебрежимо мало по сравнению с объемным выходным потоком насоса. Если выходной порт был закупорен, давление мгновенно увеличилось бы до такой степени, что насосный элемент насоса или его корпус вышли из строя (возможно, взорвались, если приводной вал не сломался первым), или первичный двигатель насоса остановился.

Принцип прямого вытеснения

Насос прямого вытеснения — это насос, который перемещает (подает) одинаковое количество жидкости за каждый цикл вращения насосного элемента. Постоянная подача во время каждого цикла возможна из-за посадки с малыми допусками между насосным элементом и корпусом насоса. То есть количество жидкости, которая проскальзывает мимо насосного элемента в поршневом насосе прямого вытеснения, минимально и незначительно по сравнению с теоретически максимально возможной подачей.Подача за цикл остается почти постоянной, независимо от изменений давления, против которого работает насос. Учтите, что если проскальзывание жидкости является значительным, насос не работает должным образом и его необходимо отремонтировать или заменить.

Насосы прямого вытеснения могут быть как фиксированного, так и переменного рабочего объема. Производительность насоса постоянного рабочего объема остается постоянной в течение каждого цикла откачки и при заданной скорости насоса. Производительность насоса с регулируемым рабочим объемом может быть изменена путем изменения геометрии камеры смещения.

Другие названия для описания этих насосов: гидростатические для поршневых и гидродинамические для непрямых. Гидростатический означает, что насос преобразует механическую энергию в гидравлическую при сравнительно небольшом количестве и скорости жидкости. В гидродинамическом насосе скорость и движение жидкости велики; выходное давление фактически зависит от скорости, с которой жидкость течет.

Как работают гидравлические насосы?

Как работают гидравлические насосы?

Гидравлический насос — это механическое устройство, преобразующее механическую энергию в гидравлическую энергию.Он создает поток с достаточной мощностью, чтобы преодолевать давление, вызванное нагрузкой.

Гидравлический насос во время работы выполняет две функции. Во-первых, его механическое действие создает разрежение на входе насоса, впоследствии позволяя атмосферному давлению вытеснять жидкость из резервуара, а затем прокачивать ее во входную линию насоса. Во-вторых, его механическое действие подает эту жидкость к выпускному отверстию насоса и заставляет ее поступать в гидравлическую систему.

Какие типы гидравлических насосов наиболее распространены?

Три наиболее распространенных конструкции гидравлических насосов: пластинчатый насос, шестеренчатый насос и радиально-поршневой насос.Все они хорошо подходят для обычных гидравлических применений, однако поршневая конструкция рекомендуется для более высоких давлений.

Большинство насосов, используемых в гидравлических системах, представляют собой поршневые насосы прямого вытеснения. Это означает, что они вытесняют (доставляют) одинаковое количество жидкости за каждый цикл вращения насосного элемента. Подача за цикл остается почти постоянной, независимо от изменений давления.

Насосы прямого вытеснения подразделяются на постоянные и переменные. Производительность насоса с постоянным рабочим объемом остается постоянной в течение каждого цикла откачки и при заданной скорости насоса.Изменение геометрии камеры смещения приводит к изменению производительности насоса переменной производительности.

Насосы с постоянным рабочим объемом (или винтовые насосы) издают мало шума, поэтому они идеально подходят для использования, например, в театрах и оперных театрах. С другой стороны, насосы с регулируемым рабочим объемом особенно хорошо подходят для контуров, в которых используются гидравлические двигатели, и там, где требуется регулируемая частота вращения или возможность реверсирования.

Подробнее о поршневых насосах

Поршневой насос безупречно работает с большими потоками при высоком давлении в гидравлической системе.

Области применения, обычно использующие поршневой насос, включают: вспомогательные судовые источники энергии, станки, мобильное и строительное оборудование, оборудование для обработки металлов давлением и нефтепромысловое оборудование.

Как следует из названия, поршневой насос работает за счет поршней, которые перемещаются вперед и назад в цилиндрах, соединенных с гидравлическим насосом. Поршневой насос также имеет отличные герметизирующие свойства.

Гидравлический поршневой насос может работать на больших объемных уровнях благодаря малой утечке масла. Для некоторых плунжеров требуются клапаны на всасывающем и нагнетательном портах, а для других — на входных и выходных каналах.Клапаны (и их уплотняющие свойства) на концах поршневых насосов еще больше улучшат производительность при более высоких давлениях.

Каковы особенности аксиально-поршневого насоса?

Аксиально-поршневой насос, возможно, является наиболее широко используемым насосом переменной производительности. Он используется во всем: от тяжелой промышленности до мобильных приложений. Различные методы компенсации будут постоянно изменять расход жидкости насоса за оборот. И, кроме того, также можно изменять давление в системе в зависимости от требований к нагрузке, настроек отсечки максимального давления и регулирования соотношения.Это означает значительную экономию электроэнергии.

Аксиально-поршневой насос характеризует два принципа. Во-первых, конструкция наклонной шайбы или изогнутой оси и, во-вторых, параметры системы. Системные параметры включают решение о том, используется ли насос в открытом или закрытом контуре.

Обратный трубопровод в замкнутом контуре находится под постоянным давлением. Это необходимо учитывать при проектировании аксиально-поршневого насоса, который используется в замкнутом контуре. Также очень важно, чтобы насос переменного объема был установлен и работал вместе с аксиально-поршневым насосом в системе.Аксиально-поршневые насосы могут переключаться между насосом и двигателем в некоторых конфигурациях с фиксированным рабочим объемом.

Как работает аксиально-поршневой насос с изогнутой осью?

Насосы с гнутой осью — самые эффективные из всех насосов.

Угол поворота определяет рабочий объем насоса с изогнутой осью. Поршни в расточке цилиндра перемещаются при вращении вала. Качающаяся шайба в конструкции качающейся шайбы поддерживает вращающиеся поршни. Кроме того, угол наклонной шайбы определяет ход поршня.

Принцип изогнутой оси, фиксированное или регулируемое перемещение, существует в двух различных исполнениях. Первая конструкция — это принцип Тома с максимальным углом 25 градусов, разработанный немецким инженером Хансом Тома и запатентованный в 1935 году. Вторая конструкция носит название принцип Уолмарка, названное в честь Гуннара Акселя Вальмарка (патент 1960 года). Последний имеет поршни сферической формы, за одно целое со штоком и поршневыми кольцами. И, кроме того, максимальное расстояние 40 градусов между осью карданного вала и поршнями.

Как правило, наибольший рабочий объем составляет приблизительно один литр за оборот. Однако при необходимости можно построить двухлитровый насос рабочего объема. Часто используются насосы с переменной производительностью, чтобы можно было тщательно регулировать поток масла. Эти насосы обычно работают при рабочем давлении до 350–420 бар в непрерывном режиме

О радиально-поршневых насосах

Радиально-поршневые насосы используются, прежде всего, при высоком давлении и относительно небольших расходах. Нормальным является давление до 650 бар.Плунжеры соединены с плавающим кольцом. Рычаг управления перемещает плавающее кольцо в горизонтальном направлении с помощью рычага управления и, таким образом, вызывает эксцентриситет в центре вращения плунжеров. Величина эксцентриситета регулируется для изменения расхода. Более того, смещение эксцентриситета на противоположную сторону плавно меняет направление всасывания и нагнетания.

Радиально-поршневые насосы — единственные насосы, которые непрерывно работают под высоким давлением в течение длительных периодов времени. Примеры применения: прессы, станки для обработки пластика и станки.

Возможен переменный рабочий объем.

Подробнее о пластинчатых гидравлических насосах

Пластинчатый насос использует возвратно-поступательное движение лопастей прямоугольной формы внутри пазов для перемещения жидкостей. Иногда их также называют шиберными насосами.

Простейший пластинчатый насос состоит из круглого ротора, вращающегося внутри большой круглой полости. Центры двух окружностей смещены, что вызывает эксцентриситет. Лопатки входят в ротор и выходят из него и уплотняются со всех сторон.Это создает лопастные камеры, которые выполняют работу по перекачиванию.

Вакуум создается, когда лопатки перемещаются дальше всасывающего патрубка насоса. Так масло всасывается в насосную камеру. Масло проходит через отверстия и затем вытесняется из выпускного отверстия насоса. Направление потока масла может изменяться в зависимости от вращения насоса. Так обстоит дело со многими ротационными насосами.

Пластинчатые насосы наиболее эффективно работают с маслами с низкой вязкостью, такими как вода и бензин.С другой стороны, жидкости с более высокой вязкостью могут вызвать проблемы с вращением лопасти, препятствуя их легкому перемещению в пазах.

Где используются пластинчато-гидравлические насосы? Обычно лопастные насосы применяются в терминалах загрузки топлива и транспортных средствах для перевозки топлива.

Как работают гидравлические шестеренчатые насосы?

Шестеренные насосы — один из наиболее распространенных типов насосов для гидравлических систем. Здесь, в Hydraulics Online, мы предлагаем широкий ассортимент мощных гидравлических шестеренчатых насосов, подходящих для промышленного, коммерческого и бытового использования.Мы предлагаем надежную модель насоса, независимо от характеристик вашей гидравлической системы. Кроме того, мы гарантируем, что он работает максимально эффективно.

Иоганнес Кеплер изобрел шестеренчатый насос около 1600 года. Жидкость, проходящая между зубьями двух зацепляющихся шестерен, создает поток. Корпус насоса и боковые пластины, также называемые износостойкими или нажимными пластинами, охватывают камеры, которые образуются между соседними зубьями шестерни. Всасывающий насос создает частичный вакуум. После этого жидкость втекает, заполняя пространство, и разносится вокруг выпускного отверстия шестерен.Затем жидкость вытесняется наружу в виде зацепления зубьев (на выпускном конце).

Некоторые шестеренчатые насосы довольно шумные. Однако современные конструкции, включающие разрезные шестерни, зубья косозубой шестерни и профили зубьев более высокой точности / качества, намного тише. Вдобавок к этому они могут более плавно сцепляться и расцепляться. Впоследствии это снижает колебания давления и связанные с этим вредные проблемы.

Катастрофические поломки легче предотвратить с помощью гидравлических шестеренчатых насосов. Это связано с тем, что шестерни постепенно изнашивают корпус и / или главные втулки.Поэтому постепенно снижайте объемный КПД насоса, пока он не станет бесполезным. Часто это происходит задолго до того, как износ приведет к заклиниванию или поломке устройства.

Можно ли реверсировать гидравлические шестеренчатые насосы? Да, большинство насосов можно реверсировать, разобрав насос и перевернув его центральную часть. Вот почему большинство шестеренчатых насосов симметричны.

Два основных типа

В шестеренчатых насосах с внешним зацеплением используются две наружные прямозубые шестерни. В насосах с внутренним зацеплением используется прямозубая шестерня с внешним и внутренним зацеплением.Кроме того, зубья цилиндрической шестерни обращены внутрь для шестеренных насосов с внутренним зацеплением. Шестеренные насосы бывают объемного действия (или фиксированного рабочего объема). Другими словами, они перекачивают постоянное количество жидкости за каждый оборот. Некоторые шестеренчатые насосы взаимозаменяемы и работают как двигатель, так и как насос.

Для чего используются гидравлические шестеренчатые насосы?

В нефтехимической промышленности шестеренчатые насосы используются для перемещения дизельного топлива, пека, смазочного масла, сырой нефти и других жидкостей. Химическая промышленность также использует их для таких материалов, как пластмассы, кислоты, силикат натрия, смешанные химические вещества и другие среды.Наконец, эти насосы также используются для транспортировки чернил, красок, смол и клея, а также в пищевой промышленности.

О героторных гидравлических насосах

Геротор — это поршневой насос прямого вытеснения. Название геротор происходит от «сгенерированного ротора». Героторный блок состоит из внутреннего и внешнего ротора.

Математические расчеты являются ключом к конструкции любого типа гидравлического двигателя или насоса, но особенно интересны в конструкции геротора. Внутренний ротор имеет N зубьев, где N> 2.Внешний ротор должен иметь N + 1 зубьев (= на один зуб больше, чем внутренний ротор), чтобы конструкция работала.

Как работает гидравлический насос?

Время чтения: 3 минуты

Трактор, дровокол и сборочная линия имеют много общего. Все они используют гидравлику для работы. Термин «гидравлический» просто означает, что жидкость используется для перемещения объекта. Эта возвышенная идея делает возможными промышленные работы. Одной из основных частей гидравлической системы является насос. Здесь мы разберем детали, которые делают возможным гидравлический насос.Его изобретение является чудом для строительных и производственных компаний во всем мире.

Зачем нужна гидравлика

В современном мире вы много слышите о гидравлике. Без гидравлического насоса и принадлежностей к нему было бы практически невозможно завершить или создать определенные проекты. Эти компактные детали могут с большой точностью и управляемостью вставлять тяжелые предметы на место.

Гидравлика необходима для сборочного оборудования, строительных машин, сельскохозяйственных машин и многих других продуктов, сообщает Tractor Supply Company.Гидравлический насос лежит в основе любой системы.

Основные части насосной системы

Как работает гидравлический насос? Эти компоненты необходимы для эффективного перемещения тяжелого объекта:

  • Гидравлическая жидкость
  • Клапаны
  • Насос
  • Резервуар
  • Шланги
  • Двигатель

Резервуар подает жидкость, которая будет втягиваться в насос. Гидравлические насосы своим механическим действием создают вакуум, чтобы перемещать жидкость внутрь и из их корпусов.

Гидравлический насос Parker, по сути, использует физику для перемещения жидкости вместо создания какой-либо силы. В насосе могут использоваться следующие внутренние детали, например:

Существует множество различных насосов, включая модели непрямого и прямого вытеснения. Каждый тип служит определенной цели.

Simple Flow Action

Насос работает, когда к нему присоединен двигатель гидравлического насоса. Это устройство начинает движение жидкости. Когда двигатель активируется, он включает насос.Он начинает свое действие, заставляя жидкость перемещаться в насос и выходить через выпускную сторону. Силой гидравлической системы являются простые изменения атмосферного давления, а не генерируемые силы.

Механические детали в гидравлическом насосе Parker обеспечивают движение потока жидкости в правильном направлении. Весь этот процесс меняется на противоположный, когда пора жидкости снова войти в резервуар.

Описание двухступенчатого насоса

Во многих простых системах задействуется гидравлический насос двойного действия.Рассмотрим базовое движение разделителя бревен, предлагает How Stuff Works. Поршень должен заставить машину расколоть бревно, отодвигая механизм от дерева, чтобы завершить работу.

Во время раскалывания насос оказывает большое давление на поршень. Он снимает это давление, когда деятельность прекращается. Этот тип насоса требуется для многих механизмов, поэтому в нескольких отраслях можно встретить двухступенчатые конструкции. Насос просто изменяет скорость потока и последующее давление в системе для выполнения работы.

Знание того, как воздух влияет на систему

Поскольку насос полагается на скорость потока жидкости, чтобы произвести действие, любой воздух, попавший в гидравлическую систему, является проблемой. Пузырьки воздуха внутри насоса создают несбалансированное давление, передаваемое на поршни. Механизм может ослабнуть или полностью выйти из строя из-за попадания воздуха в насос.

Как работает гидравлический насос? Он работает, когда система остается закрытой для пузырьков воздуха. Выпустите воздух, если на насосе проводится техническое обслуживание.Будьте внимательны в отношении эксплуатационных аномалий. Любой воздух создает проблемы в гидравлике.

Уход за насосом

Уход за насосом, поддерживая чистоту жидкости. Следите за заменой фильтров и техническим обслуживанием системы. Не заставляйте насос работать за пределами его технических характеристик. Если у него проблемы, значит, помпа не работает должным образом.

При необходимости проверьте внутреннее давление. Насос выдерживает большое давление, но у него есть свои пределы.Перегрев жидкости и взвешенных частиц быстро приведет к поломке насоса.

Возьмите пробы жидкости и проверьте их на наличие молекул воды и воздуха. Чистая жидкость дает насосу шанс прожить долгую жизнь на любой машине.

Гидравлика может быть сложной системой, но мы можем помочь вам разобрать основы. Обеспечьте работу ваших систем с надежным насосом на вашей стороне!

Основные принципы работы гидравлического (жидкостного) насоса, концепция и конструкция

Основная концепция насоса

Насос — это машина, которая передает энергию всему, что проходит через него.Это может быть любая жидкость, тепло или даже электроны. Устройства, перекачивающие тепло, называются тепловыми насосами, а электрические батареи могут перекачивать электроны. Спонтанная тенденция чего-либо — переход от высокого потенциала к низкому, и эта естественная тенденция используется во многих приложениях. Но насос работает с точностью до наоборот; он заставляет что-то перейти от низкого потенциала к высокому. Для этого насосы используют энергию и своей работой передают эту энергию протекающему через них веществу.

Жидкостные насосы или гидравлические насосы перемещают жидкости и перемещают их из одного положения в другое и, конечно, подпитывают их. В жидкостях эта энергия проявляется в виде давления и скорости. Точно так же тепловые насосы перемещают тепло от низкой температуры к высокой температуре вопреки его естественной тенденции перетекать от высокой температуры к низкой. Электрическая батарея также является разновидностью насоса; он перекачивает электроны в цепи от низкого электрического потенциала к высокому электрическому потенциалу, что противоречит спонтанной тенденции электронов переходить от высокого электрического потенциала к низкому электрическому потенциалу.Следовательно, электрическую батарею можно назвать электронным насосом.

Конструкция гидравлического насоса

В основном гидравлический насос или гидравлический насос — это устройство или машина, имеющая движущиеся механические компоненты, которые используют энергию из некоторого источника, обычно электрического, подаваемого на него в виде механической энергии от электродвигателя.

Обычно насосы имеют вращающиеся части, приводимые в действие электродвигателями. Вращающиеся части насосов могут быть некоторыми компонентами, определяющими объем, которые могут образовывать замкнутую оболочку объема, в которой жидкость может захватываться и вытесняться.Другим типом вращающихся частей могут быть лопасти, установленные на дисках или валах, которые вращаются с движущей силой и передают ее жидкости, заставляя ее двигаться с повышенной скоростью.

Основной принцип работы

Простыми словами мы считаем насос черным ящиком, чтобы понять его работу. Жидкость поступает в насос с определенной скоростью и давлением, которое может быть даже нулевым, и выходит из него с повышенной энергией, то есть скоростью и давлением. Для этого насос потребляет определенное количество энергии от любого внешнего источника.Итак, что происходит внутри этого черного ящика? Внутри есть вращающиеся компоненты, которые перемещают жидкость, либо удерживая ее в определенных объемах, а затем вытесняя, либо передавая энергию жидкости за счет динамического действия движущихся частей и увеличения скорости и давления жидкости.

Этот пост является частью серии: Жидкостные насосы

Жидкостный насос или гидравлический насос — это машина, которая передает энергию от своих движущихся частей жидкости, проходящей через машину. Энергия, передаваемая от насоса к жидкости, выражается в давлении и скорости жидкости.Узнайте больше о жидкостных или гидравлических насосах из этой серии статей.

  1. Основная концепция, конструкция и принцип работы гидравлических насосов
  2. Гидравлические насосы: классификация и типы
  3. Поршневые поршневые насосы
  4. Типы поршневых поршневых насосов: поршневой насос
  5. Типы поршневых поршневых насосов: диафрагменные Насос

.

Related Posts

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.