Гідравлічними називаються машини, які повідомляють механічну енергію робочої рідини або, навпаки, добувають з неї енергію, необхідну для подальшої передачі робочому органу. Вони вже досить давно використовуються в різних сферах життя людини. Якщо рідина передає енергію механічним частинам, то такі пристрої називаються гідромоторами. Якщо ж здійснюється зворотний процес, то мова вже йде про гідравлічних насосах. Про їх пристрої і нюансах роботи розповімо далі.
Характеристики аксіально поршневого насоса
На сьогоднішній день гідравлічні машини (гідромотори та гідронасоси) знайшли широке застосування. Вони використовуються в різних сферах промисловості, а також у великих домашніх господарствах. Так як такі установки здатні витримати великі навантаження, вони ефективно застосовуються на технічних підприємствах, в водопостачанні ділянок, квартир і будинків. Знайшли вони своє застосування також в силових установках космічних кораблів.
Найбільш поширені сьогодні об'ємні і лопатеві агрегати. Робочим органом в останніх є спеціальне колесо з лопатями. Їх взаємодія з робочою рідиною активує процес передачі енергії. При цьому в лопастном Гідронасоси енергія передається від колеса до робочої рідини, а в лопастном двигуні навпаки.
Робота об'ємних гідроагрегатів здійснюється за рахунок зміни габаритів робочих камер. Вони, в свою чергу, з'єднуються з патрубками входу і виходу. Процес з'єднання відбувається поетапно, через певні проміжки часу. До таких пристроїв відносять поршневі, аксіально-поршневі насоси, шестеренні, гвинтові.
Переваги та недоліки аксіально поршневого насоса
Переваги аксіально поршневого агрегату:
- Якщо порівнювати характеристики і роботу аксіально поршневого насоса з іншими подібними агрегатами, то вони є досить компактними (вага установки відносно невеликий), і при цьому мають досить великою потужністю.
- Робочі органи мають невеликі розміри і обумовлюють малий момент інерції.
- У подібних машинах є можливість швидко регулювати частоту обертання.
- Крім того, з переваг таких агрегатів варто відзначити, що вони здатні працювати при високому тиску. При цьому вони функціонують з порівняно великою частотою обертання і мають можливість змінювати робочий об'єм.
- Діапазон обертання в подібних агрегатах становить від 500 до 4 тисяч оборотів в хвилину. Це безсумнівне їх перевага в порівнянні з гідромоторами і пристроями радіально-поршневого типу.
- Такі машини без особливих проблем можуть виконувати свої функції при тиску до 35-40 мегапаскалей. Для порівняння радіально-плунжерні пристрої мають максимальний робочий тиск 30-35 мегапаскалей.
З недоліків слід виділити наступне:
- Висока вартість.
- Досить складна конструкція.
- Невисока надійність. Можливі часті поломки при неправильній експлуатації.
- Істотна пульсація подачі і витрати.
- Велика пульсація тиску у всій системі.
- Через високої складності усунення несправностей аксіально поршневих насосів може зайняти тривалий час.
Пристрій аксіально поршневого насоса
Даний агрегат складається з наступних важливих елементів:
- Поршні або плунжери. Знаходяться в складі блоку циліндрів.
- Шатуни.
- Ведучий (основний) вал.
- Наполегливий диск.
- Розподільний механізм.
Принцип дії аксіально поршневого насоса
Робота агрегату грунтується на впливі обертового вала на спеціальний блок циліндрів. При цьому спостерігається поступальне переміщення поршнів уздовж осі цього блоку. Таким чином відбуваються зворотно-поступальні аксіальні руху, завдяки яким агрегат отримав свою назву. Це також актуально для аксіально поршневого насоса нерегульованого.
Вивчаючи принцип роботи аксіально поршневого насоса, можна побачити, що при русі поршнів в циліндрах послідовно відбувається всмоктування і нагнітання. З'єднання з напірними і всмоктуючими лініями здійснюється послідовно через спеціальні вікна в розподільчому пристрої. Для уникнення виникнення несправностей, блок циліндрів виконується так, щоб він був щільно притиснутий до розподільного пристрою. Для забезпечення надійності вікна цього блоку розділяються за допомогою спеціальних засобів ущільнення перемичок. З метою зменшення гідроудару в ході роботи агрегату в зазначених перемичках спеціально робляться дросельні канавки. Завдяки цьому вдається рівномірно підвищити величину тиску робочої рідини в циліндрах аксіально поршневий насоса. Ціна агрегату відповідно висока.
В якості робочих камер в агрегатах цього типу використовуються циліндри, розміщені вздовж осі ротора, тобто аксіально. Витискувачами в даному випадку є поршні.
Схема аксіально поршневого насоса
За особливостями конструкції всі агрегати можна розділити на дві великі групи:
- Пристрої, обладнані похилим диском.
- Агрегати, оснащені похилим блоком циліндрів.
Перша група пристроїв знайшла своє застосування в приводах агрегатів, що працюють, як правило, в середніх і важких режимах.
Випускаються сьогодні аксіально-поршневі насоси збираються за кількома схемами.
- В першу чергу варто розглянути варіант з подвійним несиловим карданом. Відповідно до таку схему досягається рівність кутів між віссю проміжного валу і осями веденого і ведучого вала. Тому при роботі такого агрегату все його частини (ведений і ведучий вал) функціонують синхронно. В результаті чого значно полегшується робота карданного валу. Адже він безпосередньо взаємодіє з диском, за допомогою якого здійснюється передача крутного моменту.
- У конструкції гідронасосів з точковим дотиком поршнів похилого диска немає карданів і шатунів, що значно спрощує їх пристрій. Але для запуску агрегату його поршні потрібно попередньо примусово висунути з циліндрів і притиснути до похилого диска. За вказаною схемою виробляються гідромашини невеликої потужності. Наприклад, Г15-2. На сьогоднішній день саме установки такого типу вважаються найбільш популярними.
Hасоси аксіально-поршневі регульовані (вироби серії H і S)
Агрегати з цієї серії, облаштовані похилим диском, нерідко встановлюються на об'ємних водоводах, де в системі крім наносу є гідромотор. Обидва працюють за закритою схемою. Крім того, такий нанос встановлюється в дорожніх прокладці, комбайнах і автоматичних бетоносмесителях. Ними легко керувати, і вони мають невеликі габарити. Потік робочої рідини при повороті похилого диска обертається в протилежні сторони, що обумовлює роботу пристрою.
Завдяки наявності гидрораспределителя у вигляді модуля є можливість приєднати системи управління (СУ) наступних типів:
- Електрична Трипозиційна СУ (ER). Ця система застосовується для приводу по трьохпозиційної системі (це позиції: вкл. - викл. - вкл).
- Гідравлічна СУ (HD). Являє собою своєрідний важіль управління. Вона подає гідравлічні сигнали всіх механізмів агрегату, завдяки чому похилий диск утримується в потрібному положенні. Дана СУ використовується в агрегатах складної компонування.
- Гідромеханічна СУ (МН). Забезпечує підтримку похилого диска в необхідному положенні, завдяки чому здійснюється робота насоса в заданому режимі.
- Електрична СУ (EP). Дана система, змінюючи силу струму на декількох пропорційних магнітах, дозволяє забезпечити плавну зміну робочого обсягу агрегату.
Почати обговорення ...