ЗАНЯТИЕ 4. ЛЕКЦИЯ

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Тема 2. 2 Гидромашины объемного действия

Узловые вопросы лекции:

2. 2. 1 Принцип действия гидромашин объемного действия. Основные понятия.

2. 2. 2 Классификация гидромашин объемного действия. Основные характеристики.

2. 2. 3 Принцип действия, конструкция, достоинства и недостатки шестеренного насоса.

2. 2. 4 Принцип действия, конструкция, достоинства и недостатки пластинчатого (лопастного) насоса.

2. 2. 1 Принцип действия гидромашин объемного действия. Основные понятия.

К гидромашинам объемного действия относятся гидромашины, у которых связь между механическими звеньями или соединениями осуществляется с помощью геометрически изолированного объема рабочей жидкости - рабочей камеры.

Рабочей камерой называется замкнутое пространство, попеременно сообщающееся с напорной и с всасывающей магистралью. При этом происходит заполнение или вытеснение рабочей жидкости.

Способность к заполнению или вытеснению рабочей жидкости связано со способностью рабочей камеры периодически изменять свой объем, вследствие изменения положения вытеснителя в пределах рабочей камеры.

Вытеснителем называется рабочий орган гидромашины, совершающий работу вытеснения или всасывания рабочей жидкости. Вытеснитель может быть выполнен в виде лопасти (пластины), шестерни, поршня (плунжера).

Принцип действия гидромашин объемного действия приведен на рисунке 2. 3.

В результате приложения механического воздействия F₁на вытеснитель 1 (поршень), он меняет свое положение. При этом изменяется объем V₁ рабочей камеры 2.

При движении вытеснителя (поршня) вверх увеличивается объем рабочей камеры 2, уменьшается давление р₁ и производится всасывание рабочей жидкости из рабочей камеры 3.

При движении вытеснителя (поршня) вниз, уменьшается объем V₁ рабочей камеры 2, увеличивается давление р₁ и производится нагнетание рабочей жидкости в рабочую камеру 3.

Если на вытеснитель 4 (поршень), в пределах рабочей камеры 3, воздействовать энергией потока жидкости, объем V₂ и давление р₂ в рабочей камере будет увеличиваться или уменьшаться, а вытеснитель будет совершать механическое движение - соответственно выдвигаться или задвигаться.

Рисунок 2. 3 – Принцип действия гидромашин объемного действия

2. 2. 2 Классификация гидромашин объемного действия. Основные характеристики.

Классификация гидромашин объемного действия.

1. По назначению:

Насосы. Насосом называется гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя в энергию потока жидкости, используемую потребителем.

Гидродвигатели. Гидродвигатель – это гидравлическая машина, преобразующая энергию потока жидкости в механическую энергию, используемую потребителем.

2. По виду движения выходного звена:

возвратно-поступательного движения выходного звена – поршневые;

вращательного движения выходного звена - роторные.

3. По принципу действия:

обратимые – может использоваться как насос и гидродвигатель;

необратимые – используется как насос или гидродвигатель.

4. По способу регулирования:

регулируемые;

нерегулируемые

5. По направлению движения рабочей жидкости:

5. 1 реверсивные;

5. 2 нереверсивные.

Основными характеристиками гидромашины объемного действия являются:

- подача – это расход через его выходную полость, характеризуется рабочим объемом и частотой вращения, определяется как объем жидкости, вытесняемый за единицу времени, л/мин;

- номинальное рабочее давление. Определяется действием силы на площадь рабочей поверхности вытеснителя, 1МН/м² = 1МПа;

- рабочий объем – это суммарное изменение объема рабочих камер за один оборот машины и представляет собой объем жидкости, который машина способна переместить из подводящей линии в отводящую за один оборот (без учета утечек и сжимаемости), л/об или см³/об;

- объемные потери - характеризуются объемным к. п. д. Объемный к. п. д. - это отношение действительной подачи насоса к теоретической подаче. В насосе – это уменьшение подачи, в гидродвигателе – уменьшение частоты вращения.

- механические потери - характеризуются механическим к. п. д. Механический к. п. д. - это отношение теоретической мощности (момента на валу) к приводной мощности (моменту).

2. 2. 3 Шестеренные гидромашины

Шестеренные гидромашины относятся к роторным гидромашинам. В качестве вытеснителя используются ведущая и ведомая шестерни. Рабочая камера располагается между сходящимися и расходящимися зубьями шестерен.

Шестеренные насосы

Принципиальная схема шестеренного насоса приведена на рисунке 2. 4. В металлическом корпусе 1 насоса имеется расточка, внутри которой помещены шестерни 2 и 3 (вытеснители), находящиеся в зацеплении друг с другом. Вершина зубьев плотно прилегает к стенке расточки. Одна из шестерен 2 является ведущей, вторая 3 – ведомой. Ведущая шестерня получает вращение от двигателя. При выходе шестерен из зацепления освобождается пространство, которое до этого было занято зубьями, в результате его в камере В создается разряжение, под действием которого жидкость засасывается из бака. В дальнейшем жидкость, заполнив впадины между зубьями, переносится шестернями в полость Н, где зубья вновь входят в зацепление и вытесняют жидкость, в результате чего в полости Н возникает давление рабочей жидкости.

Рисунок 2. 4 - Принципиальная схема шестеренного насоса

Основные параметры роторных насосов:

– рабочий объем;

– производительность (подача) насоса;

– давление, развиваемое на выходе насоса;

– коэффициент полезного действия;

– частота вращения, об/мин;

– мощность, кВт.

Шестеренные насосы являются обратимыми, т. е. могут работать в качестве гидродвигателя при подводе к ним под давлением рабочей жидкости. Шестеренные насосы – гидромашины с постоянной подачей (нерегулируемые), нереверсивные.

Достоинства: небольшие размеры; высокий к. п. д.; простота конструкции; надежность в эксплуатации.

Недостатки: невысокое давление; небольшая высота всасывания.

Подробнее

2. 2. 4 Лопастные (пластинчатые) гидромашины

Лопастные (пластинчатые) гидромашины относятся к роторным гидромашинам. В качестве вытеснителя используются лопасти (пластины). Рабочая камера располагается между пластинами.

Лопастные (пластинчатые) насосы

Принципиальная схема пластинчатого насоса приведена на рисунке 2. 5. Насос состоит из статора 1 и эксцентрично расположенного по отношению к нему ротора 5, в пазах 3 которого расположены подвижные пластины 2. В торцах статора расположены дугообразные окна 4 и 6, соединенные с магистралями. При вращении ротора пластины под действием центробежных сил выдвигаются, увеличивая объем камер, образующихся между пластинами, ротором и статором.

В результате увеличения объема в камерах создается разряжение, под действием которого из всасывающего окна 6 в камеру поступает рабочая жидкость. При переходе через точку А объем камер начинает уменьшаться. Рабочая жидкость под давлением вытесняется через окно 4 в нагнетательную магистраль. Изменяя эксцентриситет «е» можно регулировать рабочий объем насоса, а следовательно и его подачу.

Для уменьшения сил давления на опорные подшипники применяются пластинчатые насосы двухкратного действия (рисунок 2. 5 (б)). Всасывание и нагнетание насоса происходит за один оборот ротора. Насосы двукратного действия являются нерегулируемыми.

Достоинства: простота конструкции; небольшие размеры; значительная производительность.

Недостатки: низкий к. п. д.; заедание пластин в пазах ротора.

Подробнее

Рисунок 2. 5 – Принципиальная схема пластинчатого насоса: а)однократного действия; б) двукратного действия

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какие гидромашины относятся к гидромашинам объемного действия?

2. Что называется рабочей камерой?

3. Что называется вытеснителем? Назовите типы вытеснителей.

4. Объясните принцип действия гидромашин объемного действия.

5. Приведите формулировку «насос», «гидродвигатель».

6. Какие гидромашины относятся к роторным и поршневым?

7. Что такое подача гидромашины объемного действия? Назовите единицу измерения подачи.

8. Что такое давление гидромашины объемного действия? Назовите единицу измерения.

9. Что такое рабочий объем гидромашины объемного действия? Назовите единицу измерения.

10. Что такое объемный и механический к. п. д. гидромашины объемного действия?

11. Назовите основные элементы шестеренного насоса. Объясните принцип действия.

12. Укажите достоинства и недостатки шестеренного насоса.

13. Назовите основные элементы лопастного насоса. Объясните принцип действия.

14. Укажите достоинства и недостатки лопастного насоса.

Вернуться в рабочую программу

12 3 Следующая ⇒