Меню

Гидронасосы высокого давления характеристики

LenBogd › Блог › о гидравлических насосах

Гидравлические насосы отличаются простой конструкцией и отличными эксплуатационными характеристиками. В процессе работы устройства преобразуют механическую энергию вращения в гидравлическую. Принцип работы основан на системе «поршень-поршень», когда двигатель насоса генерирует крутящий момент, образуется давление, которое приводит в действие поршень. Корпус всех гидронасосов содержит две изолированные камеры: нагнетающую и всасывающую. Во время работы между камерами движется жидкость. Такая замкнутая система отличается высокой производительностью, износоустойчивостью, ремонтопригодностью.

Сфера применения и основные параметры

Современные гидравлические насосы оснащаются насадками, значительно расширяющими функциональные возможности даже самых простых моделей. Устройства могут эксплуатироваться как самостоятельные агрегаты, так и включаться в состав сложных гидроприводов и узлов. Гидронасосы применяются во многих сегментах промышленности: нефтегазовой, лесоперерабатывающей, химической. Также оборудование является конструктивным элементов автокранов, грузовых и дорожных машин, электроподвижного состава. Некоторые модели используются в строительстве, машиностроении, ЖКХ.

Главные технические параметры гидронасосов :

1. Рабочий объем (см.куб/об).
2. Частота вращения (оборот./мин).
3. Допустимое рабочее давление (Мпа).
4. Объем рабочих камер (см.куб).
5. Допустимый уровень вязкости рабочей жидкости (Па•сек).
6. Размеры и масса.

При выборе гидронасоса большое значение имеет тип его конструкции, который подбирается, исходя из предполагаемых условий эксплуатации.

Гидравлические шестеренные насосы – это роторные гидромеханизмы, используемые в системах с давлением не более 20 МПа. Главным рабочим органом этих гидронасосов являются шестерни. Существует два вида устройств:

1. Насосы внешнего зацепления

Принцип работы гидронасосов внешнего зацепления следующий: шестерни вращаются и жидкость, которая попадает во впадины зубьев, движется от всасывающего к выходному патрубку. При этом зубья шестерен вытесняют больше жидкости, чем умещается в пространстве, образующемся зацепляющимися зубьями. Разность объемов выталкиваемой жидкости образует зону «запертого» объема, что приводит к нагнетанию гидростатического давления. Шестерни большинства насосов имеют классическую форму прямоугольного зубца, реже встречаются устройства с косыми или шевронными зубцами.

— простая конструкция и ремонтопригодность;
— частота вращения до 5 тыс. оборотов/мин.;
— доступная стоимость владения и обслуживания.

— невысокий КПД, в сравнении с другими типами насосов;
— возникновение пульсации.

2. Насосы внутреннего зацепления

Принцип работы шестеренного гидронасоса с внутренним зацеплением также основан на переносе жидкости в заглублениях шестерен. Отличительная особенность данного конструктивного решения — меньший уровень пульсаций и сниженный уровень шума. Насосы такой конструкции используются в закрытых помещениях.

— частота вращения до 4 тыс. оборотов/мин.;
— минимальный уровень шума, вибрации;
— демократичная стоимость и простое ТО.

— относительно невысокий КПД.

В гидронасосах пластинчатой конструкции в качестве выталкивателя рабочей жидкости используются пластины. Элементы расположены радиально и в процессе работы насосного оборудования производят возвратно-поступательные движения. Такой тип гидронасосов часто называют шиберными. Оборудование отличается низким уровнем шума и равномерностью подачи. Оптимальное рабочее давление для пластинчатых насосов — 20-22 Мпа. Некоторые модификации могут применяться при давлении до 30 МПа.

Основными рабочими частями пластинчатого насоса являются: кольцо, плоский распределитель с входными/выходными отверстиями, ротор и пластины. У гидронасосов однократного действия может меняться рабочий объем посредством изменения значения эксцентриситета. Устройства двойного действия имеют по две зоны всасывания и нагнетания.

Принцип работы гидравлического пластинчатого насоса: источник движения соединен с валом, приводимым в действие ротором, в котором располагаются рабочие пластины. При вращении ротора образуется центробежная сила, которая действует на пластины. Под действием силы пластины движутся по неподвижному кольцу, создавая принудительное уплотнение. Центр ротора смещен в плоскости от центра кольца, за счет чего объемы кольца циклично изменяются.

— бесшумная работа и отсутствие вибрации;
— возможность регулирования рабочего объема (в моделях однократного действия);
— низкие требования к чистоте жидкостей;
— длительный эксплуатационный ресурс;
— доступная стоимость.

— сложный ремонт, многие элементы при выходе из строя требуют полной замены узла.

Читайте также:  Регулятор давления воды в системе водоснабжения итар

В поршневых гидронасосах жидкость перекачивается при помощи возвратно-поступательных движений поршневых механизмов в камерах. Поршневые агрегаты повсеместно применяются в разных отраслях для обеспечения гидроэнергией двигателей и вспомогательных механизмов. Часто этот тип гидронасосов используется в качестве резервного источника гидравлической энергии. Устройства работают при давлении до 50 МПа.

Стандартные элементы поршневого насоса: плоский распределитель, поршни с подпятниками, цилиндрический блок, наклонный диск, прижимная шайба, оснащенная пружиной. Наклонный диск располагается под углом к ротору и поршню с подпятником.

Принцип работы поршневого гидронасоса: при вращении ротора осуществляется фиксация подпятником наклонного диска, который остается без движения. Поршень начинает возвратно-поступательные колебания, создавая положительный объем. В следующем цикле объем значительно уменьшается, создается давление. Для разделения входящих и выходящих потоков рабочей жидкости служит плоский разделитель.

Различают несколько конструктивных видов поршневых гидравлических насосов: аксиально-поршневой, с объемным регулированием и радиально-поршневой. Каждый тип имеет свои особенности, рабочие характеристики.

Насосы аксиально-поршневой конструкции являются самыми востребованными в промышленности. Особенность данного типа оборудования заключается в следующем: к ротору присоединен вал, который располагается со стороны наклонного диска (реже — с противоположной стороны). В центре наклонного диска находятся отверстия для вала. В таком насосе поршни движутся вокруг одной оси с рабочим валом. В качестве вытеснителя жидкости в некоторых моделях используются не поршни, а плунжеры.

Аксиально-поршневые агрегаты имеют оптимально весогабаритные характеристики относительно КПД. Насосы способны выдавать давление до 40 МПа и работать длительное время с высокими частотами вращения — до 4 тыс. оборотов/мин. Разработаны и успешно применяются гидронасосы этого типа с частотой вращения до 20 тыс. оборотов/мин.

— простота конструкции, ремонтопригодность;
— работа на высоком давлении;
— высокий КПД;
— оптимальное соотношение мощности и производительности.

— более высокая цена по сравнению с другими гидронасосами.

Разновидностью аксиально-поршневых гидронасосов являются регулируемые насосные агрегаты.

Аксиально-поршневой насос с объемным регулированием

Устройство применяется, когда требуется переменная подача. Регулировка производится посредством изменения частоты вращения ротора или рабочего объема. Первый вариант является экономически невыгодным, поэтому распространение получил второй вариант. В устройствах такого типа количество жидкости зависит от положения статорного кольца в пластинчатых агрегатах или наклонного диска — в поршневых.

Конструктивные элементы аксиально-поршневого насоса с изменяемой подачей: ротор, плоский распределитель, наклонный регулируемый диск, регулирующий поршень, прижимная шайба, рабочие поршни с подпятниками, регулятор объема, компенсатор, жиклер, сервоклапан, пружины.

Принцип работы аксиально-поршневого гидронасоса с объемным регулированием: стержень с резьбой ограничивает поворотный угол наклонного диска. При достижении крайнего положения ограничителя пружина двигает наклонный диск на максимально возможный угол. В это же время под действием движения ротора выполняется прижимание поршневых подпятников к поверхности диска. Возникают возвратно-поступательные движения поршневой группы, при этом первая половина поршней внутри ротора выдвигаются, создавая увеличенный объем. В результате этого жидкость заполняет рабочий объем через входное отверстие. Вторая половина поршней входят в ротор, создавая уменьшенный объем, а рабочая жидкость выходит через выходное отверстие.

При уменьшении угла поворота диска ход поршней будет сокращаться, и количество рабочей жидкости уменьшится. Наибольший объем достигается при повороте диска на максимально возможный угол.

— компактные размеры в сочетании с внушительной мощностью;
— минимальный момент инерции;
— простая регулировка направления, давления;
— частота вращения до 4 тыс. оборотов/мин.;
— оптимальное давление до -40 МПа;
— высокий КПД — до 97%.

— высокая стоимость в сравнении с нерегулируемыми гидронасосами;
— требуют точной настройки.

Оборудование этого типа имеет клапанное распределение. В процессе движения вала поршни выходят из цилиндров и наполняются жидкостью, поступающей через всасывающие клапаны. Гидронасосы радиально-поршневые редко применяются в качестве помпы. В основном они входят в состав гидравлических моторов и систем с давлением более 40 МПа. Устройства способны длительное время эксплуатироваться, выдавая рабочее давление 100 МПа. Большинство моделей радиально-поршневых гидронасосов относится к тихоходным. Частота вращения, как правило, составляет 1,2-2 тыс. оборотов/мин. Модификации с малым рабочим объемом могут развивать частоту до 3 тыс. оборотов/мин.

Читайте также:  Норма артериального давления по данным воз

Радиально-поршневое насосное оборудование выпускается в двух вариациях: с эксцентричным ротором или валом. В первом случае рабочая поршневая группа располагается на роторе. При этом ось вращения неподвижного статора смещена для создания поступательных движений поршней. Распределение жидкости выполняется золотником.

— высочайшая надежность, редкие поломки;
— компактные размеры;
— большой диапазон рабочего давления.

— наличие пульсации;
— большой вес при малых габаритах.

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком

Конструкция аксиально-поршневого гидронасоса оснащенного наклонным блоком имеет несколько особенностей. В процессе работы совместно с валом вращаются цилиндры, а поршни движутся поступательно. Цилиндры прилегают к распределителю с двумя пазами. При движении поршня цилиндр перемещается над всасывающим пазом, при этом заполняясь жидкостью. При прохождении нижней точки, когда поршень максимально выдвинут, происходит соединение цилиндра со вторым пазом и жидкость выталкивается под давлением. В качестве распределителя применяется стандартный золотник.

Еще одна особенность данных гидронасосов — наличие дренажной линии. Она необходима для стабилизации растущего давления по причине утечки рабочей жидкости из цилиндра в процессе нагнетания. При нарушении дренажной линии корпус устройства через некоторое время разрушится.

Для нормальной работы гидронасоса с наклонным блоком необходима синхронизация вала с цилиндрами. Синхронизация может выполняться силовым или несиловым карданом, поршневыми шатунами или зубчатым сцеплением.

— эксплуатация на давлении до 60 МПа;
— высокий КПД;
— оптимальная мощность.

— необходимость синхронизации;
— сложность ТО.

Критерии выбора гидронасоса

При выборе гидравлического насоса необходимо учитывать условия работы гидросистемы. Подбирая насос и тип его конструкции важно обращать внимание на уровень давления, характеристики жидкости, КПД и пр.

Источник

Как подобрать гидронасос

Гидравлический насос – незаменимое звено эффективных гидроприводов, используемых в нефтеперерабатывающей и газовой промышленности, в автомобильной и железнодорожной отрасли, в лесоперерабатывающей сфере и строительстве. На современном рынке представлен огромный выбор различных по типу и конструкции устройств, объединенных общим принципом работы – вытеснением жидкости. Как подобрать гидронасос, не растерявшись в предложенном ассортименте?

Коротко о видах гидравлических насосов

Компактные и производительные гидронасосы могут выполнять огромное множество функций. По типу их конструкции выделяют:

  • Шестеренчатые устройства, используемые в приводах механизмов охлаждающих систем. Их применение позволяет поддерживать стабильное номинальное давление в гидросистемах.
  • Пластинчатые агрегаты, иначе именуемые лопатными, характеризуются довольно простой конструкцией. Это мощное оборудование, применяемое в конструкции большой техники.
  • Поршневые гидронасосы, поддерживающие высокое давление в маслянистых системах. Это наиболее компактные устройства с достаточно сложным строением.

Отдельно стоит отметить реверсивные насосы, меняющие направление жидкости. Такое оборудование нашло широкое применение в конструкции уборочной и строительной техники.

Подвиды поршневых гидронасосов

Устройства такого типа бывают ручными, радиально- и аксиально-поршневыми.

  1. Ручные насосы из-за простоты своей конструкции чаще всего используются:
  • для питания гидравлических двигателей применяемых в сложных системах вспомогательных механизмов;
  • для создания аварийного источника для систем, нуждающихся в гидравлической энергии.

Давление, которое могут обеспечивать ручные агрегаты, не превышает отметки в 50 МПа. Наиболее распространены модели устройств с давлением до 10-15 МПа. Их максимальный рабочий объем равен 70 см3. По принципу действия бывают ручные насосы одно- и двухсторонние. К преимуществам подобного оборудования относят простоту конструкции, надежность и отсутствие приводного двигателя. К недостаткам – довольно низкую производительность.

  1. Радиально-поршневые агрегаты применимы для систем, показатель давления в которых превышает отметку в 40 МПа. Устройства такого типа могут в течение длительного времени создавать и поддерживать уровень давления до 100 МПа. Частота вращения обычно составляет до 1500-2000 об/мин, и может достигать 3000 об/мин в моделях насосов с рабочим объемом до 2-3 см3/об.
Читайте также:  Частые головные боли и поднимается давление

Насосы из данной категории могут оснащаться эксцентричным ротором или валом. Последний вариант пользуется наибольшим спросом благодаря простоте своей конструкции.

  1. Аксиально-поршневые устройства наиболее востребованы при обустройстве современных гидравлических приводов. Их основное преимущества заключается в высокой удельной мощности и высоком КПД. Устройства такого типа могут создавать давление до 40 МПа и работать на скорость до 4000 об/мин. Стоит отметить, что существуют модели агрегатов с частотой вращения до 20000 ом/мин.

В широком ассортименте моделей представлены различные по своим конструкциям и эксплуатационным характеристикам насосы, оснащенные наклонным блоком или наклонным диском.

Какими бывают шестеренные гидравлические насосы?

В основе конструкции устройств такого типа лежат две вращающиеся шестерни. Подобное оборудование идеально для систем с давлением до 20 МПа, применяемых в дорожной и сельхозтехнике, смазочных системах и мобильной гидравлике. Также шестеренные насосы снабжают гидравлической энергией дополнительные механизмы в составе сложных систем. Их основными преимуществами являются компактные размеры, простота конструкции и небольшой вес. Но есть у шестеренных насосов и недостатки. Такие устройства обладают низким КПД (до 0,85) и низким показателем рабочего давления. Частота вращения в шестеренных насосах составляет до 5000 об/мин.

Выделяют насосы внешнего, а также устройства внутреннего зацепления. Агрегаты первого типа функционируют за счет движения шестерней. К их недостаткам относят высокую пульсацию давления, низкий показатель КПД и относительно низкий уровень создаваемого давления. Аппараты второго типа лишены некоторых этих недостатков. Благодаря меньшей пульсации и минимальному шуму при работе они широко используются в агрегатах стационарного типа, а также в мобильной технике, применяемой в условиях закрытых помещений.

Отдельным подвидом агрегатов с внутренним зацеплением являются героторные насосы. Такие устройства применимы для систем с давлением до 15 МПа и подачей жидкости до 120 л/мин. Частота вращения в них составляет до 1500 об/мин. Также существуют роторно-винтовые аппараты, способные создавать давление до 20 МПа. Их производство – довольно сложная задача, поэтому применяются такие устройства в специфических гидросистемах.

Пластинчатые гидравлические насосы и их виды

Основу конструкции такого оборудования составляют пластины, совершающие возвратно-поступательные движения по мере вращения ротора. Пластинчатые устройства применяются в системах с давлением до 21 МПа и вращаются с частотой до 1500 об/мин. В широком ассортименте доступны агрегаты однократного и двойного действия. Устройства второго типа отличаются от первых наличием двух зон всасывания и нагнетания жидкости.

Особенности выбора гидронасосов

Разобравшись в видах существующего оборудования, необходимо понять, как подобрать гидронасос, полностью соответствующий требованиям имеющейся гидросистемы. При этом нужно учитывать:

  • давление рабочей жидкости в системе;
  • класс ее чистоты;
  • степень вязкости перекачиваемой жидкости;
  • экономические требования к обустраиваемой системе.

При выборе гидравлических насосов в первую очередь нужно учитывать параметры подачи (Q) и давления (p). Важно определиться и с приводным двигателем, который может быть электрическим или представлять собой двигатель внутреннего сгорания. Для расчета мощности используем следующую формулу:

Где Q – это подача, измеряемая в л/мин, р – допустимый показатель давления, а ɳ — стандартный КПД выбираемого аппарата.

Далее нужно рассчитать рабочий диапазон приобретаемого оборудования. Сделать это можно с помощью следующей формулы:

Где Q – это подача насоса, измеряемая в л/мин, а n – частота вращения двигателя, единицей измерения которой является об/мин.

Получив необходимые значения, остается лишь выбрать в каталоге гидравлических насосов подходящую по заданным параметрам модель. Взяв из описания оборудования реальные значения q0 и ɳ, можно рассчитать реальную подачу устройства, используя формулу:

Источник

Adblock
detector