Таблица по гидромашинам

Описание

Поршневые гидромашины

Радиально-поршневые гидромашины

Радиально-поршневые насосы имеют радиальное расположение рабочих камер или цилиндров относительно оси вращения ротора, а также – плоский механизм передачи движения вытеснителя. В радиально-поршневом насосе поршни, вращаясь вместе с блоком цилиндра, участвуют одновременно и в возвратно-поступательном движении в радиальном направлении. Поршни опираются на кольцевую направляющую поверхность статора, размещённую с эксцентриситетом относительно оси вращающейся части машины или ротора. Ротор установлен с эксцентриситетом относительно статора на неподвижной цапфе, которая своей перегородкой разделяет область всасывания и область нагнетания. В роторе расположено (расточено) шесть цилиндрических отверстий, в которые вставлены поршни. Поршневое пространство связано с каналом в соответствующей области. При вращении ротора одни поршни утопляются, вытесняя рабочую жидкость нагнетательных трубопроводов, другие поршни под действием центробежных сил или пружины выдавливаются из цилиндра, засасывая жидкость. Поршни могут быть расположены в несколько рядов (до шести), при этом повышается подача до 6 литров в секунду и увеличивается частота вращения.

Аксиально-поршневые гидромашины

В аксиально-поршневых гидромашинах вращательное движение вала (для насосов) преобразуется в воз­вратно-поступательное движение поршней (вытеснителей). У этих гидромашин рабочие камеры образованы рабочими поверхностями цилиндров и поршней, а оси поршней параллельны (аксиальны) оси блока цилиндров (ротору) или составляют с ней угол не более 45°. По кинематическим схемам, заложенным в основу конструкции, аксиально-поршневые гидромашины разделяют на гидромашины с наклонным блоком цилиндров и с наклонным диском. Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком цилиндров состоит из неподвижного распределительного диска, имеющего два серпообразных канала, соединенных с всасывающей и напорной гидролиниями. Внутри вращающегося блока цилиндров расположены рабочие камеры, образованные поверхностями цилиндров и перемещающихся порш­ней. Поршни шарнирно соединены шатунами с упорным флан­цем, который вращается вместе с приводным валом. При совместном вращении вала и блока цилиндров вокруг своих осей поршни, вращаясь вместе с блоком, совершают воз­вратно-поступательное движение относительно цилиндров. За один оборот вала каждый поршень насоса совершает один двойной ход. В результате этого каждый поршень в течение одной половины оборота освобождает некоторое пространство внутри цилиндра, и рабочая камера заполняется жидкостью из всасывающей гидролинии. Происходит цикл всасывания. В течение следующей поло­вины оборота поршень вытесняет жидкость из рабочей камеры в напорную гидролинию. Происходит цикл нагнетания. В гидромашинах с наклонным диском блок цилиндров (ротор) соосен с приводным валом и вращается вместе с ним, а поршни (плунжеры) опираются на неподвижный наклонный диск (шайбу), благодаря чему совершают возвратно-поступательное движение. При этом происходит всасывание жидкости при выдвижении поршней из блока цилиндров, и вытеснение жидкости при движении поршней в блок цилиндров. Для подвода и отвода жидкости к рабочим камерам в неподвижном торцовом распределительном диске выполнены два серпообразных канала, соединенных со всасывающей и напорной гидролиниями. Для обеспечения движения поршней во время цикла всасывания применяется принудительное прижатие их к наклонному диску пружинами или давлением жидкости.

Роторные гидромашины

Пластинчатые гидромашины

В пластинчатых насосах вытеснители, вращаясь относительно статора, совершают одновременно возвратно-поступательное движение. Пластинчатые гидромашины разделяются на машины одно-, двух- и многократ­ного действия. В насосах многократного действия число двойных ходов ротора равно двум и более. В насосах однократного действия вращающийся ротор 1 (Рис. 3) помещается с эксцентриситетом в неподвижном кольце статора 2. Это позволяет ему ходить по статорному кольцу. В пазах ротора находятся пластины 3, способные при вращении перемещаться радиально. Наружные концы пластин скользят по окружности статора. В статоре прорезаны окна 4, 5, соединённые с подводящей и отводящей линиями. Дуги перемычек между окнами соответствуют угловому шагу между пластинами , где – число пластин. Рабочий объём определяется радиусом статора и активным радиусом ротора .

Шестерённые гидромашины

Шестерённые насосы – насосы с ротором и вытеснителем в форме зубчатых колёс, обеспечивающих передачу непрерывного движения от ротора к вытеснителю. Эти гидромашины бывают с внутренним и внешним зацеплением, многосекционными, многошестерёнными и многоступенчатыми. В них используются косозубые и шевронные шестерни. В шестерённых насосах с внешним зацеплением шестерня 9 (Рис. 4) находится в камере, ограниченной корпусом 15, где расположены боковые диски 2, 14. По обе стороны от области зацепления 6 имеются полости и , соединённые с областями высокого и низкого давления. Жидкость в камере заполняет впадину и перемещается в область . Одна из шестерён является ведущей, то есть приводится во вращение от электродвигателя, другая – ведомая. При вращении колёс в противоположную сторону создаётся разрежение, которое засасывает жидкость. Число зубьев: 8…16. Профиль зубьев выполняется по эвольвенте инструментом с углом профиля основной рейки 20°. Объём зубьев равен объёму впадин.

Винтовые гидромашины

Наиболее распространены трёхвинтовые насосы с двухзаходными винтами. Насос имеет ведущий винт 1 (Рис. 5) и два ведомых винта 3, вращающихся в обойме 4. Винты образованы тремя двузубыми шестернями с циклоидальным зацеплением. Боковые поверхности зубьев образованы циклоидами, а периферийные – цилиндрами, которые скользят по поверхности обоймы 4, находясь в зацеплении. Винты образуют изолированные (теоретически) камеры (имеются утечки в местах сопряжения боковых поверхностей зубьев). При вращении винтов камеры перемещаются поступательно. В начале рабочего цикла каждая из них соединена с областью подвода жидкости (давление ), а в конце – с областью отвода (давление ), куда жидкость вытесняется боковыми поверхностями винтов 7. Подача (расход) винтовой машины определяется свободной площадью между обоймой и телом винта.

Достоинства

Недостатки

Давление, МПа

Полный КПД

Радиально-поршневые гидромашины

Благодаря большому числу поршней и малому ходу неравномерность подачи (пульсация) мала.

Большие габариты и масса; большой момент инерции ротора; относительная тихоходность из-за больших окружных скоростей головок поршней.

до 25

0,7…0,9

Аксиально-поршневые гидромашины

Малые габариты и момент инерции; способны быстро менять частоту вращения; простота формы рабочих элементов; можно использовать для различных режимов работы без потерь мощности; возможность регулировать рабочий объём за счёт наклона диска или блока цилиндров; широкий диапазон рабочих объёмов (0,5…30 дм³); высокая всасывающая способность насосов (обеспечивает возможность их эксплуатации в гидросистемах с открытой цирку­ляцией рабочей жидкости); широкий диапазон частоты враще­ния (1…2500 об./мин.); длительные сроки службы (до 10000...12000 ч); низкий уровень шума.

Сложные кинематика и динамика; много прецизионных деталей; сложны в изготовлении; имеют высокую стоимость и предъявляют повышенные требования к тонкости фильтрации рабочей жидкости.

до 20...32

0,85…0,94

Пластинчатые гидромашины

Малые габариты; равномерная подача жидкости; большая частота вращающегося ротора; возможность непосредственного соединения с главным двигателем (без трансмиссии); просты по конструкции; имеют малое число деталей.

Низкий КПД; небольшое давление на выходе из насоса (происходит падение давления, связанное с утечкой).

до 10...12

0,8

Шестерённые гидромашины

Простота конструкции; малые габариты; долговечны в работе; работают на высоких частотах вращения (до 90 об./с).

Из-за отсутствия самоуплотнения радиального зазора утечки в шестерённых гидромашинах больше чем в пластинчатых; наличие полости с защемлённым объемом рабочей жидкости между зубьями шестерен, что может привести к поломке насоса; значительный шум и пульсация потока по сравнению с другими типами насосов.

до 10…15

0,82…0,90

Винтовые гидромашины

Малые утечки и неравномерность подачи; компактность; отсутствие пульсации в запертых объёмах; бесшумность работы; хорошая всасывающая способность.

Низкий КПД; невозможность создания конструкции с переменным объёмом.

до 25

0,7…0,8