1.2 Производительность поршневых гидронасосов

Одной из основных характеристик поршневого гидронасоса является его производительность. Производительность насоса равна количеству жидкости, перекачиваемой им за единицу времени, и в системе СИ измеряется в м³/с.

По производительности поршневые гидронасосы подразделяются на насосы:

- большой производительности, ;

- средней производительности, ;

- малой производительности, .

В поршневых насосах жидкость при всасывании занимает в цилиндре объём, освобождаемый поршнем и называемый рабочей камерой насоса. Следовательно, теоретическая производительность насоса одностороннего действия:

,

где:S – площадь сечения поршня, м²,

L–ход поршня, м,

n – частота вращения кривошипа, .

Действительная производительность данного насоса

,

где: – коэффициент подачи или объёмный коэффициент полезного действия, учитывающий утечки жидкости через неплотности в сальниках, клапанах, местах стыковки трубопроводов, образование в цилиндре воздушных «мешков».

Объёмный коэффициент полезного действия равен для насосов:

- большой производительности, ;

- средней производительности, ;

- малой производительности, .

Таким образом, производительность поршневого насоса зависит от объема рабочей камеры и частоты вращения кривошипа. Для конкретного насоса этопостоянная величина, независящая от напора поступающей жидкости.

1.3 Преимущества и недостатки поршневых насосов

Поршневые насосы применимы для перекачивания только чистых жидкостей, это объясняется наличием клапанов в конструкции поршневого насоса. Наличие примесей в перекачиваемой жидкости может привести к выходу из строя клапанов насоса.

При возвратно-поступательном движении возникают большие силы инерции, поэтому средняя скорость движения поршня насоса ограничивается значениями0,5-1 м/с.

Поршневые насосы, даже двухстороннего действия,производят прерывистую подачу жидкости, что в некоторых случаях требует применения различных демпферирующих устройств или гидроаккумуляторов.

Поршневые гидронасосы имеют большие габариты, по сравнению с центробежными, что объясняется сложностью их конструкции,однако, при этом только поршневые насосы способны обеспечивать большие напоры.

У поршневых насосов выше, чем у центробежных, коэффициент полезного действия.

Подача жидкости поршневыми насосами не зависит от внешнего напора, что позволяет применять их в качестве насосов-дозаторов.

К преимуществам поршневых насосов можно отнести:

- независимость объема подачи от величины внешнего напора;

- возможность точного регулирования объема подачи жидкости изменением частоты вращения кривошипа;

- высокий коэффициент полезного действия;

- тихоходность.

Недостатками поршневых насосов являются:

- высокая стоимость;

- сложность конструкции;

- сложность регулирования подачи;

- чувствительность к механическим примесям;

- прерывистая (пульсирующая) подача рабочей жидкости.

2 Проектирование поршневого гидронасоса с электрическим приводом

Рассмотрим технологию проектирования и исследования поршневого гидронасоса с электрическим приводом на конкретном примере.

Задание на проектирование.

Спроектировать одноцилиндровый поршневой гидравлический насос одностороннего действия с электрическим приводом и трехступенчатым зубчатым редуктором с выходной планетарной ступенью.

Провести исследование кинематических характеристик движения поршня насоса и начертить кинематическую схему редуктора в удобном масштабе.

Исходные данные:

- производительность насоса – м³/ч;

- средняя скорость движения поршня – ;

- отношение длины цилиндра насоса к его диаметру – К = 1,4;

- отношение длины кривошипа к длине шатуна – = 0,25;

- частота вращения вала электродвигателя – 2840 об/мин;

- модуль зуба зубчатых колес редуктора насоса – m = 4мм.