3 Насосы и гидромоторы

3.1 Основные определения. Классификация гидромашин

К гидравлическим машинам относится обширный круг машин, механизмов и устройств, предназначенных для создания или исполь­зования потока жидкой среды как носителя энергии, главным об­разом, это насосы, гидродвигатели и гидропреобразователи. Однако часто в это понятие включают и гидропередачи (гидроприводы). Послед­ние являются совокупностью насосов и гидродвигателей, соединен­ных между собой определенным образом в рамках единой системы, служащей для передачи и преобразования энергии с помощью жидкой среды.

Все гидромашины — насосы, гидродвигатели, а также гидропере­дачи — по принципу действия делят на два вида: динамические и объемные.

Насос — как динамический, так и объемный — представляет собой машину для создания потока жидкой среды. В динамическом на­сосе жидкая среда перемещается под силовым воздействием на нее в камере, постоянно сообщающейся с входом и выходом насоса. Для объемного насоса характерным является то, что жидкая среда в нем перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса.

Гидродвигатель служит для преобразования энергии, обратного тому, которое имеет место в насосах, т. е. для преобразования энер­гии потока жидкой среды в энергию выходного звена. Динамические гидродвигатели представлены в технике различного рода гидротурби­нами, а объемные — гидроцилиндрами, поворотными гидродвигате­лями и гидромоторами. Гидроцилиндр, как известно, это объемный гидродвигатель с возвратно-поступательным движением выходного звена — штока или плунжера. Поворотный гидродвигатель представ­ляет собой объемную гидромашину с ограниченным поворотным дви­жением выходного звена — вала. Гидротурбина и гидромотор — это гидродвигатели с неограниченным вращательным движением выход­ного звена, т.е. вала.

Для рабочего процесса динамических гидромашин характер­ными являются большие скорости движения их рабочих органов (а, значит, и жидкой среды). В то же время в объемных гидромашинах большие скорости рабочих органов (и жидкой среды) не обязательны, так как главную роль в их рабочем процессе играет давление жидкой среды.

Рис.3.1 Классификация гидромашин

Классификацию гидромашин по некоторым признакам кратко рас­смотрим на примере насосов (рис.3.1).

Динамические насосы по виду сил, действующих на жидкую среду, делят на лопастные, электромагнитные и насосы трения.

Лопастной насос — это динамический насос, в котором жидкая среда перемещается путем обтекания лопасти. В насосах электромаг­нитных и трения жидкая среда перемещается под воздействием соот­ветственно электромагнитных сил и сил трения.

По направлению движения жидкой среды различают динамические насосы: центробежные и осевые.

Центробежным называют лопастной насос, в котором жидкая среда перемещается через рабочее колесо от центра к периферии. К осе­вым относят лопастные насосы, в которых жидкая среда перемещается через рабочее колесо в направлении его оси.

По вышеуказанному признаку в стандартной классификации (ГОСТ 17398—72) выделяются следующие насосы трения:

— вихревые, в которых жидкая среда перемещается от периферии рабочего колеса в тангенциальном направлении;

— свободно-вихревые, в которых жидкая среда перемещается пре­имущественно вне рабочего колеса от центра к периферии;

— черпаковые, в которых жидкая среда перемещается через от­вод от периферии к центру;

— наклонно-дисковые, в которых жидкая среда перемещается от центра к периферии вращающегося наклонного диска;

— вибрационные, в которых жидкая среда перемещается в про­цессе возвратно-поступательного движения;

— шнековые, в которых жидкая среда перемещается через винто­вой шнек в направлении его оси;

— дисковые, в которых жидкая среда перемещается, через рабочее колесо от центра к периферии;

— струйные, в которых жидкая среда перемещается внешним потоком жидкой среды.

Объемные насосы по характеру движения рабочих органов разде­ляют на роторные, крыльчатые и возвратно-поступательные. Роторным называют объемный насос с вращательным или вращательным и возвратно-поступательным движением рабочих органов независимо от характера движения ведущего звена насоса. Крыльчатые насосы от­личает возвратно-поворотное движение, а возвратно-поступательные насосы — прямолинейное возвратно-поступательное движение рабо­чих органов независимо от характера движения ведущего звена.

По рассматриваемому признаку роторные насосы бывают роторно-поворотными (с вращательным и возвратно-поворотным движением рабочих органов), роторно-поступательными — с вращательным и возвратно-поступательным движением рабочих органов и роторно-вращательными (с вращательным движением рабочих органов).

В зависимости от направления перемещения жидкой среды в груп­пе роторно-вращательных насосов выделяют:

— зубчатые насосы, в которых перемещение жидкой среды осу­ществляется в плоскости, перпендикулярной к оси вращения рабочих органов;

— винтовые — с перемещением жидкой среды вдоль оси вращения рабочих органов.

По виду рабочих органов роторно-поступательные насосы делятся на шиберные (с рабочими органами в виде шиберов) и роторно-поршневые (с рабочими органами в виде поршней или плунжеров)..

Стандарт (ГОСТ 17398—72) предусматривает классификацию на­сосов и по другим признакам.