Роторно-поршневые насосы

Существует 2 типа роторно-поршневых насосов: радиально-поршневые и аксиально-поршневые.

Бывают постоянной или переменной подачи.

Используются в составе объёмных гидроприводов и, в частности, в составе рулевых гидравлических машин. Применяются для создания потоков масла.

Радиально-поршневые насосы

Нерегулируемый радиально-поршневой насос:

1. – направляющее кольцо.

2. – блок цилиндров.

3. – цапфа.

4. – роликовый узел.

5. – перегородка цапфы.

6. – окно нагнетания.

7. – окно всасывания.

Ротор посажен на цапфу со скользящей посадкой. Роликовые узлы поршней располагаются в Т-образном пазу н аправляющего кольца. Цапфа и блок цилиндров установлены с эксцентриситетом по отношению к оси направляющего кольца.

Во время действия ротор вращается с постоянной угловой скоростью в своей паре подшипников. Роликовые узлы обкатываются по поверхности направляющего кольца, в результате поршни совершают возратно-поступательное движение в цилиндрах. В левой верхней части круга вращения происходит всасывание, а в нижней – нагнетание.

;

;

;

;

.

Существуют насосы, у которых направляющее кольцо может перемещаться относительно горизонтальной оси, в результате чего изменяется величина и знак эксцентриситета. При изменении величины изменяется ход поршней и подача, а при изменении знака – направление потока.

Возможности использования ряда поршневых насосов ограничиваются величиной давления, которое не должно превышать 14Мпа, в противном случае резко увеличиваются контактные нагрузки на поверхности колец и потери на трении.

Аксиально-поршневые насосы

Существуют два вида такого рода насосов: с наклонным блоком цилиндров и с наклонным диском.

Принцип действия насоса с наклонным блоком цилиндров:

Вал насоса вращается с постоянной угловой скоростью . Вместе с валом вращается фланец, сферические головки поршневых шатунов. Блок цилиндров вращается относительно оси блока, момент вращения передаётся блоку через поршень. При вращении по часовой стрелке в левой части происходит всасывание, а в правой части круга – нагнетание.

Напор, подача

Напор образуется давлением поршней на жидкость.

,

где

– рабочий объём,

– рабочий объём цилиндра,

,

r – радиус круга вращения сферических головок поршневых шатунов,

γ – угол наклона оси блока цилиндров.

Особенностью этих насосов является подвижный блок поршней.

Это позволяет изменять величину и знак γ. При изменении величины изменяется подача насоса, а при изменении знака γ изменяется направление подачи.

Достоинства – высокий напор (до 20МПа).

Насос с наклонным диском

1 – Блок цилиндров.

2 – Цилиндр.

3 – Поршень.

4 – Сферическая головка поршня.

5 – Стакан скользящей опоры.

6 – Скользящая опора поршня.

7 – Диск.

Вместе с валом вращается блок цилиндров, поршни и скользящие опоры поршня. В результате наклона диска, поршни совершают возвратно-поступательное движение

.

Лекция 19 Объемные гидроприводы

Объёмный гидропривод – это комплекс оборудования для выполнения 2-х функций: передача энергии и преобразования движения с помощью жидкости. В состав гидропривода входят как минимум две гидродинамические машины: объёмный насос и объёмный гидродвигатель, гидроаппаратура, гидролинии, вспомогательные устройства.

В основу действия гидропривода положены два свойства жидкости: низкая сжимаемость и способность передавать производимое внешнее давления во всех направлениях без изменения величины. Рабочей жидкостью в судовых гидроприводах является масло.

Под действием силы поршень цилиндра 1 движется вниз, вытесняя жидкость в цилиндр 2. Жидкость не сжимается, в результате поршень цилиндра 2 движется вверх, преодолевая силу , которая является внешней нагрузкой. За исключением потерь на сжатие и преодоление гидравлических сопротивлений и объёмных потерь, вся энергия, затраченная на передвижение поршня цилиндра 1, передаётся цилиндру 2.

,

где

– скорость жидкости.

– площадь поршня.

– давления в цилиндре.

– подача цилиндра 1.

– мощность потока масла.

При необходимости происходит преобразование движения.

Классификация гидроприводов

Для классификации гидроприводов используется 4 признака:

1. Характер движения выходного звена. Выходное звено гидропривода – шток или вал гидродвигателя.

2. Направление действия выходного звена.

3. Способ управления действием.

4. Давление масла.

По первому признаку гидроприводы делятся на поступательные, поворотные, вращательные.

По второму признаку: нереверсивные, реверсивные (одностороннего, двухстороннего действия).

По третьему признаку: нерегулируемые, регулируемые. Регулируемый параметр – скорость движения выходного звена.

По четвёртому признаку: низкого давления ( ), среднего давления ( ), высокого давления ( ).

Перспективным является привод высокого давления.

Гидроприводы могут быть индивидуальными или групповыми.

Индивидуальные – гидроприводы, имеющие один гидродвигатель и один гидронасос для привода в действии одного механизма.

Групповой гидропривод – насосная станция из 2-х, 3-х насосов и несколько гидродвигателей.

Достоинства:

• возможность плавного бесступенчатого (в широком диапазоне) регулирования скорости и создания больших передаточных отношений:

• возможность быстрого изменения режима действия, т.к. гидравлические двигатели обладают низкой инерционностью,

• возможность простой и надёжной защиты от перегрузок с помощью предохранительных клапанов,

• простота преобразования движения,

• высокая надёжность действия в морских условиях.

Недостатки:

• высокая чувствительность к загрязнениям масла (механические примеси, вода),

• КПД ниже КПД электропривода,

• сложность использования в условиях низких температур.