книги из ГПНТБ / Гидросистемы высоких давлений

Насос, показанный на рис. 8, при работе с давлением 100О кгс/см2 и более будет иметь низкий к. п. д. вследствие того, что имеется большой объем вредного пространства, и значитель­

приводит к необходимости изготовления длинной гильзы, к слож­ ностям технологического характера, к увеличению конструктив­

В Институте физики высоких давлений АН СССР разработан малогабаритный насос конструкции Л. Ф. Верещагина, позво­ ляющий получать давления до 3000 кгс/см2 . Привод насоса осу­ ществляется от электродвигателя через упругую муфту, соеди­ ненную с коленчатым валом кривошипно-шатунного механизма. Муфта выполняет также функцию маховика.

Соединение насоса с двигателем без редуктора позволило на­ много уменьшить его размеры. В корпус насоса запрессована бронзовая гильза, в которой движется ползун, соединенный сфе­ рическим шарниром с плунжером. Благодаря такой конструкции достигается хорошее центрирование плунжера насоса с пол­ зуном. Подшипники скольжения коренных и шатунных шеек коленчатого вала, а также кольца ползуна снабжены системой смазки под давлением от специального шестеренного насоса.

Схема гидравлической части этого насоса показана на рис. 9. Корпус 1 насоса представляет собой толстостенный сосуд внут­ ренним диаметром 22 и наружным 50 мм. Седло 5 нагнетатель­ ного клапана 4 является рабочим цилиндром высокого давления, в котором движется плунжер 10 диаметром 8 мм. Плунжер име­ ет юбку 8 диаметром 14 мм, притертую к каналу корпуса и вы­ полняющую роль шлифового уплотнения благодаря кольцевым коническим проточкам. Конический нагнетательный клапан 4 тщательно притирается к седлу и прижимается к нему пружи­ ной. Клапан имеет направляющую часть, входящую в отверстие штуцера 3, который уплотняется в корпусе прокладкой из маслостойкой резины, предохраняемой кольцами из красной меди от выдавливания в зазоры между стальными деталями. Это уплот-

20

плунжера 10. Клапан имеет направляющие в колпачке, соеди­

вается всасывающий клапан 6 и жидкость из канала 14 посту­ пает по трем продольным пазам в колпачке клапана в цилиндр высокого давления. Избыток жидкости может быть при этом вы­ давлен из кольцевого пространства обратно во всасывающий ка­ нал 9.

Пройдя н. м. т., плунжер начинает совершать цикл сжатия жидкости. Под действием быстро возрастающего давления над плунжером закрывается всасывающий клапан 6, после чего дав­ ление продолжает возрастать до тех пор, пока не превысит дав­ ление жидкости над нагнетательным клапаном, тогда клапан 4 открывается и жидкость из цилиндра высокого давления устрем­ ляется в пространство над клапаном. Далее по двум наклон­ ным каналам в штуцере 3 и стальному трубопроводу жидкость поступает к исполнительному механизму.

Во время хода плунжера вверх объем кольцевого простран­ ства 12 увеличивается и заполняется жидкостью под давлением

21

во всасывающем трубопроводе. Пройдя в. м. т., плунжер начи­ нает движение вниз. При этом над поршнем опять создается разрежение и нагнетательный клапан вновь закрывается. Далее процесс повторяется.

Для избежания скопления в пространстве 7 жидкости, про­

В Институте физики высоких давлений АН СССР была про­

22

В насосе высокого давления, предназначенном для испыта­ ний фонтанной арматуры и разработанном Р. Т. Талыб-Заде, для осуществления возвратно-поступательного движения плунже­ ра также применяется кривошипно-шатунный механизм с пол­ зуном. Насос приводится в действие от электродвигателя мощ­ ностью 5,8 кВт и частотой вращения 1460 об/мин. Для получения необходимой частоты вращения (80 об/мин) кривошипа исполь­ зована червячная передача. В рассматриваемом насосе приме­ нено уплотнение плунжера цилиндрическими шлифами, разрабо­ танное Л. Ф. Верещагиным.

Техническая характеристика насоса конструкции Р. Т. Талыб-Заде

объемного к. п. д. данного насоса в зависимости от развиваемого давления (табл. 1).

Как видно из таблицы, автор смог замерить подачу насоса только до давления 500 кгс/см2 , получив при этом средний объ­ емный к. п. д., равный 0,82—0,83. При давлении 1000 кгс/см2 средний объемный к. п. д. становится слишком малым, по-види­ мому, из-за больших утечек.

Разновидностью насосов высоких давлений является насос, описанный в трудах Всесоюзного научно-исследовательского ин­

В индивидуальных приводах гидропрессовых установок для подачи жидкости в пресс при выдержке изделия под высоким давлением в течение продолжительного времени широко приме­ няются эксцентриково-плунжерные насосы с подачей 3—20 л/мин при давлении нагнетания жидкости до 500 кгс/см2 . Рабочей

23

камера под поршнем в этот момент соединена со сливным тру­ бопроводом через канал 12, то поршень и плунжер под давле­ нием жидкости будут двигаться вниз. По мере опускания порш­ ня и плунжера вниз и заполнения заплунжерного пространства жидкостью давление р 2 в нем будет повышаться.

При Рі~Рі под действием пружины 6 закроется клапан 5, но перемещение поршня и плунжера вниз будет продолжаться. С этого момента начинается мультипликация давления. Давле­ ние ро постепенно возрастает до наибольшего, определяемого соотношением диаметров поршня и плунжера. При достижении предельного давления рычаг управления распределителем пере­ ставляют в положение «Стоп», если для технологического процес­

ется через канал 12 в полость под поршнем и последний подни­ мается в крайнее верхнее положение. При этом стержень 4 упирается в пробку-заглушку 14 и открывает клапан 5. После открытия клапана жидкость вытекает из цилиндра и через ка­ нал 16, трубопроводы и распределитель попадает в сливной бак.

Мультипликаторы данного типа находят применение в гидро­ системах ряда специальных прессов усилием от 100 тс (пресс ПМ1) до 1000 тс (пресс МП10) [18]. Их встраивают непосредст­ венно в механизм прессования. В этих прессах гндромультипликаторы повышают давление в пределах 160—1450 кгс/см2 , т. е. коэффициент мультипликации равен 6—8.

Главное преимущество встроенных гидромультипликаторов заключается в том, что высокое давление создается лишь в ра­ бочем цилиндре, расположенном в подвижной траверсе, и без каких-либо промежуточных звеньев прямо воздействует через днище цилиндра пресса и траверсу на прессуемое изделие. При этом гидросистема не имеет ни одного трубопровода, работаю­ щего под высоким давлением, что создает условия безопасного обслуживания пресса.

Основными недостатками гидромультипликаторов данного типа являются большие размеры, прерывистая подача, наличие холостого хода, малый единичный рабочий ход. При необходи­ мости увеличить рабочий ход пресса следует производить пере­ зарядку гидромультипликатора.

Для устранения этих недостатков были созданы гидромуль­ типликаторы двойного (непрерывного) действия. Такой гидро­ мультипликатор используется, например, в гидросистеме пресса ПО-53 усилием 1000 тс для холодного выдавливания матриц пресс-форм [6]. Гидросистема пресса составлена из стандартной аппаратуры и гидромультипликатора двойного действия (рис. 12) с коэффициентом мультипликации Д"ы =10 и рабочим давлением до 1О00 кгс/см2 .

26

Мультипликатор состоит из одного приводного цилиндра / низкого давления и двух расположенных соосио цилиндров 6 высокого давления с клапанами нагнетания 7.

Приводной поршень 2 соосно соединен с двумя плунжерами 3 высокого давления. В плунжерах имеются радиальные и осевые

поршня 2 в цилиндре 1 обеспечивается чугунными поршневыми кольцами, а плунжеров 3 в цилиндрах 6 — специальными шли-

_[ В цилиндр пресса

ЛІ

Рис. 12. Схема гидро­ мультипликатора двойного действия

фами 10, поджатыми гайками 4. В качестве запорных элементов клапанов применяются шарики. Управление гидромультиплика­ тором осуществляется при помощи электрогидравлических устройств.

Гидромультиплнкатор работает следующим образом: жидкость от насоса под давлением подается поочередно через отверстия 12 и 11 в приводной цилиндр 1, чем обеспечивается возвратно-поступательное движение поршня 2 и плунжеров 3, а также непрерывная подача жидкости под высоким давлением. При подаче жидкости через отверстие 11 в правую полость ци­ линдра / происходит перемещение поршня 2 и плунжеров 3 вле­

правого цилиндра 6, а в полости левого цилиндра 6 происходит сжатие и жидкость подается через левый клапан 7.

При подаче жидкости через отверстие 12 в левую полость цилиндра 1 поршень 2 и плунжеры 3 перемещаются вправо, открывается левый и закрывается правый обратные клапаны 5, полость левого цилиндра 6 заполняется, а из полости правого цилиндра 6 происходит подача жидкости высокого давления.

Реверсирование движения поршня 2 выполняется с помощью кулачков 5, воздействующих на конечный электровыключатель. Кулачки закреплены на штанге 9, которая жестко связана с поршнем 2.

27

Конечный выключатель производит необходимые переключе­ ния в гидрораспределителе, и жидкость, ранее поступавшая в от­

расположение конечных выключателей.

Рис. 13. Гидроыультиплнкатор фирмы Ракіше

Горизонтальное расположение клапанов 5 и 7 ухудшает усло­ вия их работы, а размещение клапанов 5 внутри плунжера при­ водит к увеличению его диаметра и, следовательно, к возраста­ нию других размеров гидромультнпликатора.

Оригинальная конструкция гидромультнпликатора непрерыв­ ного (двойного) действия разработана английской фирмой Ракине. Гидромультипликатор (рис. 13) состоит из приводного цилиндра / низкого давления и двух цилиндров 4 высокого дав­ ления, расположенных соосно. Внутри этих цилиндров находит­ ся дифференциальный поршень 2, состоящий из собственно порш­ ня и двух плунжеров. На суммарную площадь поршня и плун­ жера с одной стороны гидромультипликатора действует жидкость низкого давления. Высокое давление развивается на противоположной стороне плунжера.

Подвод жидкости низкого давления регулируется управляе­ мым четырехходовым золотником 6, который обеспечивает ее подачу к одной или другой стороне дифференциального поршня и оттуда через соответствующий обратный клапан 7 под торец плунжера, расположенного на той же стороне. При этом проис-

28