Глава 11

ОБЪЕМНЫЕ НАСОСЫИ ГИДРОДВИГАТЕЛИ

11.1. Общие сведения

Объемные гидромашины - это машины, которые преобразуют энергию в замкнутом изменяющемся объеме — рабочей камере.

Основные элементы объемных гидромашин: рабочая камера, подвижной элемент (вытеснитель) и распределитель.

Рабочая камера - пространство внутри машины, объем ко­торого меняется. Изменяемая часть объема рабочей камеры, пред­оставляющая разность между ее наибольшим и наименьшим объемами, называется полезнымV_п объемом, а неизменяемая - мертвым V_м объемом или мертвым (вредным) пространством. Последнее практически не влияет на рабочий процесс объемной машины при малосжимаемых жидкостях, а при сжимаемых — его влияние существенно.

а

Подвижной элемент изменяет объем рабочей камеры, араспределитель попеременно сообщает ее с местами входа и выхода жидкости.

б

д

Рис.11.1.а,б,в,г,д.

По числу рабочих камер гидромашины делятся на одно- и многокамерные, а по конструктивному выполнению подвижныхэлементов - на поршневые (рис. 11.1, а), шестеренные(рис.11.1. б), пластинчатые (рис. 11.1, в), винтовые (рис. 11.1, г)_, мембранные (рис. 11.1, д), сильфонные (рис.11.1,е) и др.

Если в рабочей камере гидромашины совершается один рабочий цикл — один раз она заполняется и освобождается от жидкостиза один оборот соответствующего звена, то машина называется однократного действия, если несколько циклов — многократного действия.

Гидромашины, в которых подвижные элементы совершают вра­щательное или вращательное и возвратно-поступательное, или вра­щательное и возвратно-поворотное движения, называютсяроторными (радиально-поршневые и аксиально-поршневые, шестеренные, пластинчатые и винтовые насосы и гидро­моторы).

Характерным техническим показателем объемных гидромашин являетсярабочий объем, который указывается в спра­вочниках и марках насосов, гидромоторов и пневмомоторов. Например, насос ВНР 32/20: В - высоконапорный; Н - насос; Р - радиальный; 32 - рабочий объем, см³/об; 20 - давле­ние, МПа.

Рабочим объемом называют сумму изменений объемов рабочих камер гидромашины за один ее оборот, т. е. рабочий объем представляет, объем несжимаемой жидкости, выдаваемый идеальным насосом, работающим без потерь, или расходуемый идеальным гидромотором за один оборот.

11.2. Поршневые насосы и гидродвигатели

11.2.1. Устройство, принцип работыи классификация поршневых гидромашин

Основными элементами поршневых насосов (рис.11.2) является: цилиндр 1, поршень 2 и распределитель, при помощи которого цилиндр попеременно сообщается то с линией всасывания, то с линией нагнетания. Поршневые гидродвига тели устроены аналогично.

Классифицируя поршневые гидродвигатели, принимаем за основу следующие признаки: кратность действия, конструкцию поршня, число и расположение цилиндров, а также конструкцию распределителя.

У насоса однократного действия (рис. 11.2, а) поршень2, перемещаясь в цилиндре вправо, увеличивает объем рабочей камеры, вследствие чего давление в ней уменьшается, всасывающий клапан 3 открывается и жидкость всасывается в цилиндр.

Далее при движении поршня влево объем рабочей камеры уменьшается, давление возрастает, всасывающий клапан закрывается, а нагне­тательный клапан 4 открывается и жидкость вытесняется в напорную линию. Таким образом, насос однократного действия за один оборот кривошипного вала вытесняет жидкость из рабочей камеры один раз.

Аналогично работают насос двустороннего действия (насос с двумя рабочими камерами, рис. 11.2, б) и эксцентриковый насос(рис. 11.2, д).

Рис. 11.2. Схемы поршневых гидромашин.

Для увеличения рабочего объема нередко используется принцип многократного действия.

По числу цилиндров и их расположению поршневые гидромашины делятся на одно- и многоцилиндровые, с параллельным расположением осей цилиндров в одной плоскости (эксцентриковые насосы), звездообразным расположением осей цилиндров в одной плоскости (радиальные насосы и гидродвигатели) и расположе­нием осей цилиндров параллельно их оси вращения (аксиальные насосы и гидродвигатели). Как правило, цилиндры радиальных и аксиальных роторно-поршневых гидромашин изготовляются в мас­сивных телах вращения, называемых роторами или цилиндровыми блоками.

По конструкции распределителя различают поршневые гидро­машины с клапанным (рис.11.2,а, б, д) и золотниковым (рис.11.2) распределением. В первом случае клапаны автомати­чески открываются и закрываются благодаря разности давлений, возникающей в процессе работы насосов. При золотниковом рас­пределении впуск и выпуск жидкости из цилиндра осуществляется тольков определенных положениях поршня и золотника.