9.2.3 Поршневі насоси, силові і моментні гідроциліндри
Поршневі гідромашини класифікують за такими ознаками : кратність дії, конструкція витискувача, кількість робочих циліндрів.
За кратністю дії машини поділяють на машини однократної (простої) і багатократної дії; за конструкцією витискувача – на поршневі, плунжерні, диференціальні, мембранні та інші; за кількістю робочих циліндрів – на одно – і багатоциліндрові.
9.2.3.1 Поршневі насоси
Основними елементами поршневих насосів є робочий циліндр, поршень (плунжер) і розподільний пристрій, за допомогою якого циліндр навперемінно сполучається або з лінією всмоктування, або з лінією нагнітання.
На рис. 9.11 зображена принципова схема плунжерного насоса простої дії, на рис. 9.12 – схема поршневого насоса подвійної дії, а на рис. 9.13 – схема диференціального насоса.
У
насоса простої дії при переміщенні
поршня (плунжера) 2 вправо збільшується
вільний об’єм циліндра 1, в результаті
чого тиск у ньому падає, і відкривається
усмоктувальний клапан 3. Рідина з
усмоктуючої лінії надходить до циліндра.
При русі поршня (плунжера) вліво об’єм
циліндра зменшується, тиск рідини
підвищується, усмоктувальний клапан
закривається, а напірний клапан 4
відкривається, і рідина витискається
в нагнітальну лінію. Таким чином, насос
простої дії за один оберт кривошипного
вала один раз усмоктує і один раз подає
рідину в мережу. Робочий об’єм насоса
простої дії визначається об’ємом
циліндра між крайніми положеннями
поршня (плунжера) в циліндрі:
|
|
(9.30) |
Тут
D – діаметр поршня; h=2r – хід поршня; r –
радіус кривошипа.
Середня теоретична подача насоса визначається формулою
|
|
(9.31) |
,в якій n – частота обертання кривошипа, або число подвійних ходів штока поршня за одиницю часу.
У насосах
подвійної дії при ході поршня вправо
відкриваються всмоктувальний 6 і
нагнітальний 3 клапани, при цьому інші
два клапани 4 і 7 закриті. Через клапан
6 рідина всмоктується, а через клапан 3
подається в нагнітальний трубопровід
в об’ємі
.
При ході поршня вліво через клапан 4
відбувається всмоктування рідини, а
через клапан 7 – нагнітання. За цей хід
у нагнітальну лінію надходить рідина
в об’ємі
.
Середня теоретична подача насоса подвійної дії складає
|
|
(9.32) |
У цій формулі D – діаметр поршня; d – діаметр штока; h – хід поршня; п – число подвійних ходів штока за одиницю часу.
Права частина 1 диференціального насоса – це циліндр плунжерного насоса одинарної дії, а ліва – особлива камера 2, яка з’єднана з напірним трубопроводом. Середня теоретична подача диференціального насосу визначається за формулою (9.32).
Характерними
для поршневих насосів величинами є
відношення ходу поршня до його діаметра
і середня швидкість поршня
.
Беруть
;
.
При
розрахунках дійсних параметрів роботи
поршневих насосів значення частинних
к к д вибирають у таких межах
;
;
.
Основним недоліком поршневих насосів є нерівномірність подачі. Так, наприклад, для одноциліндрового насоса однократної дії коефіцієнт нерівномірності становить 314 %. Для зменшення пульсацій подачі використовують багатоциліндрові насоси з непарним числом робочих циліндрів.