Материал: Маленькие не доделаны

10. Винтовые машины. Шиберные (пластинчатые) гидромашины однократного и многократного действия

Пластинчатая гидромашина (шиберная, коловратная гидромашина) — роторная объёмная гидромашина, вытеснителями в которой являются две и более пластин (шиберов).

Изготавливают пластинчатые гидромашины однократного действия и двукратного действия. Известны также гидромашины многократного действия. В машинах однократного действия за один оборот вала гидромашины процесс всасывания и нагнетания осуществляется один раз, в машинах двукратного действия - два раза.

Принцип работы насоса однократного действия состоит в следующем. При сообщении вращающего момента валу насоса ротор гидромашины приходит во вращение. Под действием центробежной силы (или под действием силы упругости пружин, находящихся под пластинами) пластины прижимаются к корпусу статора, в результате чего образуется две полости, герметично отделённых друг от друга. Объём одной из полостей постепенно увеличивается (в эту полость происходит всасывание), а одновременно с этим объём другой полости постепенно уменьшается (из этой полости осуществляется нагнетание рабочей жидкости).

Изменение рабочего объёма (регулирование гидромашины) осуществляется путём изменения эксцентриситета — величины смещения оси ротора относительно оси статора.В сравнении с шестерёнными, пластинчатые гидромашины создают более равномерную подачу, а в сравнении с роторно-поршневыми и поршневыми гидромашинами — дешевле, проще по конструкции и менее требовательны к фильтрации рабочей жидкости.

Достоинства: 1.сравнительно низкая пульсация подачи (для насосов) и расхода (для гидромотора); 2. достаточно низкий уровень шума (в сравнении, например, с шестерёнными гидромашинами); 3.принципиальная возможность реализовать регулируемость рабочего объёма; Недостатки: 1.сложность конструкции и низкая ремонтопригодность; 2.довольно низкие рабочие давления.

11.Радиально-поршневые гидромашины

На рисунке  приведена схема радиально-поршневой гидромашины. Ротор 1 расположен эксцентрично относительно статора 2. В роторе просверлены радиальные цилиндрические отверстия (цилиндры). Поршни 3 при вращении ротора совершают в цилиндрах возвратно-поступательное движение, скользя своими сферическими головками по внутренней поверхности статора. Донышки цилиндров имеют сквозные радиальные отверстия, которые попеременно сообщаются то с верхним, то с нижним сегментными вырезами в распределительной цапфе 4.

Сегментные вырезы цапфы разделены перегородкой и образуют две камеры: при направлении вращения ротора по часовой стрелке верхний вырез образует всасывающую камеру, а нижний - нагнетательную. Поршни, которые в данный момент соединены с верхней камерой, двигаясь по направлению от оси вращения, создают в цилиндрах разрежение, что приводит к всасыванию жидкости. Вращаясь вместе с блоком эти цилиндры проходят уплотнительную перегородку и соединяются с нижней полостью. В этой области поршни, двигаясь по направлению к оси вращения, вытесняют жидкость в нижний сегментный вырез цапфы, т.е. в камеру нагнетания, находящуюся под высоким давлением. Таким образом, при непрерывном вращении ротора происходит подача жидкости из камеры всасывания в камеру нагнетания. При подаче жидкости под давлением в верхний вырез цапфы ротор начинает вращаться, а жидкость через нижний вырез отводится в сливную магистраль, т.е. радиально-поршневая машина работает в этом режиме как гидродвигатель.

Из схемы радиально-поршневых машин видно, что подача зависит от величины эксцентриситета е. В регулируемых насосах эксцентриситет можно изменять смещением статора в направляющих корпуса. При значении эксцентриситета равном нулю, поршни перестают двигаться в цилиндрах и подача насоса становится также равной нулю. При дальнейшем смещении статора, эксцентриситет становится отрицательным. Насос снова перекачивает жидкость, но направление подачи меняется на противоположное.

12.Аксиально-поршневые гидромашины, основные их схемы

2 типа: - с наклонным блоком; с наклонным диском; На рисунке приведена схема аксиально-поршневой гидромашины с наклонным диском (шайбой), у которой блок 1 имеет цилиндрические отверстия (цилиндры), параллельные оси его вращения. Поршни 2, выталкиваемые из цилиндров пружинами, упираются своими сферическими головками в неподвижный диск 3.

При вращении блока упирающиеся в диск поршни совершают относительно цилиндров возвратно-поступательное движение. В крышке 4, к которой ротор плотно прилегает своим торцом, имеются две дугообразные канавки 5, разделенные уплотнительной перегородкой 6. Одна из канавок сообщается со всасывающей линией, а другая - с напорной. Во время вращения блока донные отверстия цилиндров, перемещаясь по дугообразным канавкам, соединяют полости цилиндров то с всасывающей линией, то с напорной. В момент, когда донное отверстие переходит перегородку 6, заполнившая данный цилиндр жидкость переносится из полости всасывания в полость нагнетания.

Если в аксиально-поршневую машину подавать жидкость под давлением во всасывающую полость и отводить через нагнетательную, то она будет работать как гидродвигатель вращательного движения.

Поскольку кинематическая схема аксиально-поршневой машины представляет собой инверсию схемы поршневой машины с кривошипно-шатунным механизмом, то формулы, относящиеся к определению основных параметров одноцилиндровых поршневых машин можно применять и для расчета аналогичных параметров аксиально-поршневых машин с учетом количества цилиндров и их расположения в блоке.

13 Лопастные гидромашины (центробежный насос)

Центробежный насос — насос, в котором движение жидкости и необходимый напор создаются за счёт центробежной силы, возникающей при воздействии лопастей рабочего колеса на жидкость.

Принцип действия центробежных насосов: Внутри корпуса насоса, который имеет, как правило, спиральную форму, на валу жестко закреплено рабочее колесо. Оно, как правило, состоит из заднего и переднего дисков, между которыми установлены лопасти. Они отогнуты от радиального направления в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса. С помощью патрубков корпус насоса соединяется с всасывающим и напорным трубопроводами.Если корпус насоса полностью наполнен жидкостью из всасывающего трубопровода, то при придании вращения рабочему колесу (например, при помощи электродвигателя) жидкость, которая находится в каналах рабочего колеса (между его лопастями), под действием центробежной силы будет отбрасываться от центра колеса к периферии. Это приведёт к тому, что в центральной части колеса создастся разрежение, а на периферии повысится давление. А если повышается давление, то жидкость из насоса начнёт поступать в напорный трубопровод. Вследствие этого внутри корпуса насоса образуется разрежение, под действием которого жидкость одновременно начнёт поступать в насос из всасывающего трубопровода. Таким образом, происходит непрерывная подача жидкости центробежным насосом из всасывающего в напорный трубопровод.Центробежные насосы бывают не только одноступенчатыми (с одним рабочим колесом), но и многоступенчатыми (с несколькими рабочими колесами). Центробежные насосы обладают рядом достоинств. К наиболее существенным из них относятся:1)           простота и компактность конструкции центробежного насоса, небольшой вес, небольшие габариты при большой производительности, небольшая требуемая площадь в пределах машинного зала и относительно легкие фундаменты;2)           простота непосредственного соединения центробежного насоса с электродвигателями и паровыми турбинами, что способствует компактности всей установки и повышает к. п. д. насосной установки;3)           удобство монтажа и демонтажа;4)           возможность быстрого пуска и простое регулирование насосной установки в широких пределах подаваемого количества воды;5)           центробежные насосы осуществляют плавную и непрерывную подачу воды, благодаря чему устраняются гидравлические удары в напорном трубопроводе;6)           надежность в работе и долговечность такой насосной установки;8)           возможность широкого применения центробежного насоса для перекачки загрязненных жидкостей (ввиду отсутствия клапанов).

К недостаткам центробежных насосов следует отнести:

1)            необходимость заполнения насосов водой перед их пуском;

2)            ограниченность применения центробежных насосов для малых производительностей

Основные понятия и определения, принцип действия гидроприводов. Насосный, аккумуляторный. Магистральный, следящий гидропривод. Замкнутый и разомкнутый гидропривод

Гидропривод используется для того, чтобы приводить в движение механизмы посредством потока сжатой рабочей жидкости.Он представляет собой совокупность уствройств. Которые помимо приведения в движение механизмов также регулируют и реверсируют скорости движения выходного звена гидравлического двигателя.

По виду источника энергии гидроприводы делят на 3 типа:

·   Насосный гидропривод - гидропривод, в котором рабочая жидкость подается в гидродвигатель объемным насосом, входящим в состав этого гидропривода.

По характеру циркуляции рабочей жидкости насосные гидроприводы разделяют на гидроприводы с замкнутой циркуляцией жидкости и с разомкнутой циркуляцией, у которых жидкость из гидродвигателя поступает в бак.

Для приведения насоса в действие могут быть использованы различные двигатели: электрические, турбинные, дизельные и т.п.

·  Аккумуляторный гидропривод, в котором рабочая жидкость подается в гидродвигатель из предварительно заряженного гидроаккумулятора. Такие гидроприводы используются в системах с кратковременным рабочим циклом или с ограниченным числом циклов.

·  Магистральный гидропривод, в котором рабочая жидкость подается в гидродвигатель из гидромагистрали. Напор рабочей жидкости в магистрали создается насосной станцией. Из магистрали питаются несколько гидроприводов.

Следящий гидропривод — это регулируемый гидропривод, в котором закон движения выходного звена (вала гидромотора или штока (в некоторых случаях корпуса)гидроцилиндра) изменяется в зависимости от управляющего воздействия.

Как правило к функциям слежения в следящем гидроприводе добавляются функции усиления управляющего сигнала по мощности. Поэтому синонимом терминаследящий гидропривод считается термин гидроусилитель.

По виду движения выходного звена гидродвигателя различают гидроприводы с поступательного и вращательного движения, т.е. наименование гидропривода определяется типом гидродвигаделя.

Изменение величин, характеризующих работу гидродвигателя, производится регулированием подачи жидкости и величины давления в магистрали, соединяющей насос с гидродвигателем.

По виду управления гидроприводы разделяют на нерегулируемые, регулируемые с ручным и автоматическим управлением и следящие.

Гидропривод, по сравнению с механическими, электрическими, пневматическими и комбинированными и другими приводами, имеет следующие преимущества:

·       передает большие усилия и мощности при малых габаритах, малом весе, приходящемся на единицу передаваемой мощности (0,2 ¸0,3) кг/кВт;

·       обеспечивает плавное движение силовых органов, автоматически регулирует нагрузку и скорость движения рабочего органа; ·       позволяет быстро осуществлять реверс; ·       просто преобразует вращательное движение в поступательное;

·       допускает свободную компоновку силовых элементов в пространстве;

·       развиваемые им усилия легко контролируются с помощью манометров по давлению в системе

К недостаткам гидропривода относят: ·       пониженный КПД;

·       зависимость характеристик от температуры;

·       чувствительность к загрязнению рабочей жидкости;

·       требует высококвалифицированного обслуживающего персонала при ремонте;

·       при попадании воздуха работает с толчками и гидравлическими ударами.