Глава 2. Объемные гидромашины.

1. Принцип действия и основные параметры объемных гидромашин.

Под общим названием объемные гидромашины объединяют объемные насосы и гидродвигатели. Объемные насосы служат для подачи жидкости под давлением, а гидродвигатели - для преобразования потенциальной энергии давления жидкости в механическую исполнительного органа. В современных гидроприводах применяют настолько высокое давление, что по сравнению с ними скоростной и геометрический напоры пренебрежимо малы. Поэтому расчет преимущественно ведется в давлениях, а не в напорах.

Отличительной особенностью объемных гидромашин является возвратно-поступательное или вращательное движение вытеснителя, выполненного в виде скользящего или вращающегося поршня. В объемной гидромашине под воздействием поршня происходит изменение потенциальной энергии давления при практически неизменных величинах кинетической энергии и потенциальной энергии положения.

По конструкции объемные гидромашины разделяют на поршневые, роторно-поршневые, роторно-пластинчатые и роторно-зубчатые. Объемные гидромашины могут выступать в роли насоса и в роли гидродвигателя, т.е. они взаимо обратимы.

Принцип действия объемных гидромашин можно показать напримере поршневого насоса.

1 - Поршень; 2 - Корпус - цилиндр; 3 - Выпускной клапан; 4 - Впускной клапан; 5 - Резервуар - питатель; 6 - Предохранительный клапан.

При движении поршня вправо давление в рабочей полости уменьшается. Выпускной клапан 3 закрывается, а впускной клапан 4 открывается и жидкость под действием атмосферного давления устремляется в рабочую полость насоса.

При движении поршня налево, впускной клапан закрывается, а выпускной, наоборот, открывается и жидкость из рабочей зоны вытесняется в поглотительный трубопровод.

Благодаря таким циклическим движениям поршня осуществляется подача жидкости в трубопровод.

Давление p, создаваемое насосом:

При полной герметичности рабочего объема подача жидкости объемной гидромашины не зависит от давления. Теоретически подача определяется величиной рабочего объема и частотой циклов n:

,

где s - ход поршня.

Теоретическая характеристика объемной гидромашины представляет вертикальную линию.

В действительности рабочий объем невозможно выполнить абсолютно герметичным. При любом давлении имеют место утечки жидкости через зазоры в поршне и клапанах. Кроме того, во избежание поломки ОГМ от чрезмерно большого давления в гидросистеме устанавливают предохранительный клапан на определенной давление p_A .

Поэтому действительная подача Q будет меньше теоретической и равна:

; - объемный кпд.

2. Конструктивные схемы ОГМ и их основные характеристики.

2.1 Характеристики поршневого насоса.

Принципиальная схема схема работы поршневого насоса рассмотрена ранее. Подача поршневого насоса:

,

где V₀ - рабочий объем, равный

,

где s₀ - ход поршня;

₀ - объемный кпд насоса, учитывающий утечки жидкости;

n - частота циклов.

Достоинством поршневого насоса является их способность к самовсасыванию.

Подача поршневого насоса пульсирующая ввиду наличия двух тактов:

• всасывание жидкости в рабочую полость;

• вытеснение жидкости в питательный трубопровод.