Глава 3. Объемный гидропривод и его элементы

1. Назначение и классификация объемных гидроприводов.

Объемный гидропривод - совокупность объемных гидромашин, гидролиний (трубопроводов), гидроаппаратуры и вспомогательных устройств, предназначенная для передачи энергии и преобразования движения посредством жидкости.

К числу гидромашин относятся насосы и гидродвигатели, которых может быть несколько.

Гидроаппартура - это устройства управления гидроприводом, а также средства защиты его от чрезмерно высоких или низких давлений: дроссели, клапаны, гидрораспределители.

Вспомогательными устройствами служат так называемые кондиционеры рабочей жидкости: фильтры, теплообменники, гидробаки, гидроаккумуляторы.

Все элементы гидропривода связаны между собой гидролиниями.

По виду гидродвигателя гидроприводы различают: поступательного, поворотного и вращательного движений.

По виду управления гидроприводом различают на нерегулируемые, регулируемые с ручным управлением, регулируемые с автоматическим управлением и следящие.

Каждый гидропривод содержит источник энергии.

По виду источника энергии гидроприводы разделяют на три типа:

• насосный гидропривод, в котором рабочая жидкость поступает гидродвигатель от объемного насоса;

• аккумуляторный гидропривод; в котором жидкость поступает в гидродвигатель от предварительно заряженного гидроаккумулятора.

• магистральный гидропривод, в котором рабочая жидкость поступает из магистрали от насосной станции для мелких потребителей.

Объемные гидроприводы обладают высоким быстродействием, незначительными размерами и массой. Высокий модуль упругости рабочей жидкости и герметичность гидроаппаратов обеспечивают механическую жесткость связи между ведущими и ведомыми звеньями. Исключение поломок в машинах и механизмах с объемным обеспечивается предохранительными клапанами.

Полный к.п.д. гидропривода сранительно высок и составляет в среднем от 80% до 85 %.

К.П.Д. объемного гидропривода:

,

где _Н - к.п.д. насоса;

_М - к.п.д. гидромотора или гидродвигателя;

_Г - гидравлический к.п.д., учитывающий потери в гидролиниях. Он равен:

,

где p_ - потери давления в трубопроводе и гидроаппаратах.

2. Насосы и гидродвигатели.

2.1 Насосы

В объемном насосе перемещение жидкости осуществляется вытеснением ее из рабочих камер вытеснителями.

Основной величиной, определяющей размер объемной гидромашины, является его рабочий объем V₀ . Подача объемного насоса

Поскольку объемные насосы предназначены для создания больших давлений, приращением кинетической энергии жидкости в насосе обычно пренебрегают. Давление насоса представляет собой разность давлений на входе и выходе.

Полезная мощность насоса:

Мощность, потребляемая насосом от первичного двигателя.

Характеристикой объемных насосов называют зависимость давления насоса p_Н от подачи Q при постоянной частоте вращения вала: p_Н = f(Q).

Отличительной особенностью объемных насосов является жесткость их характеристики, т.е. независимость подачи от величины давления. Жесткость характеристики может привести к опасному повышению давления, например при закрытии задвижки в напорном трубопроводе. Поэтому объемные насосы обязательно оборудуются предохранительными клапанами, ограничивающими максимально допустимое давление p_Н^max.

Клапан может быть встроен в корпус насоса, или установливается отдельно. Пока давление насоса pН < pНmax Предохранительный клапан закрыт (участок AB). При превышении давления насоса pН  pНmax предохранительный клапан открывается и часть жидкости сливается обратно в гидробак или во всасывающий трубопровод ( участок BC).

Насосный агрегат с трубопроводами и оборудованием изображенный на схеме (рисунок 23) называют насосной станцией. Часто этот бло формируется и изготавливается как один агрегат.

Состав НС: Н - насос; ЭД - электродвигатель; ПК - предохранительный клапан; Ф - фильтр; ОК - обратный клапан; Б - гидробак; МН - манометр; ВМ - вакуумметр; ГПАК - гидропневмоаккумулятор. ВН - запорно регулирующее устройство.

Регулирование объемного насоса (изменение характеристики насосной станции) может быть достигнуто следующими способами:

а) изменением частоты вращения насоса n;

б) изменением величины рабочего объема насоса V₀.

в) изменением характеристики (путем изменения сопротивления) трубопроводной сети.