Насосы и гидромоторы

В гидрообъемных приводах применяют насосы объемного действия, в которых жидкость из полости всасывания перемещается в полость нагнетания путем вытеснения ее из рабочих камер подвижными элементами.

Под рабочей камерой понимается внутреннее пространство насоса или гидромотора, ограниченное рабочими поверхностями деталей, периодически изменяющее свой объем и попеременно сообщающееся с местами входа и выхода рабочей жидкости. В зависимости от конструкции рабочих камерклассифицируются на шестеренные, пластинчатые и поршневые. У шестеренчатого насоса рабочие камеры образованы рабочими поверхностями зубчатых колес и корпуса, у пластинчатого — корпуса и пластин, у поршневого - поршней и цилиндров.

Насосы можно выполнять в обратимых вариантах, то есть одну и ту же машину используют как насос или как гидромотор. Такие насосы - гидромоторы иногда называют низкомоментными в отличие от высокомоментных низкооборотных гидромоторов. Применение высокомоментных гидромоторов в трансмиссиях строительных машин позволяет исключить редукторы и максимально приблизить гидромоторы к исполнительным механизмам.

Шестеренные насосы с внешним зацеплением шестерен получили на строительных машинах большое распространение из-за простоты изготовления, малых габаритов и массы, обладают сравнительно высоким к.п.д., легкостью реверсирования, достаточной надежностью и долговечностью. На рис. 2 приведена схема шестеренного насоса.

Рис. 2. Схема шестеренного насоса:

А — полость всасывания, Б — полость нагнетания; 1 - ведущая шестерня, 2 — ведомая шестерня, 3 — корпус насоса

Принцип действия шестеренного насоса (рис.2) заключается в следующем. Две шестерни равной ширины — ведущая 1 и ведомая 2 находятся в зацеплении и располагаются в корпусе 3 с минимальным радиальным зазором, к торцевым поверхностям шестерен прилегают боковые стенки насоса. При вращении шестерен жидкость, заполняющая впадины между зубьями, переносится шестернями по внутренней поверхности корпуса как показано стрелками из полости всасывания А в полость нагнетания Б. Унифицированные шестеренные насосы- гидромоторы МНШ рабочим давлением 10 МПа (100 кг/см²) отличаются один от другого только объемной подачей.

Технические характеристики насосов-гидромоторов МНШ

Риc.3. Шестеренный насос-гидромотор МНШ:

а-конструктивная схема, б детали насоса;

1-винт, 2-стопорное кольцо уплотнения, 3-опорное кольцо уплотнения, 4-уплотнение, 5-крышка, 6-уплотненительное кольцо крышки, 7-корпус, 8-коническое резьбовое отверстие, 9,12-задние и передние втулки,10-ведущий вал-шестерня, 11-ведомый вал-шестерня, 13-уплотнительное кольцо передних втулок, 14-направляющая проволока, 15-разгрузочные пластины, 16- уплотнительное кольца, 17-патрубок, 18-винт.

Пластинчатые насосы и гидромоторы также применяют в строительной технике (бетоноукладчики, нарезчики швов, камнеобрабатывающие машины и др.). на рис.4 приведена схема пластинчатого насоса.

Рис. 4. Схемы пластинчатого насоса: а - однократного действия, б - двукратного действия; 1 - пластины, 2 - роторы, 3 - статоры: A, A1 и А2 - полости всасывания, Б, Б, Б2 - полости нагнетания.

При вращении ротора пластины под действием центробежных сил или давления рабочей жидкости прижимаются к внутренней поверхности статора и скользят по ней. При вращении ротора, геометрическая ось вращения которого смещена на энцентриситет «е», объем изменяется по величине, уменьшаясь от полости всасывания А к полости нагнетания Б и увеличиваясь при движении пластин от полости нагнетания к полости всасывания. В зоне всасывания увеличивающийся объем между пластинами заполняется рабочей жидкостью, которая поступает под действием атмосферного давления из бака через полость А. При уменьшении объема пластинами жидкость из него выталкивается в напорную линию через полость Б.

В гидроприводах машин применяются пластинчатые насосы однократного и двукратного действия. Пластинчатые насосы являются обратимыми гидромашинами и могут быть использованы в качестве гидромоторов. Эти насосы работают на давлениях до 10 МПа (100 кгс/см²) и выше при частоте вращения приводного вала 1200-2000 об./мин. На рис.5. приведено устройство пластинчатого насоса-гидромотора типа МГ16.

Рис. 5. Пластинчатый насос-гидромотор типа МГ16:

1-пластина, 2-статор, 3-вал, 4 -шарикоподшипники, 5-дренажное отверстие, 6-полости под пластинами, 7-уплотнительное кольцо, 8-сливное отверстие, 9,14 -задний и передний диски, 10- крышка, 11- пружина, 12- отверстие для подвода жидкости под высоким давлением, 13 - ротор, 15 — кольцевой канал, 16 — подводящее отверстие, 17 — корпус.

Поршневые насосы подразделяют на аксиально­-поршневые, радиально-поршневые и эксцентрикового типа. На строительных машинах чаще всего применяются аксиально-поршневые.

Аксиально-поршневые насосы обратимые и могут работать как в качестве насоса, так и гидромотора. Кинематической основой таких гидромашин служит кривошипно-шатунный механизм, в котором цилиндры перемещаются параллельно самим себе, а поршни движутся вместе с цилиндрами и одновременно, вследствие вращения вала кривошипа, перемещаются относительно цилиндров. На рис. 6 приведена принципиальная схема устройства аксиально-поршневого насоса.

Рис.6. Аксиально-поршневой насос-гидромотор с наклонным диском:1-ведущий вал, 2-диск, 3-шток, 4-блок цилиндров,5-поршень, 6- неподвижный распределитель, 7-полукольцевые пазы, 8-каналы для подвода и отвода жидкости.

Современные строительные машины с большой единичной мощностью снабжаются гидроприводом с аксиально-поршневым насосом - гидромотором рассчитанные на давление до 25-35 МПа (250-350 кгс/ см²) с частотой вращения приводного вала от 1000 до 3000 об/мин.

На рис. 7 приведено устройство аксиально-поршневого насоса-гидромотора с наклонным блоком.

Рис. 7. Аксиально-поршневой насос

1-ведущий вал; 2- шатун; 3- поршень; 4- диск; 5,6 – распределинительное окно; 7- блок цилиндров; 8- центральный шип.

Производительность Q (л/мин.) всех типов насосов зависит от объема рабочих камер q, заполняемых, жидкостью за 1 оборот, и от частоты вращения n и объемного к.п.д.

Q=qnη