Середня подача насоса

(44)

де параметр є функцією числа пластин насоса.

Звідси видно, що подача насоса безпосередньо залежить від ексцентриситету, і її можна регулювати, переміщаючи статор щодо ротора. Нерівномірність подачі насоса визначають по формулі (2).

Пластинчаті насоси випускають подвійної дії на тиск і , і подачу до . Частота обертання і , об’ємний к.к.д. , загальний к.к.д. .

ГІДРОДВИГУНИ

Загальні зведення

Гідродвигуном називають об’ємну гідромашину, призначену для перетворення енергії потоку робочого середовища в енергію вихідної ланки.

У залежності від виду руху вихідної ланки гідродвигуни розділяють на три групи:

- гідромотори – гідродвигуни з необмеженим обертальним рухом вихідної ланки;

- гідроциліндри – гідродвигуни зі зворотно-поступальним рухом вихідної ланки;

- поворотні гідродвигуни – гідродвигуни з обмеженим поворотним рухом вихідної ланки.

Принципово насоси і гідромотори, за невеликим винятком, є оборотними машинами. Однак унаслідок деяких особливостей тих і інших гідромашин (пристрою для розподілу рідини, регулювання подачі і швидкості обертання й ін.) застосовувати одні машини замість інших не можна. Виключення складають насоси-мотори, що спеціально призначені для роботи як у режимі насоса, так і в режимі гідромотора.

Гідромотори вибирають з каталогів по тиску на вході, витраті робочої рідини, крутному моменту на вихідному валу і частоті обертання. Варто звертати увагу на мінімально припустиму частоту, що вказується в каталозі, обертання вихідного вала, що обмежується внаслідок нестійкої роботи машини через витоки.

Як гідромотори застосовують, в основному, радіально- і аксіально-поршневі, а також пластинчаті машини, рідше – шестеренні машини.

Для одержання підвищених моментів на вихідному валу створені так називані високомоментні багатоходові (багаторазової дії) радіально-поршневі гідромотори.

Умовні позначення гідромоторів на гідравлічних схемах показані на рис. 13: а – загальне позначення гідромотора; б, в – гідромотори нерегульовані, нереверсивний і реверсивний; м, д – гідромотори регульовані, нереверсивні і реверсивні, е – поворотний гідродвигун.

Гідроциліндри

Якщо розглянуті вище гідронасоси і гідромотори виготовляються тільки в централізованому порядку і є покупною продукцією, то гідроциліндри застосовують як централізовано виготовлені, так і спроектовані і виготовлені в несерійному порядку для спеціальних цілей на машинобудівних, ремонтних і металургійних заводах. Тому, вивченню конструкцій різних гідроциліндрів (по атласах і заводських кресленнях) варто приділяти особливу увагу. У дійсному посібнику ми, природно, обмежимося розглядом схем.

Для з’ясування конструктивних особливостей усіляких гідроциліндрів приведемо їх класифікацію по різних ознаках (див. схеми на рис. 14).

Любий гідроциліндр у своєму складі має робочу і вихідну ланки. Робоча ланка – це деталь, що бере участь в утворенні робочої камери гідроциліндра, а вихідна ланка – деталь, з’єднана з робочою ланкою, що виходить з циліндра і зв’язана з переміщуваним робочим органом. Робоча ланка виконується у виді поршня, плунжера, мембрани чи сильфона (рис. 14, 1а, 1б, 1в, 1г). Відповідно гідроциліндр називають поршневим, плунжерним, мембранним чи сильфонним. Вихідною ланкою у всіх цих різновидах гідро-

Рис. 14. Схеми гідроциліндрів

циліндрів є шток. У плунжерному гідроциліндрі робоча ланка (плунжер) є також і вихідною ланкою (штоком). В інших гідроциліндрах шток з’єднується з поршнем, мембраною, сильфоном.

Мембранні і сильфонні гідроциліндри застосовуються при невеликих навантаженнях на штоки, в основному, у системах керування, а поршневі і плунжерні – у силових системах.

Отже, гідроциліндри розрізняються по наступним ознакам:

1) по типу робочої ланки – поршневий (а), плунжерний (б), мембранний (в), сильфонний (г);

2) по кількості напрямків руху вихідної ланки під впливом робочої рідини:

– однобічної дії: поршневий (а), поршневий із пружинним поверненням (б), плунжерний (в), телескопічний (г);

– двосторонньої дії: поршневий з однобічним штоком (д), поршневий із двостороннім штоком (е), телескопічний (ж);

3) по кількості ступіней:

– одноступінчаті, у яких повний хід вихідної ланки дорівнює ходу робочої ланки (а);

– телескопічні, у яких повний хід вихідної ланки дорівнює сумі ходів усіх робочих ланок (б);

4) по виду штока – з однобічним штоком (а), із двостороннім штоком (б);

5) по кількості камер (порожнин) – з однією камерою (а), із двома камерами (б), із трьома камерами (в);

6) по кількості позицій (фіксованих положень вихідної ланки) – двохпозиційні (а), трьохпозиційні, наприклад, з висувним упором (б), багатопозиційні;

7) по способу дії – простої дії (а), подвійної дії (б);

8) по способу підведення робочої рідини – через корпус (а), через кришки (б), через шток (в, г), через вісь торкання (д);

9) по способі гальмування – з постійним гальмуванням з однієї сторони (а) і з двох сторін (б), з регульованим гальмуванням з однієї сторони (в) і з двох сторін (г);

10) по способу закріплення: стаціонарний циліндр – рухомий шток (а), стаціонарний шток – рухомий циліндр (б), циліндр, що качається, із кріпленням осі хитання на глухій кришці (в) чи на корпусі (г);

11) спеціальні гідроциліндри:

– диференціальні: відношення площ поршня з боку поршневої і штокової камер має першорядне значення (а) дозуючі (б);

– гідровитискувач, призначені для перетворення енергії одного потоку рідини в енергію іншого потоку без зміни значення тиску (в);

– гідроперетворювачі, призначені для перетворення енергії одного потоку рідини в енергію іншого потоку зі зміною значення тиску;

– складені з двох гідроциліндрів з поршнями різних діаметрів і загальним штоком чи жорстко з’єднаними штоками (г).

Розглянемо устрій поршневих і плунжерних гідроциліндрів.

Поршнєвої гідроциліндр (рис. 15, а) складається з корпуса , двох кришок (глухої і наскрізної ), поршня , з’єднаного з ним штока , ущільнень на поршні (перешкоджаючих перетіканню рідини з однієї камери в іншу) і на штоку (перешкоджаючих витіканню рідини в атмосферу). Поршень розділяє циліндр на дві камери – поршневу і штокову.

Плунжерний гідроциліндр (рис. 15, б) складається з корпуса , глухої кришки , гільзи, що направляє, , плунжера , ущільнення і наскрізної кришки .

Розглянемо елементарні кінематичні і силові залежності, для деяких видів гідроциліндрів (рис. 16).

Однокамерний (плунжерний) гідроциліндр (рис. 16, а).

Площа плунжера

(45)

При відомому навантаженні на плунжері тиск

(46)

При заданій подачі рідини швидкість плунжера

(47)

Двокамерний (поршневий) гідроциліндр (рис. 16, б).

Площа поршневої камери

(48)

Площа шокової камери

(49)

Тиск у поршневій камері , у штоковій камері – .

Зусилля на поршень:

з боку поршневої камери (50)

з боку штокової камери (5I)

Варіанти руху рідини:

1) Подача в камеру, злив з камери.

Швидкість поршня (52)

Злив з камери (53)

2) Подача в камеру, злив з камери.

Швидкість поршня (54)

Злив з камери (55)

Рівняння рівноваги поршня

(56)

де – приведена маса; – прискорення (уповільнення) робочого органа.

Трьохкамерний гідроциліндр (рис. 16, в).

Площа поршневої камери

(57)

Площа штокової камери

(58)

Площа прискорювальної камери

(59)

Тиску в камерах – , , .

Варіанти руху рідини:

1) Подача в камеру, вільно заповнюється камера, злив з камери.

Швидкість поршня (60)

Злив з 2 камери (6I)

Зусилля на поршень:

з боку поршневої камери (62)

з боку штокової камери (63)

2) Подача в камеру, вільно заповнюється камера, злив з камери.

Швидкість поршня (64)

Злив з камери (65)

Зусилля на поршень:

з боку прискорювальної камери (66)

з боку штокової камери (67)

3) Подача в і камери, злив з камери.

Швидкість поршня (68)

Злив з камери (69)

Зусилля на поршень

з боку і камер (70)

з боку 2 камери (71)

4) Подача в камеру, злив з і камер.

Швидкість поршня (72)

Злив з камери (73)

Злив з камери (74)

Зусилля на поршень

з боку камери (75)

з боку і камер (76)

Гідроперетворювач (рис. 16, г).

Співвідношення між тисками (77)

Співвідношення між витратами (78)

Швидкість переміщення поршня (79)

К.к.д. гідроциліндрів складається з механічного й об’ємного к.к.д. Механічний к.к.д. враховує втрати на тертя в ущільненнях поршня і штока. Його величина знаходиться в межах . Об’ємний к.к.д. враховує витоки через ущільнення. Тому що витоку практично відсутні, приймають