Объемные насосы и гидроцилиндры

3.1. Объемные насосы

Насос – это объемная гидромашина, которая создает поток рабочей жидкости под давлением.

Наибольшее распространение получили роторные насосы: пластинчатые, шестеренные, аксиально-поршневые, радиально-поршневые насосы.

3.1.1. Основные параметры насосов

— Рабочий объем (объемная постоянная) V _о (см³) – подача насоса за один оборот вала. Обязательно указывается в маркировке насоса: в табличке, паспорте, каталоге.

— Давление насоса на выходе МПа (кгс/см²):

р _ном – номинальное давление, часто указывается в маркировке насоса. Обязательно указывается в табличке, паспорте, каталоге.

р _mах – максимальное давление – давление которое может создавать насос без поломки. Работа на максимальном давлениив десятки раз сокращает ресурс насоса ().

— Давление на входе МПа (кгс/см²) минимальное р _вх.._min ≈ -0,02 МПа или абсолютное минимальное давление на входе р _{вх. абс.}._min ≈ 0,08 МПа; и давление на входе максиамльное р _вх.._mах.

— Частота вращения с-¹ (об/мин): номинальная частота вращения n _ном, которая обязательно указывается в табличке, паспорте, каталоге; максимально допустимая частота вращения n _mах.

— Коэффициент полезного действия КПДнасоса:

объемный (коэффициент подачи) – отношение номинальной (действительной) подачи к теоретической (расчетной);

полный КПД - отношение полезной мощности к приведенной.

— Подача насоса м³/с (л/мин): теоретическая номинальная подача и действительная номинальная подача . Обязательно указывается в табличке паспорте; каталоге.

— Мощность насоса кВт: номинальная потребляемая мощность и номинальная эффективная мощность .

При режимах работы насоса не соответствующего номинальному, значения определяются из графиков, таблиц или рассчитываются по формулам.

— Рекомендуемые параметры рабочей жидкости для оптимальной работы насоса:

Класс чистоты по ГОСТ 17216 12

Тонкость фильтрации (номинальная) мкм 25

Кинематическая вязкость мм²/с (сСт)

оптимальная 20-35

максимальная пусковая 1500

минимальная кратковременная 10

Температура эксплуатации °C от -40 до +75

— Технические характеристики

Рис. 3.1 – Характеристики объемного насоса: а) статическая; б) зависимость давления на входе от частоты вращения; в) зависимость КПД от давления насоса

— Условные обозначения (ГОСТ 2.782-96 [3])

а) б) в)

Рис. 3.2. – Обозначение на гидравлических схемах: а) обычный насос; б) реверсивный насос; в) регулируемый насос

— Дополнительная информация: предельные аксиальные F _ахи радиальные F _р нагрузки на вал; давление дренажа.

3.1.2. Требования к монтажу насосов

1) Обеспечить удобный доступ к насосу. Замена насоса по возможности не должна вызывать демонтажа соседних узлов и элементов гидропривода.

2) Вал насоса соединяют с валом электродвигателя с помощью упругих муфт. Несоосность валов 0,2 мм, а максимальный угол излома осей валов не должен превышать 30'. В качестве эластичных муфт можно применять упругие втулочно-пальцевые муфты ГОСТ 21424-93 ([4], стр. 313-316); упругие муфты со звездочкой ГОСТ 14084-93 ([4], стр. 328-335); упругие с торообразной оболочкой ГОСТ 20884-93 ([4], стр. 335-338).

3) Радиальные и осевые нагрузки на приводной вал насоса не допускаются, если это не оговорено в руководстве по эксплуатации.

4) Всасывающий трубопровод, соединяющий насос с гидробаком, должен быть по возможности коротким, без изгибов и других местных сопротивлений. Диаметр всасывающего трубопровода должен быть равным или больнее диаметра всасывающего отверстия насоса.

5) Вакуум внутри всасывающего трубопровода не должен вызывать его деформации (сужения проходного сечения). Величина вакуума при всасывании с учетом высоты расположения насоса над уровнем рабочей жидкости в баке не должен превышать допустимой величины вакуума, указанной в технических условиях на насос.

6) Перед первым пуском заполнить корпус насоса и все линии всасывания рабочей жидкостью через отверстие для отвода утечек.

7) Корпус насоса должен быть соединен с гидробаком дренажным трубопроводом. Давление в корпусе (р _дренаж) не должно превышать значений указанных в паспорте (1-5 атм).

8) Верхняя точка изгиба дренажного трубопровода всегда должна находиться выше самой высокой части насоса.

9) Направление вращения насоса должно соответствовать стрелке на корпусе насоса, т.к. многие насосы не выдерживают работы при вращении в неправильном направлении.

10) Все фланцы и резьбовые соединения должны быть затянуты.

3.2. Гидроцилиндры

Гидроцилиндр – это объемная машина (гидродвигатель), которая преобразует энергию потока рабочей жидкости в энергию возвратно-поступательного движения выходного звена.

В объемном гидроприводе применяются гидроцилиндры одно- и двустороннего действия, поршневые и плунжерные, с односторонним и двусторонним штоком. Схематичное обозначение гидроцилиндров – в таблице 3.1.

Таблица 3.1.

Тип гидроцилиндра	Обозначение
Детальное	Упрощенное
Цилиндр одностороннего действия: поршневой без указания способа возврата штока, пневматический
поршневой с возвратом штока пружиной, пневматический
поршневой с выдвижением штока пружиной, гидравлический
плунжерный
Цилиндр двухстороннего действия: с односторонним штоком, гидравлический
с двухсторонним штоком, пневматический
Цилиндр двухстороннего действия с подводом рабочей среды через шток: с односторонним штоком
с двухсторонним штоком
Цилиндр двухстороннего действия с постоянным торможением в конце хода: со стороны поршня
с двух сторон

3.2.1. Основные параметры гидроцилиндров

1) Номинальное давление, МПа.

2) Основные размеры: диаметр поршня, мм;

диаметр штока, мм;

ход цилиндра, мм.

3) Соотношение рабочих площадей поршня и штока .

4) Номинальная сила цилиндра: толкающая и тянущая, кН.

5) Скорость поршня максимальная/минимальная, м/с.

6) КПД гидромеханический/общий.

7) Внутренние утечки рабочей жидкости через уплотнения, см³/мин.

3.2.2. Требования к монтажу гидроцилиндров

1) необходимо обеспечивать при работе минимальные радиальные нагрузки на шток;

2) несоосность штока и соединенного с ним вала исполнительной машины 0,01 мм на длине 150 мм;

3) для соединения штока гидроцилиндра с приводом нужно применять шарниры;

4) величину рабочего хода гидроцилиндра следует выбирать больше максимального хода ведомого механизма во избежание удара штока о пружину;

5) внутренний диаметр трубопровода для подключения в гидросистему должен быть выбран из условия обеспечения времени срабатывания на основе расчета или опытных данных.