Гидравлические насосы

Что такое гидронасос?

Гидравлический насос - это устройство преобразующее механическую энергию приводного двигателя в гидравлическую энергию рабочей жидкости (масла). Таким образом частота вращения (об/мин) и крутящий момент (Н∙м) на валу двигателя (электродвигателя или ДВС) преобразуются в давление (МПа, bar) и расход рабочей жидкости (л/мин), например перемещение штока гидроцилиндра, вращение гидромотора. Объемными насосами называются насосы использующие принцип вытеснения. Во время работы насоса рабочая жидкость перемещается из полости всасывания с полость нагнетания с помощью герметичных рабочих камер. Т.к. Рабочие камеры заперты и между полостями нагнетания и всасывания нет прямого соединения, то такие насосы легко справляются с очень высоким давлением до 100 МПа или 1000 bar. Основные параметры гидравлических насосов:

• Рабочий объем (см3/об) – это объем вытесняемый насосом жидкости за 1 полный оборот вала

• Частота вращения (об/мин)

• Максимальное рабочее давление (МПа, bar)

Основные области применения гидравлических насосов объемного типа действия: сельскохозяйственная и дорожно-строительная техника станочное оборудование, гидравлические прессы строительное оборудование испытательное оборудование и стенды

Виды и типы гидравлических насосов

Существует огромное количество видов гидравлических насосов и как же в них не запутаться и сделать правильный выбор? Существуют основные характеристики для подбора гидравлических насосов. Перечислим их: рабочее и максимальное давление, МПа/bar тип рабочей жидкости ( вид масла, вязкость и пр.) необходимая подача рабой жидкости насоса л/мин (либо определить скорость перемещения рабочего органа - гидродвигателя) условия эксплуатации (тяжелые, вид нагрузки, непрерывное время работы) требования по ремонтопригодности требования по цене

Ручные гидравлические насосы

Самыми дешевыми и простыми по конструкции являются ручные насосы. Ручной насос представляет собой небольшой качающий узел — это цилиндр с поршнем и штоком, который в свою очередь соединен с приводным рычагом (ручкой). Между поршневой и штоковой полостями имеется связывающих их клапан. А так же между входной поршневой полостью и баком с маслом установлен впускной клапан. Конструкция ручного насоса продумана таким образом, что достаточно небольшого давления руки на ручку насоса, чтобы создать в гидросистеме достаточно высокое давления до 70 МПа и выше. Ручные насосы широко применяются для привода в движение гидроцилиндров, домкратов, различных гидропрессов, гидравлических съемников, различного гидроинструмента, а так же для проведения испытаний различных деталей на прочность и герметичность. Основным минусом ручных насосов является их небольшая производительность, т. к. рабочый объем какчающего узла очень мал и за один рабой ход насос прокачивает порции масла всего лишь в несколько см3. Однако есть очень весомые плюсы такого насоса, а именно: простота и дешевизна конструкции автономность работы (не требует подключения к электросети) компактный размер и вес рабочее давление до 70 и 100 МПа

Радиально-поршневые гидронасосы

Радиально-поршневые гидравлические насосы состоят из корпуса в котором размещаются рабочие поршни (поршневая группа), ротор и эксцентричный вал. Оси поршней в насосе расположены перпендикулярно к оси блока цилиндров, либо составляют с ней угол не менее 45°. Основными преимуществами таких насосов являются: работа на высоких давлениях до 100 МПа, высокая надежность, низкий уровень шума, умеренные габариты. Так же радиально-поршневые гидронасосы бывают регулируемого типа, то есть можно регулировать рабочий объем поршневой группы и соответственно подачу насоса. Основные минусы радиально-поршневых гидронасосов: работа на низких частотах (до 2000 об/мин) высокая пульсация

Аксиально-поршневые гидронасосы

Аксиально-поршневые гидравлические насосы — это одни из самых современных насосов, отличающиеся высокой энергоемкостью и КПД. По виду исполнения аксиально-поршневые насосы бывают с наклонным блоком или с наклонным диском, регулируемые и не регулируемые. Регулируемые насосы имеют очень широкие возможности по настройкам: регулировка объема и давления, регулировка по мощности и пр. конфигурации. В аксиально-поршневых насосах несколько рабочих плунжеров, которые находятся в едином блоке и они находятся параллельно оси самого блока. Возвратно-поступательное движение плунжеров сходно с радиально-поршневым насосом. Аксиально-поршневые насосы широко применяются в дорожно-строительной технике, станочном и машиностроительном оборудовании. Основными преимуществами таких аксиально-поршневых насосов являются: высокая энергоемкость ( при небольшом весе и габаритах мы получаем высокую мощность) высокий КПД отличная надежность множество функциональных исполнений (всевозможные настройки и регулировки) Основные минусы аксиально-поршневых гидронасосов: высокая стоимость насосов и зап. частей требовательность к качеству и фильтрации рабочей жидкости.

Шестеренные насосы

Шестеренные насосы имеют очень простую конструкцию и состоят из корпуса и двух шестерен. Шестерни могут иметь внешнее или внутреннее зацепление, от сюда мы имеет два типа насоса. Зубья шестерен образуют между собой замкнутые рабочие полости, которые из линии всасывания переносят жидкость в линию нагнетания создавая поток рабочей жидкости на выходе. Основное применение шестеренных насосов: сельскохозяйственная, дорожно-строительная техника, системы смазки, станочная и машиностроительная техника. Преимуществами шестеренных насосов являются: низкая стоимость простота конструкции широкий частотный диапазон работы компактность небольшой вес Недостатками шестеренных насосов являются: рабочее давление всего лишь до 25 МПа низкий КПД невысокая надежность

Общее устройство и принцип работы гидронасосов

Пластинчатые насосы

Пластинчатый насос – это насос объемного типа действия, в котором рабочие камеры образуются между пластинами и корпусом, к которому они поджимаются во время работы. Пластины размещаются на роторе и специальными пружинами прижимаются к неподвижному корпусу. Такие насосы в зависимости от количества портов всасывания могут быть двукратного или многократного действия. Основные преимущества пластинчатых насосов: низкая пульсация (подача более равномерна) низкий рабочий шум невысокие требования к рабочей жидкости возможность регулировки рабочего объема Основные недостатки пластинчатых насосов: работают на невысоком давлении ( Рном. 12,5 МПа) низкая ремонтопригодность ограничены по температуре окружающей среды

Как правильно выбрать гидронасос?

Разберем принцип работы гидронасосов на примере аксиально-поршневого насоса. Такой тип насоса состоит из цилиндрического блока, в котором расположены рабочие поршни и шатуны, совершающие возвратно-поступательные движения. А так же распределительное устройство, к которому плотно прижат главный блок с поршнями. Вращательное движение ведущего вала насоса передается на главный блок. Одновременно с вращением главного блока рабочие поршни совершают возвратно-поступательные движения в направлениях главной оси. Осуществляются циклы всасывания и нагнетания. В распределительном устройстве находятся два отверстия специальной формы, одно отвечает за линию нагнетания, другое за линию всасывания. В распределительном устройстве предусмотрены дросселирующие канавки, которые обеспечивают плавность нарастания давления и защиту от гидроудара.

При подборе гидравлического насоса, помимо стоимости, давления и расхода, следует обратить внимание еще на целый ряд важных параметров. Необходимо учитывать условия работы гидросистемы, требования каждого из потребителей системы. Основные параметры выбора насоса: Мощность приводного двигателя Максимальное рабочее давления Объем рабочих органов и необходимая скорость их заполнения Допустимый показатель вязкости и чистоты рабочей жидкости Простота в обслуживании и эксплуатации Масса оборудования Начать выбор насоса необходимо с подачи насоса Q, которая измеряется в л/мин, рабочего Рном и максимального давления Рmax гидросистемы, измеряемых в МПа или bar. Так же нужно четко определиться с типом приводного двигателя: это может быть как электродвигатель, так и ДВС или особые варианты, например взрывозащищенное исполнение. При определении мощности приводного двигателя нельзя забывать о различных потерях и гидросистеме и КПД самого насоса. Далее мы определяем необходимый рабочий объем насоса, учитывая при этом требования всех потребителей гидросистемы. При особых условиях и требованиях потребителей возможно потребуется применение регулируемого насоса. Каждая характеристика из списка имеет очень важную роль в подборе насоса. Изучив все факторы, вы сможете подобрать и купить подходящий именно в вашем случе гидравлический насос, который будет отлично справляться со своими функциями.

Подбор гидронасоса к гидромотору

Гидравлический насос должен обеспечивать необходимый расход и давление требуемое для гидромотора. Расход Q определяется заданной скоростью вращения гидромотора, а давление - требуемым моментом (Н∙м). Если необходимо обеспечить номинальную характеристику мотора, насос должен выдавать номинальный расход и давление мотора с учётом КПД.Гидравлический насос должен обеспечивать необходимый расход и давление требуемое для гидромотора. Расход Q определяется заданной скоростью вращения гидромотора, а давление - требуемым моментом (Н∙м). Если необходимо обеспечить номинальную характеристику мотора, насос должен выдавать номинальный расход и давление мотора с учётом КПД. Требуемый рабочий объем гидромотора проверяется по формуле:

где M - заданный крутящий момент на валу гидромотора; ΔP- перепад давления на гидромоторе; Nмм- механический КПД гидромотора. Для обеспечения необходимой скорости вращения гидромотора вычисляем необходимый расход по формуле:

где qм - рабочий объем гидромотора, nм– частота вращения гидромотора, ηом– объемный КПД гидромотора.

Подбор гидронасоса по характеристикам и типу