Тип гидравлической машины который перемещает жидкость путем всасывания

Гидравлические машины.

Гидравлические машины в принципе своей работы основываются на применении закона Паскаля, который говорит, что давление, производимое на жидкость, передается внутри неё во все стороны с одинаковой силой.

Что же такое гидравлический агрегат? Гидравлический — значит работающий за счет давления или движения жидкости, например воды.

В этой статье мы собрали для Вас принцип действия и основные схемы наиболее часто применяемых гидростатических машин.

Содержание статьи

Гидравлический пресс применяется для получения больших сжимающих усилий, которые необходимы, например, для деформации металлов при обработке давлением (прессование, ковка, штамповка), при испытании различных материалов, уплотнении рыхлых материалов и т.д.

Схема и принцип действия

Самая простая схема гидравлической машины, такой как гидравлический пресс состоит из двух цилиндров А и В (малого и большого диаметра), соединенных между собой трубкой С. Такая схема похожа на работу сообщающихся сосудов.

В малом цилиндре расположен малый поршень гидравлической машины D, соединенный с рычагом ОКМ, имеющим неподвижную шарнирную опору в точке О, а в большом цилиндре – большой поршень гидравлической машины (плунжер) Е, составляющий одно целое с платформой F, на котором расположено прессуемое тело G.

Рычаг приводится в действие вручную или при помощи специального двигателя. При этом поршень D начинает двигаться вниз и оказывать на находящуюся под ним жидкость давление, которое передается на поршень Е и заставляет его вместе со столом двигаться до тех пор, пока тело G не войдет в соприкосновение с неподвижной плитой Н.

При дальнейшем подъеме стола начинается процесс прессования (сжатия) тела G.

Если данное устройство служит не для прессования, а только для поднятия груза, т.е. представляет собой так называемый гидравлический подъемник, то неподвижная плита Н в этом случае оказывается лишней и из конструкции исключается.

Вместе с указанными на схеме частями гидравлический пресс снабжается всасывающим и нагнетательным клапанами, регулирующими работу пресса, и клапаном, предохраняющим его от разрыва при чрезмерном возрастании давления (на схеме клапаны не показаны).

Сила давления, КПД и формула машины

Установим основные соотношения, определяющие работу пресса. Пусть усилие, действующее на конец М рычага ОКМ, будет называться Q, а плечи рычага ОК = a, КМ = b. Тогда, рассматривая равновесие рычага и составляя уравнение моментов относительно его центра вращения О выводим уравнение

Находим силу передаваемую на поршень D малого цилиндра

и создаваемое в жидкости добавочное гидростатическое давление

где d1 – диаметр малого цилиндра.

Давление ρ передается на поршень Е большого цилиндра, в результате чего полная сила давления на этот поршень, обусловленная силой Q, будет

где d₂ – диаметр большого цилиндра.

Из этого выражения видно, что сила P2 может быть получена сколько угодно большой путем выбора соответствующих размеров цилиндров и плеч движущего рычага.

На самом деле действительная сила P2, передаваемая на стол и осуществляющая процесс прессования, оказывается несколько меньше из-за неизбежных потерь энергии на преодоление трения в движущихся частях пресса и утечек жидкости через различные неплотности и зазоры.

Эти потери учитываются введением в формулу коэффициента полезного действия – КПД. Таким образом формула гидравлической машины

Практически этот коэффициент имеет значение от 0,75 до 0,85.

Пример расчета

Для наглядного примера того как работают малый и большой поршень гидравлического машины рассмотрим простой пример.

Условие: Большой поршень гидравлической машины имеет площадь 50см 2 . Он поднимает груз весом 2000Н. Необходимо определить площадь малого поршня если на известно, что на динамометре определилась сила 300Н. Рычаг в этой задачи не участвует.

S1=(F1*S2)/F2=(300*50*10 (-2) )/2000=0.075 м 2 =7,5cм 2

В современных гидравлических прессах можно получить очень большие давления (до 25 000 т.). В таких конструкциях малый цилиндр выполняют обычно в виде поршневого насоса высокого давления, подающего рабочую жидкость (воду или масло) в большой цилиндр (собственно пресс), часто с добавлением в схему специального устройства – гидравлического аккумулятора, выравнивающего работу насоса.

Гидравлический аккумулятор

Как показывает название – гидравлический аккумулятор служит для аккумулирования, т.е. накапливания, собирания энергии. Он применяется на практике в тех случаях, когда необходимо выполнить кратковременную работу, требующую значительных механических усилий, например, поднять большую тяжесть, открыть и закрыть ворота шлюзов и т.п.

Наиболее широкое применение гидравлические аккумуляторы получили при работе гидравлических прессов, используемые здесь как установки, накапливающие жидкость в период холостого хода пресса и отдающие ее при рабочем ходе, когда подача насосов оказывается недостаточной.

Гидравлический аккумулятор состоит из цилиндра А, в котором помещен плунжер В, присоединенный своей верхней частью к платформе С, несущей груз большого веса. В аккумулятор по трубе D насосом нагнетается жидкость (вода или масло), которая поднимает вверх плунжер с грузом. При достижении крайнего верхнего положения насос автоматически выключается.

Обозначим вес плунжера с грузом через G, а его полную высоту подъема через Н. Тогда энергия, запасенная аккумулятором при полном подъеме плунжера, будет равна G*H, а создаваемое им в жидкости гидростатическое давление

где F – площадь сечения плунжера

Под таким постоянным давлением находящаяся в аккумуляторе жидкость подводится по трубе Е к гидравлическим машинам – например, прессовым машинам, обеспечивая тем самым их работу с постоянной нагрузкой.

Гидростатическое давление, создаваемой аккумулятором, будет тем больше, чем меньше площадь сечения плунжера.

Однако при чрезмерном уменьшении сечения плунжера последний может оказаться недостаточно прочным. Поэтому при необходимости получения очень больших давлений применяются так называемые дифференциальные аккумуляторы со ступенчатым поршнем.

В этом случае давление на жидкость, находящуюся в цилиндре А, передается через небольшую площадь кольцевого уступа ступенчатого поршня, пропущенного сквозь обе крышки цилиндра (верхнюю и нижнюю), и следовательно, сечение поршня может быть выбрано такого размера, при котором обеспечивается необходимая прочность.

Гидравлическая турбина

Гидравлические двигатели служат для преобразования гидравлической энергии потока жидкости в механическую энергию, получаемую на валу двигателя и используемую в дальнейшем для различных целей, в основном для привода рабочих машин.

Наиболее распространенным представителем этой группы является гидравлическая турбина. Гидравлические турбины обычно для устанавливаются на гидроэлектрических станциях, где они служат приводом электрических генераторов.

Энергия воды преобразуется в турбине в механическую энергию на валу. Вал приводит в движение ротор электрогенератора и механическая энергия превращается в электрическую.

Насос

В насосах, применяемых для подъема и перемещения жидкости по трубопроводам, происходит обратный процесс. Механическая энергия, подводимая к насосам от двигателей, приводящих насосы в действие, преобразуется в гидравлическую энергию жидкости.

На рисунке схематично изображены
А – турбинная установка
Б – насосная установка

Насосы это самые распространенная разновидность гидравлических машин. Они применяются во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Насосы используются в водоснабжении, отоплении, вентиляции, для работы котельной установки и во многих других областях техники.

Подробная схема работы насоса размещена в этой статье

Гидравлические машины весьма широко используются в настоящее время в нефтяной промышленности. Насосы применяются при транспортировке нефти и нефтепродуктов по трубопроводам, при бурении нефтяных скважин для подачи в них промывочных растворов и т.д.

Гидравлическая машина – что это такое, область применения, классификация

История

В 1795 году английский изобретатель Брама изобрел гидравлический пресс.

Гидравлические машины

Классификация гидравлических машин

Гидравлические машины – устройства для преобразования механической энергии в энергию потока и наоборот – для преобразования энергии движущейся жидкости в механическую энергию.
По функциональному назначению гидравлические машины подразделяют на две основные группы:

Насосы

Насосы являются одной из самых распространенных разновидностей машин, применяемых практически во всех отраслях машиностроения, строительства, промышленности и сельского хозяйства.

Их применяют в гидромеханических конструкциях многих механизмов и агрегатов, в трубопроводах разного назначения (нефтепроводы, газопроводы, транспортные трубопроводы и т. п.), в системах водоснабжения, отопления, охлаждения, вентиляции, в котельных установках, бытовой технике и т. д.

Насосы (как и гидродвигатели) применяют в гидропередачах, где основным элементом является гидравлический привод, назначение которого состоит в передаче энергии жидкости от насоса к исполнительному рабочему органу (гидромотору, гидроцилиндру и т. п.). Несколько иное назначение у насосов, применяемых для транспортировки жидкостей и газов (иногда – помещенных в жидкую или газообразную среду твердых объектов) по трубопроводам – здесь насосы служат для сообщения энергии движения транспортируемому веществу.

Насос преобразует механическую энергию приводного двигателя (электрического, теплового двигателя, ручного привода и т. п.) в энергию потока рабочей жидкости, т. е. насос является источником питания гидравлического привода или гидросистемы.

Согласно ГОСТ 17398-72 «Насосы. Термины и определения» по принципу действия и по виду сообщаемой жидкости энергии насосы подразделяют на две основные группы:

насосы динамические;
насосы объемные.

Динамические насосы преобразуют механическую энергию приводного электродвигателя преимущественно в кинетическую энергию потока рабочей жидкости за счет увеличения ее скорости.
К динамическим относят насосы, перемещающие жидкость посредством увеличивающего ее кинетическую энергию силового воздействия (лопатки и лопасти рабочего колеса, внешнее силовое поле, внешний поток, обладающий большей кинетической энергией и т. п.).
Характерная особенность динамических насосов – перемещающаяся в них жидкость имеет постоянное сообщение с входным и выходным патрубками, что конструктивно отличает их от насосов второй группы – объемных.

К динамическим относятся лопастные насосы, электромагнитные (использующие магнитное поле для ускорения потока жидкости), а также насосы, использующие силы трения и инерции (струйные, вихревые, лабиринтные, шнековые, червячные и т. п.).

Особую группу широко распространенных динамических насосов составляют насосы лопастные, передающие энергию жидкости посредством вращающегося рабочего органа – лопастного колеса.
Передача энергии в таких насосах осуществляется при динамическом взаимодействии лопастей колеса с обтекающей их жидкостью.

К лопастным относятся насосы центробежные , осевые и диагональные.
Центробежными называют лопастные насосы с движением жидкости через рабочее колесо от центра к периферии, осевыми – лопастные насосы с движением жидкости через рабочее колесо вдоль его оси.
Примером осевого лопастного насоса может послужить водометный движитель судна, винт которого является рабочим колесом.

Объемные насосы предназначены для преобразования механической энергии приводного электродвигателя преимущественно в потенциальную энергию потока рабочей жидкости за счет увеличения ее давления.
К объемным относят насосы, принцип работы которых основан на увеличении внешнего давления на замкнутый объем жидкости со стороны ограничивающих замкнутый объем поверхностей, и периодическим вытеснением жидкости из замкнутого объема в выходной патрубок (напорную магистраль).

Увеличение давления осуществляется за счет уменьшения замкнутого объема по пути переноса жидкости от входной (питающей) магистрали к напорной магистрали. При этом замкнутый объем попеременно сообщается то с входом (питающей магистралью), то с выходом (напорной магистралью) насоса.

Примеры наиболее распространенных конструкций объемных насосов: поршневые, плунжерные, диафрагменные, роторные и шестеренные.
К объемным насосам также относятся некоторые специальные устройства, служащие для подъема и перемещения жидкостей:

гидравлические тараны, работа которых основана на принципе использования давления, получающегося при гидравлическом ударе;
эрлифты – устройства для подъема жидкостей в скважинах посредством нагнетания воздуха в скважины и создания разности объемных масс в столбе воздухонасыщенной поднимаемой жидкости и жидкости, окружающей этот воздухонасыщенный столб.

Применение насосов для хозяйственных нужд человека известно с древних времен. Первые конструкции этих машин использовали мускульный (ручной или с использованием животных) привод и предназначались для водозабора из скважин, водоемов и т. п. В настоящее время разработаны сотни разнообразных конструкций насосов, способных удовлетворить самые разнообразные потребности в машиностроении, медицине, технике, строительстве и других областях человеческой деятельности.

По создаваемому напору различают низконапорные (до 20 м), средненапорные (20..60 м) и высоконапорные (свыше 60 м) насосы.
Кроме того, насосы классифицируют по мощности и подаче (микронасосы, мелкие, малые, средние, крупные), по быстроходности (тихоходные, нормальные, быстроходные), по конструктивным и некоторым другим параметрам.

Гидравлические двигатели

Гидравлический двигатель преобразует энергию потока рабочей жидкости, получаемой от насоса, в механическую энергию выходного звена (например, штока цилиндра или вала гидравлического мотора), которые непосредственно или через механическую передачу приводят в действие рабочий орган машины.
Таким образом, двигатель является потребителем энергии жидкости в гидравлическом приводе.

Гидравлические двигатели, как правило, имеют “конструктивных близнецов” среди насосов, т. е. большая часть известных конструкций гидравлических насосов может быть использована в качестве гидродвигателя. Это означает, что практически любой насос может выполнять две функции – передавать энергию жидкости от механических устройств, или отбирать ее у движущейся жидкости, передавая механическим устройствам.
По этой причине гидродвигатели, как и гидронасосы, можно классифицировать на две основные группы – динамические (крыльчатки, турбины и т. п.) и объемные (по аналогу с объемными насосами).
Несколько особняком стоят объемные гидравлические двигатели – гидроцилиндры, которые, впрочем, тоже можно использовать и в качестве насосов.

Основными рабочими параметрами, характеризующими гидравлические машины и режимы их работы, являются напор (или давление), подача (для насоса) или расход (для гидродвигателя), мощность (потребная и полезная), а также коэффициент полезного действия.

Виды

Ручные

Конструкция ручных стандартных помп представляет цилиндрическую полость с поршнем, который жестко соединен со штоком. Шток, в свою очередь, через шарнир соединяется с приводным рычагом. В поршне находится промежуточный клапан, он связывает полости – поршневую и штоковую. Поршневую полость от резервуара с маслом отделяет впускной клапан, перед которым стоит фильтр. Штоковая полость отделена от выходного порта изделия выпускным клапаном.

Рычаг ручного (мускульного) аппарата высокого давления легко перемещается рукой или ногой (через педаль с возвращающей пружиной). При подъеме рычага поршень штоком поднимается, открывается впускной клапан и поршневая полость заполняется жидкостью. В это время закрытый промежуточный затвор не допускает ее переток из штоковой полости в поршневую. Во время движения рычага вниз давление жидкости закрывает впускной и поднимает промежуточный клапан. Жидкость попадает в штоковую полость, открывает выпускной затвор и вливается в гидросистему. С каждым циклом подъема-опускания рычага насос вытесняет в систему порцию воды или масла. Таков принцип работы механизма одностороннего действия.

В ручных механизмах двустороннего действия к верху и низу цилиндрической полости подведены параллельные линии всасывания жидкости из бака и ее нагнетания в трубопровод. При любом ходе поршня – вверх или вниз – один из пары впускных и выпускных клапанов открывается. В результате обеспечивается более производительная работа насоса с непрерывной и равномерной подачей рабочей жидкости.

Простое устройство гидроаппарата, требующего приложения мускульной силы, объясняет его широкое применение в производстве, индивидуальном хозяйстве, автосервисе, строительстве. Модели данного типа становятся составной частью различных механизмов:

испытательных стендов;
лабораторного оборудования;
грузоподъемных кранов и платформ;
статических гидроинструментов;
водяных бытовых опрыскивателей;
домкратов;
прессового оборудования.

Главный минус – низкая производительность. К достоинствам можно отнести: надежность; простоту конструкции; низкую стоимость; работу без электропривода, следовательно, независимость от наличия источников электропитания; автономность; малый размер и вес; возможность быстро выполнить необходимый ремонт своими руками.

Изделия под отечественным брендом НРГ особенно популярны в частных гаражах, сфере автосервиса, ремонтных и индивидуальных мастерских.

Радиально-поршневые

Основное применение устройств данного типа – подъемное и прессовое оборудование, протяжные станки.

Типы поршневых гидравлических насосов с радиальным расположением цилиндров:

Конструкции с ротором, смещенным относительно оси статора. Радиальные цилиндрические расточки ротора являются цилиндрами. В них располагаются поршни, при вращении ротора прижимаемые к стенкам обоймы неподвижного корпуса. Поршни вращающегося ротора приходят в возвратно-поступательное движение с ходом, равным удвоенному смещению (эксцентриситету). Внутри расположена неподвижная распределительная ось, выполняющая роль золотника. Проточки оси соединены с входной и напорной линией привода. Поворот ротора на 180° приводит поршень в поступательное движение к максимально выдвинутому положению. В это время камера цилиндра увеличивает объем и всасывает масло через проточку распределительной оси. Совершая следующие пол-оборота, поршень возвращается в тело ротора и вытесняет масло уже в напорную полость распределителя. Изменяя величину эксцентриситета, регулируют производительность механизма. Меняя эксцентриситет по знаку, то есть, перемещая ротор к противоположной стенке корпуса, добиваются изменения потока жидкости – реверса.

С соосным расположением статора и ротора. Но группа поршней уже имеет радиальное расположение в статоре, а на роторе присутствует эксцентричный кулачок. В каждом поршне конструктивно заложены два клапана – всасывания и нагнетания. Вращение эксцентричного кулачка приводит к последовательной работе клапанов, обеспечивая переток рабочей жидкости. Конструкции этого типа чаще применяются в гидромоторах.

Надежность.
В регулируемых вариантах конструкции легко настроить нужную производительность.
Показаны к применению в реверсивных системах с изменяемым направлением потока жидкости.
Пониженная шумность работы.
Небольшой осевой габарит.
Простота механизма.

Низкочастотность (до 2000 об/мин.) вращения ротора.
Инерционность вращающегося ротора.
Присутствие пульсации. Эффект значительно сглаживается при нечетном количестве поршней.
Большой вес.

В производственной сфере распространены нерегулируемые эксцентриковые агрегаты общемашиностроительного применения – Н400-Н403.

Аксиально-поршневые

Самые распространенные механизмы гидроприводов. Вытеснителем жидкости из цилиндра выступает плунжер или поршень. Все цилиндры находятся в едином блоке и они параллельны с осями блока. Возвратно-поступательный ход поршней обеспечивается наклоном блока цилиндров к диску ведущего вала или конструктивным наклонным исполнением самого диска. Работа группы цилиндров сходна с радиально-поршневым устройством.

Запомните! Утечки цилиндров отводятся по дренажному сливу. Если его заглушить, можно спровоцировать повышение внутреннего давления с последующим повреждением корпуса и разгерметизацией гидронасоса.

• Большая мощность и скорость вращения при компактности и небольшом весе агрегатов.

• Вариативность конструктивных исполнений.

• Небольшие рабочие органы имеют малый инерционный момент.

• Цена механизмов высокая.

• Подача и расход жидкости сопровождаются существенной пульсацией.

• Конструктивная сложность. Следовательно, чувствительность к неправильной эксплуатации, продолжительный ремонт.

Отечественная модель НП-90 дешевле зарубежных насосов, востребована благодаря богатой комплектации и качеству сборки.

Как работают гидравлические машины

Существует несколько разновидностей гидравлических машин, что накладывает свои особенности на работу каждого отдельного вида машин. Рассмотрим некоторые из них:

Центробежные насосы с лопастями обеспечивают движение жидкости от центра к периферии. Осевые предполагают движение жидкости вдоль движущейся оси.
Поршневой насос – самая распространенная модель. Суть работы заключается в вытеснении жидкостей в рабочей камере с использованием подвижных элементов устройства.
Насосы с шестернями, роторного типа. После того, как произошел запуск двигателя, из входного отверстия (всасывающее) вода проходит между зубьями и перемещается в нагнетательную полость и другим частям аппарата.
Ковшовые гидротурбины работают с высоким давлением. Способны выдерживать большие напоры. Те струи воды, которые попадают на ковши колеса, приводят в движение рабочее колесо. Струи формируются специальными отверстиями.

Гидравлические машины широко распространены в сфере строительства, создания машинного оборудования. Отечественный производитель создает продукцию высокого качества.

Предыдущая статья Гибкий кабель для сварочного аппарата: особенности, разновидности и критерии выбора Следующая статья Гидродинамическая прочистка канализации: особенности метода admin.

Принцип работы и устройство гидромашин

С развитием технологий, появляется все больше новых машин, используемых в различных отраслях промышленности.

Лопастные насосы

Этот тип гидромашин, получил огромное распространение в обеспечение населения водой. Эти насосы можно разделить на осевые и центробежные.

Если говорить о принципе действия центробежного насоса, то в этом случае жидкость будет двигаться от центра колеса к периферии под воздействием центробежных сил.

Из каких элементов состоит: основное колесо (рабочее) на котором располагаются лопасти, подвод воды и отвод, а также двигатель. Колесо состоит из двух круглых пластин, между которыми располагаются изогнутые лопасти и подвижная ось двигателя. Колесо вращается в противоположную сторону изгиба лопаток. Тем самым, двигатель с помощью него передаёт потоку механическую энергию.

Осевой насос подразумевает движение жидкости только вдоль подвижной оси, на которой могут располагаться несколько рабочих колёс с лопастями. Они расположены так, чтобы вода поднималась вокруг оси до нужно отметки. В некоторых моделях таких насосов, можно регулировать положение лопастей.

Поршневой насос

Принцип работы заключается в вытеснение жидкости находящийся в рабочей камере, с помощью подвижных элементов насоса. Рабочая камера представляет собой емкость, в которой есть вход и выход для жидкости. Подвижные элементы бывают трёх видов: диафрагма, плунжер и поршень.

Устройство поршневого насоса: шатун, кривошип, поршень, цилиндр (корпус в котором двигается вытесняющая поверхность), пружинные клапаны (впускной и выпускной), ёмкость для жидкости.

Именно поршневые модели являются самыми распространёнными из вытеснителей. В них может присутствовать один, два или несколько поршней.

Плунжерные варианты используются реже вследствие своей дороговизны (это связанно с высокой точностью изготовления движущихся элементов). Однако их преимуществом перед поршневыми, является возможность получения высокого давления.

Состоит плунжерный насос из: ведущий вал, кулачок, плунжер, корпус (цилиндр), пружина (плунжер двигается вперёд с помощью кулачка, а обратно под воздействием пружины).

Самый постой в изготовление, вследствие этого дешёвый вариант – Диафрагменный насос. Из-за простой конструкции, этот вариант не подходит для создания большого давления. Прочность диафрагмы не предназначена для высоких нагрузок. Он состоит из: шток, гибкая диафрагма, корпус, два клапана (впускной и выпускной).

Шестерные насосы

Это машины роторного типа. Они получили большую популярность среди нерегулируемых насосов. Такой агрегат состоит из: две одинаковые шестерни (зацепленные друг за друга), камера п-образной формы (в ней и находятся шестерни), разделитель.

Принцип работы: после запуска двигателя, из всасывающего отверстия, вода попадает в зону между зубьями. Дальнейшее вращение шестерней, приводит к передвижению жидкости в нагнетательную плоскость. В месте зацепления шестерен, жидкость вытесняется и под воздействием давления попадает к дальнейшим рабочим частям насоса.

Преимущества таких гидромашин:

простая конструкция;
низкая стоимость;
высокий показатель надёжности;
высокая частота вращения.

фиксированный рабочий объём, без возможности регулирования;
конструкция не предназначена для работы с высоким давлением;
неравномерная подача жидкости, если брать в пример пластинчатые гидромашины.

Пластинчатые гидромашины

Это не то же самое, что и лопастные машины (динамический вид). Рабочими поверхностями здесь являются шиберы (пластины). Они относятся к объёмному виду. Подвижным элементом является ротор. Он совершает вращательные движения. А шиберы двигаются по возвратно-поступательной траектории внутри ротора.

Пластинчатые гидромашины подразделяются на две группы: однократные и двукратные. Первый вариант может быть регулируемым, второй нерегулируемый.

Состоят такие агрегаты из: шиберы с пружинами (от двух и более), рабочие камеры (условно разделяются пластинами), ротор.

Рабочий процесс: после запуска двигателя, ротор начинает движение. Шиберы под воздействием пружин, плотно соприкасаются со стенками статора и разделяют общую рабочую емкость на две герметичные камеры (если пластине две). Под воздействием всасывания, емкости заполняются жидкостью и в ходе вращения, передают её в выходное отверстие.

Преимущества пластинчатых гидромашин:

тихий рабочей процесс;
возможность регулировки агрегатов однократного действия.

сложная конструкция;
создание низкого давления при работе;
нарушение качества работы при низких температурах.

Поворотный гидродвигатель

Особенностью таких агрегатов, является ограничение угла рабочего вала. Они широко применяются в создание рулевого управления сельскохозяйственных машин. Угол оборота, напрямую зависит от количества пластин. Если она одна, он будет составлять примерно 270 градусов, если две – 150, три – 70.

Чтобы регулировать работу вала, потребуется специальный гидрораспределитель. Этот вид агрегатов не подходит для работы с большим давлением жидкости.

Гидротурбины

В этих гидромашинах, механическая энергия протекающей жидкости, передаётся лопастям рабочего колеса. Самый масштабный и яркий пример использования гидротурбин, это гидроэлектростанции. Они разделяются на реактивные и активные.

Состоит такой агрегат из: рабочее колесо, подводящий аппарат или сопла (зависит от типа турбины).

По внутреннему строению их можно разделить на ковшовые, диагональные, осевые и радиально-осевые.

Предшественником гидротурбин, можно назвать водяное колесо, которое приводилось в движение с помощью мощного потока воды (их устанавливали на реках или больших ручьях).

Схема и принцип действия

При дальнейшем подъеме стола начинается процесс прессования (сжатия) тела G.

Сила давления, КПД и формула машины

Находим силу передаваемую на поршень D малого цилиндра

и создаваемое в жидкости добавочное гидростатическое давление

где d1 – диаметр малого цилиндра.

P2 = ρ *(πd22 / 4) = Q (d2 / d1)2 * (a+b) / a,

где d2 – диаметр большого цилиндра.

P1 = КПД * Q (d2 / d1)2 * (a+b) / a,

Практически этот коэффициент имеет значение от 0,75 до 0,85.

Распределитель в гидроприводе

Что делать, если в рассматриваемой системе нужно, вернуть поршень 2 в начальное положение? В текущей комплектации системы – это невозможно. Жидкость из под поршня 2 не может перетечь обратно – не позволит обратный клапан, значит необходимо устройство, позволяющее отправить жидкость в бак. Можно воспользоваться простым краном.

Но в гидравлике есть специальное устройство для направления потоков – распределитель, позволяющий направлять потоки жидкости по нужной схеме.

Полученную систему можно считать простейшим гидравлическим приводом.

Ознакомимся с работой полученного гидропривода.

Устройства в гидравлических приводах

Современные гидроприводы представляют собой сложные системы, состоящие из множества элементов. Конструкция которых не отличается простотой. В представленном примере такие устройства отсутствуют, т.к. они предназначены, как правило, для достижения нужных характеристик привода.

Наиболее распространенные гидравлические аппараты

Предохранительные клапаны
Редукционные клапаны
Регуляторы расхода
Дроссели

Информацию о гидравлических аппаратах вы можете получить на нашем сайте в разделе – Гидравлика, гидроприводы. Если у вас остались вопросы, задавайте их в комментариях к данной статье.

Полезная информация о насосах

Гидравлический насос – ключевой узел, обеспечивающий движение жидкости и работу всей системы в целом. От качества его работы зависит стабильность и надежность функционирования узла. Поэтому в процессе работы гидравлического оборудования специалисты оценивают такой критерий, как эффективность насоса. По этому показателю определяется то, насколько хорошо агрегат справляется со своими обязанностями.

Гидравлический насос Игорь Меньшов

эффективность подачи жидкой среды;
механическая эффективность (эффективность крутящего момента);
полная эффективность.

Эффективность подачи масла

Под данным параметром понимают отношение реальной подачи насоса к теоретической. Выражается данный параметр в процентах. При работе оборудования действительные показатели всегда будут ниже теоретических. Это связано с внутренним перетеканием масла сквозь рабочие элементы. В их конструкции предусмотрены дополнительные отверстия для смазки, через которые жидкость и просачивается.

Но здесь надо знать допустимые параметры. В норме, эффективность подачи шестеренчатого насоса составляет в среднем 75-85%, поршневого – выше, 85-95%. Эти коэффициенты обязательно следует учитывать при выборе гидравлического насоса. Только так вы сможете приобрести оборудование, которое обеспечит стабильную и эффективную работу узла. Так, если для вашего навесного оборудования необходим насос мощностью 100 л.с., то с учетом коэффициента эффективности 90%, требуемый показатель будет уже 110 л.с. Такой запас гарантирует стабильность работы гидрооборудования.

Если показатели вашего насоса окажутся ниже 75-95%, говорится, что эффективность насоса снизилась. Это может быть связано с повышенным износом механизма. Особенно актуально для агрегатов, изготовленных с минимальным допуском.

Механическая эффективность

Определяется как эффективность крутящего момента. Это соотношение выходящего крутящего момента к входящему. В процессе работы оборудования он снижается. И связано это с трением подвижных элементов. На них крутящий момент и теряется. В среднем такая эффективность составляет около 90%.

Полная эффективность

Так как задача гидронасоса состоит в преобразовании механической мощности в гидравлическую, то и его полная эффективность будет рассчитываться как отношение этих параметров. Разделите входящую мощность на выходящую, и получите коэффициент. Чем ближе он окажется к 1, тем более эффективным является ваш насос.

В то же время полная эффективность складывается из эффективности подачи и эффективности крутящего момента. Выходящие показатели всегда будут ниже входящих, что связано с потерями в наносе ввиду внутреннего перетекания и трения вращающихся элементов.

В цифрах эти выглядит так: полная эффективность насоса мощностью 100 л.с. с эффективностью подачи 85% и эффективностью крутящего момента 90% составит 76,5% или 76,5 л.с.

Что приводит к снижению эффективности насоса

Снижение эффективности гидронасоса негативным образом сказывается на результативности работ исполнительного механизма.

Наиболее часто проблемы с этим агрегатом случаются ввиду чрезмерной загрязненности масла. Рабочая жидкость быстро накапливает разные загрязнения, разнося их по всему контуру. Это и твердые частички грязи, и песчинки, и мельчайшие металлические элементы. Все это абразивные вещества, которые приводят к чрезмерному износу внутренних деталей, увеличивая перетекания, снижая механическую, а вслед за ней и полную эффективность насоса.

Еще одна причина проблем в работе оборудования – кавитация. Это когда масло не полностью заполняет предназначенное для него пространство. В результате в нем появляются пузырьки воздуха. Они образуются в области низкого давления и вместе с рабочей средой сжимаются, переходя в зону высокого давления, где и начинают разрываться, сопровождаясь сильной вибрацией насоса и повышенной шумностью его работы. Долго работать в режиме кавитации оборудование не сможет. Взрывы пузырьков воздуха будут повреждать мелкие металлические элементы, унося их частички вместе с рабочим потоком. А это уже грозит оборудованию серьезными механическими повреждениями.

Обслуживание гидравлических механизмов

Профилактическое обслуживание обычно сводится к операциям смазки отдельных деталей и компонентов гидравлической системы. В процессе осмотра ответственное лицо также выявляет признаки износа, деформации и повреждения. Как правило, ремонт гидравлики сводится к замене гильз поршней, штоков и крышек. В регулярном порядке обновляются расходники в виде уплотнительных колец.

Заключение

Гидравлика – это один из простейших способов получения механического усилия доступными средствами. Для понимания, что такое гидравлика, и какую пользу она приносит рядовому пользователю, можно привести в качестве примера насосное оборудование. Садовые станции перекачки воды действуют на принципах гидравлической инженерии, затрачивая минимум энергии. На более высоком уровне по аналогичным схемам работают компрессорные установки и пневматический инструмент.