1.1. Конструктивные обозначения насосов и компрессоров
|
- насос шестеренный; |
|
- насос пластинчатый нерегулируемый; |
|
- насос пластинчатый регулируемый; |
|
- насос аксиально-поршневой; |
|
- насос радиально-поршневой. |
Исполнительная часть гидроприводов
К ней относятся силовые цлиндры, гидромоторы, поворотные гидропневмодвигатели. Предназначена для преобразования гидро- или пневмомеханической энергии среды под давлением в механическую энергию поступательного, вращательного или поворотного движения.
Гидропневмодвигатели вращательного движения
|
- гидромотор нереверсивный, нерегулируемый; |
|
- гидромотор реверсивный, нерегулируемый; |
|
- гидромотор нереверсивный, регулируемый; |
|
- гидромотор реверсивный, регулируемый; |
|
- пневмомотор реверсивный (привод сверлильных машин, транспортеров, промышленных роботов). |
Конструктивные обозначения гидромоторов аналогичны обозначениям насосов. Объёмные гидромашины являются принципиально обратимыми, т.е. конструкции насосов и гидромоторов принципиально похожи, поэтому типы гидромоторов аналогичны типам насосов: шестеренные, пластинчатые, аксиально-поршневые, радиально поршневые. Кроме того существуют конструкции гидромашин, которые могут выполнять функции насоса и гидромотора, их называют насос-моторы. К таким типам относятся аксиально-поршневые насос-моторы, например, типа МНА.
Достоинством конструкции подобных гидромашин является возможность использования их в качестве насоса или гидромотора в зависимости от участка рабочего цикла исполнительного механизма, для которого они применяются.
Силовые цилиндры
|
- цилиндр одностороннего действия (фиксирующие, зажимные устройства); |
|
- двухстороннего действия с односторонним штоком (подача в станках, зажимные устройства); |
|
- двухстороннего действия с двухсторонним штоком (перемещения стола станка); |
|
- гидроцилиндр дифференциального типа (следящие гидроприводы); |
|
- плунжерный гидроцилиндр (толкающие устройства в станках, манипуляторах); |
|
-многопозиционный пневмоцилиндр (промышленные роботы); |
|
- вращающиеся пневмоцилиндры (зажимные устройства станков); |
|
- гидроцилиндр с подводом среды через шток; |
|
- гидроцилиндр с регулируемым торможением в конце хода с обеих сторон. |
Гидропневмодвигатели поворотного типа
|
- поворотный гидродвигатель (роботы-манипуляторы). |
|
- поворотный пневмодвигатель (агрегатные станки и роботы-манипуляторы). |
Поворотные гидродвигатели и пневмодвигатели обеспечивают поворот выходного вала на угол до (3/2π), что соответствует 270˚ угла поворота. Это бывает необходимо, если в процессе эксплуатации привода не требуется поворот исполнительного механизма на угол 2π.
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНО-УПРАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ
3.1. Гидропневмораспределители
НАЗНАЧЕНИЕ: пуск, остановка, реверс движения привода.
|
- позиция; |
|
- число позиций (от двух до пяти); |
|
- прямое движение среды; |
|
- обратное движение (реверс); |
|
- нет прохода среды (остановка); |
|
- разделение потока на два; |
|
- среда вошла от насоса и возвратилась в гидробак; |
|
- ручной привод с оператором; |
|
- электромагнитный привод с одним магнитом, напряжение питания 24 В постоянного тока; |
|
- электромагнитный с двумя магнитами; |
|
- электромеханический с двумя магнитами и пружинами; |
|
- электрогидравлический привод, при dу ≥ 16мм. |
3.2. Обратные клапаны
|
- пропускание среды в одном направлении (вверх). |
3.3. Регулирующая гидропневмоаппаратура
|
- нерегулируемый дроссель (дозирование расхода среды, демпфирование параметров); |
|
- регулируемый дроссель (изменение расхода среды и скорости привода); |
|
- регулятор потока (регулирование скорости привода при жесткой регулировочной характеристике); |
|
- редукционный клапан (снижение давления среды); |
|
- предохранительный клапан (защита привода от перегрузок); |
|
- делитель потока (точное деление потока на два). |
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРОПНЕВМОПРИВОДОВ
|
- трубопровод основной; |
|
- трубопровод вспомогательный (подключение манометров); |
|
- скрещивание трубопроводов (без наличия общей точки); |
|
- наличие общих точек трубопроводов; |
|
- напорная линия, Р – высокое давление; |
|
- сливная линия, Т – низкое давление; |
|
- гибкий армированный рукав, соединение с подвижными элементами; |
|
- фильтр (очистка среды от механических частиц); |
|
- охладитель среды (отвод тепла для стабилизации температуры среды); |
|
- нагреватель среды (для быстрого выхода на рабочий режим); |
|
- гидробак (хранение, охлаждение, отстой среды); |
|
- пневмогидроаккумулятор (аккумулирование и отдача жидкости, устранение пульсаций параметров); |
|
- термометр, термопара (контроль температуры среды); |
|
- манометр (контроль давления среды); |
|
- реле давления (управление электромагнитами гидроаппаратов в автоматическом режиме); |
|
- расходомер; |
|
- переключатель манометра (измерение давления в ряде точек одним манометром); |
|
- ресивер (аккумулирование и отдача газа, устранение пульсаций). |
ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ №2. Часть 1
Изучение и исследование конструкции шестеренного насоса
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: посредством измерения элементов конструкции рабочей камеры ознакомиться с устройством насоса, исследовать рабочие параметры для заданного режима эксплуатации.
Схема зуба
Схема насоса: 1 – корпус; 2 - ведущее колесо; 3 – вал; 4 - входное окно;
5 - ведомое колесо; 6 - выходное окно.
Таблица замеренных конструктивных параметров
da
в
S
Z
K
Марка насоса
мм
мм
мм
шт
шт
-
Таблица эксплуатационных параметров
nн
50
pн
tм
Вариант
об/мин
см2/с
МПа
МКМ
кг/м3
С
-
Последовательность расчёта параметров
Величина модуля зуба
(мм), где [m]=3,0; 3,25; 3,5…
Диаметр делительной окружности
(мм).
3. Рабочий объем насоса
(см3).
4.Теоретическая подача насоса
(л/мин).
5.Кинематическая вязкость масла при рабочей температуре
(см2/с) nt – из табл.. 1.1.
6.Динамическая вязкость масла
(Па*с).
7.Угловая частота вращения колес
(1/с).
8.Линейная скорость вершины зуба
= (м/с).
9.Утечки жидкости через технологический зазор
(л/мин).
10.Действительная подача насоса
(л/мин).
11.Объемный КПД насоса
.
12.Эффективная мощность насоса
(Вт).
13.Полный КПД насоса
,где =0,78.
14.Потребляемая мощность насоса
(Вт).
Таблица результатов расчётов
-
[m]
d
q
QT
QH
0
t
Q
Nэф
N
Н
мм
мм
см3
л/мин
л/мин
-
см2/с
ПаС
л/мин
м/с
Вт
Вт
-
ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ №2. Часть 2
Изучение конструкции и исследование рабочих параметров пластинчатого насоса.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: посредством измерения элементов конструкции рабочей камеры ознакомиться с устройством насоса, исследовать рабочие параметры для заданного режима эксплуатации.
Схема рабочей камеры насоса:1 – статор; 2 – ротор; 3 – пластины; 4 –вал;
В - входные окна; Н – нагнетательные окна
Таблица замеренных конструктивных параметров
R1 |
R2 |
в |
|
Z |
|
Тип насоса |
мм |
мм |
мм |
мм |
шт |
град |
- |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица эксплуатационных параметров
nH |
pH |
50 |
tM |
Вариант |
об/мин |
МПа |
см2/с |
С |
- |
|
|
|
|
|
Последовательность расчёта параметров
Рабочий объем насоса
.
2. Теоретическая подача насоса
(л/мин).
Таблица 3
Таблица справочных данных по*0 и *М КПД насоса
QT, л/мин |
26 |
610 |
1013 |
1321 |
2128 |
2836 |
3654 |
*0 |
0,72 |
0,76 |
0,81 |
0,83 |
0,88 |
0,91 |
0,93 |
*М |
0,73 |
0,76 |
0,8 |
0,84 |
0,89 |
0,9 |
0,91 |
3. Вязкость масла при рабочей температуре
(см2/с).
4. Объемный КПД насоса при рабочих параметрах
,
где pH*=6,3 МПа; *0 – из табл. справочных данных.
5. Действительная подача насоса
(л/мин).
6. Утечка жидкости через технологические зазоры
(л/мин).
7. Эффективная мощность насоса
(Вт).
8. Полный КПД насоса
, где *М = – взять из табл. справочных данных.
9. Потребляемая мощность насоса
(Вт).
Таблица результатов расчёта
q |
QT |
t |
0 |
QH |
Q |
Nэф |
N |
Н |
см3 |
л/мин |
см2/с |
- |
л/мин |
л/мин |
Вт |
Вт |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ №2. Часть 3
Стендовые испытания объемного насоса.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: измерение рабочих параметров пластинчатого насоса на стенде для исследования его характеристик.
Схема стенда:
1 - гидробак; 2 -пластинчатый насос; 3 - электродвигатель; 4 - манометр;5 - регулируемый дроссель; 6 - предохранительный клапан; 7 – гидромотор-расходомер; 8 - тахометр механический; 9 - термометр; 10 - амперметр;11 - вольтметр.
Таблица опытных данных
№ п/п |
nM |
pH |
tM |
J |
U |
50 |
nt |
- |
об/мин |
МПа |
С |
А |
В |
см2/с |
- |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
Алгоритм расчёта
1. Теоретическая подача насоса (считается 1 раз)
; nH=1500 об/мин.
2. Действительная подача насоса
.
3. Кинематическая вязкость масла
(см2/с).
4. Объемный КПД насоса
*0=0,81 при РН*=6,3 МПа.
5. Эффективная мощность насоса
.
6. Потребляемая мощность насоса
(Вт).
7. Полный КПД насоса
8. Механический КПД насоса
Таблица результатов
№ п/п |
pH |
QH |
Nэф |
N |
0 |
M |
H |
- |
МПа |
л/мин |
Вт |
Вт |
- |
- |
- |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
По результатам расчета построить рабочие характеристики насоса, с. 25.
ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ №2. Часть 4
Гидравлические испытания аксиально-поршневого гидромотора
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: стендовые испытания гидромотора для определения КПД.
Схема гидроматора:
1 - блок цилиндров; 2 - поршни; 3 - полости цилиндров;
4 - распределительная плита; 5 - наклонный диск; 6 - вал привода;
7 - входные окна; 8 – нагнетательные окна.
Схема стенда:
1- гидробак; 2-насос; 3- фильтр; 4- кран управления; 5- редукционный клапан; 6- дроссель; 7- регулятор потока; 8- гидромотор; 9- тахометр; 10- термометр; 11- предохранительный клапан; 12- пьезометр; 13- мерная емкость; 14- вентиль.
Таблица опытных данных
∆PМ, МПа |
|
|
|
|
|
|
nМ, об/мин |
|
|
|
|
|
|
τ, с |
|
|
|
|
|
|
h, дм |
|
|
|
|
|
|
Константы расчёта
qM=11,2 см3; Mном=9,4 Нм; Ωб=
Последовательность расчёта
Расход гидромотора, определенный по частоте вращения его вала
(л/мин).
Расход гидромотора, определенный объемным методом
(л/мин).
Объемный КПД гидромотора
Момент трения гидромотора
(Н*м).
Механический КПД гидромотора
Полный КПД гидромотора
Таблица результатов расчёта
Qм1,л/мин |
|
|
|
|
|
|
Qм2,л/мин |
|
|
|
|
|
|
ηом |
|
|
|
|
|
|
Мт, НМ |
|
|
|
|
|
|
ηмм |
|
|
|
|
|
|
ηм |
|
|
|
|
|
|