Предмети:
- въведение
- Зъбна помпа
- Лопаткова помпа
- Бутална помпа
- Въведение в примерите за изчисляване на хидропомпи
- Изчислете обемния дебит на хидропомпата
- Изчислете необходимата мощност на хидропомпата
- Изчислете необходимата мощност на задвижващия двигател
Предговор:
Хидропомпата (1) засмуква масло от резервоара (2) и изпомпва маслото в системата. След като маслото навлезе във връщащата линия през контролния клапан, предпазния клапан или цилиндъра, маслото се връща обратно в резервоара без налягане.
Хидропомпата в изображението се задвижва от електрически мотор, който регулира механичната мощност под формата на въртящ момент и скорост. Хидропомпата преобразува това в хидравлична мощност. Мощността на помпата/обемният дебит зависи от скоростта и обема на хода на хидропомпата.
Почти всички хидропомпи работят на принципа на положителното изместване. Версиите могат да бъдат разделени на:
- зъбни помпи;
- лопаткови помпи;
- бутални помпи.
Следващите параграфи ще обсъдят това допълнително.
Зъбна помпа:
Зъбната помпа се използва в хидравлични системи с ниско работно налягане от максимум 140 до 180 бара. Поради своята простота, ниска себестойност и надеждни свойства, зъбната помпа е една от често използваните хидропомпи, които намираме в хидравлични приложения.
В зъбната помпа с външни зъбни колела има две зъбни колела, които се движат в противоположни посоки едно от друго. Едно от зъбните колела е външно задвижвано и взема другото зъбно колело със себе си.
- смукателна страна: зъбите се въртят настрани от лявата страна. Увеличаването на обема в кухините създава отрицателно налягане от приблизително 0,1 до 0,2 бара, което води до засмукване на масло. Зъбните колела транспортират маслото към страната на налягането през външната си обиколка;
- страна на натиска: тук зъбите се въртят заедно. Маслото в тръбопровода за налягане се измества в системата.
Налягането от страната на налягането зависи от съпротивлението, което маслото изпитва в хидравличната верига.
Зъбната помпа с вътрешна предавка съдържа сърповидно приспособление. Вътрешното (синьо) зъбно колело се задвижва външно и носи външния (лилав) пръстен с вътрешни зъби в посочената посока на въртене. Както при помпата с външна предавка, вакуумът се създава веднага щом разстоянието между зъбите се увеличи. Така помпата изсмуква масло от резервоара. Когато зъбните колела се въртят заедно, маслото се измества в системата. Сърповидната приставка осигурява разделяне на смукателната и нагнетателната страна.
С този тип хидропомпа може да се постигне налягане до 300 бара. Помпата има равномерна мощност и произвежда много малко шум.
Зъбните помпи винаги имат фиксиран обем на хода. При постоянна скорост на задвижване изходът е постоянен. По външната периферия на зъбните колела зъбните глави минават близо до корпуса на помпата и осигуряват радиалното уплътнение. В средата на помпата, където зъбните колела се зацепват, също се осъществява известно уплътнение между страните на зъбите и лагерната плоча. Малко количество масло винаги ще изтече между уплътнителните повърхности.
Ние намираме зъбната помпа в следните области на приложение:
- технология на превозното средство (включително автоматична скоростна кутия);
- машиностроене;
- селскостопанска хидравлика;
- самолетна хидравлика.
Лопаткова помпа:
Лопатковата помпа има ротор с радиално разположени лопатки. От страната на засмукване (синьо) обемът се увеличава, създавайки отрицателно налягане и маслото се засмуква. От страната на налягането (червено) обемът намалява, създава се свръхналягане и маслото се натиска в тръбата.
Роторът е позициониран ексцентрично по отношение на ударния пръстен, което прави мощността регулируема:
- На изображението по-долу виждаме помпата отляво, където изходът е 0 cm³ на оборот. След това помпата вече не подава масло;
- Дясното изображение показва регулирания ударен пръстен, който постига максимална мощност.
Намираме лопатковите помпи в следните области на приложение:
- селскостопанска и пътностроителна техника;
- машинни инструменти;
- авиационна хидравлика;
- мобилна хидравлика.
Бутална помпа:
Аксиално-буталната помпа се намира в системи, в които има по-високо налягане (>250 bar) и се предават по-големи мощности, тъй като ефективността на този тип хидропомпи е висока. Различаваме буталните помпи на радиални и аксиални.
Аксиално бутална помпа:
Входящият вал на аксиално-буталната помпа задвижва накланяща се плоча. Накланящата се плоча е под определен ъгъл и превръща въртеливото движение на входящия вал в възвратно-постъпателно движение на буталата. Помпата е оборудвана със смукателни отвори и изпускателни клапани, така че посоката на въртене на входящия вал няма влияние върху посоката на потока на хидравличното масло.
Чрез регулиране на ъгъла, под който е разположена накланящата се плоча, може да се повлияе на хода на буталата. Колкото по-наклонена е пластината за накланяне, толкова по-голям е ходът на буталата и толкова повече масло се измества. Срещаме тази техника в компресори за климатици.
Изображенията по-долу показват аксиално-буталната помпа.
Радиално бутална помпа:
Радиалните плунжерни помпи се използват главно в тежки задвижвания в кораби, като инсталации за драгиране, задвижвания на лебедки и бъркалки и в машиностроенето. Тези помпи имат малка монтажна дължина, подходящи са за високи работни налягания (700 bar) и осигуряват висок въртящ момент при ниска скорост.
Радиално-буталната помпа на следващата фигура съдържа пет бутала, разположени радиално във формата на звезда спрямо задвижващия вал. Тъй като пръстенът е проектиран ексцентрично, се създава радиално движение на буталото. Разпределителен диск, който се върти заедно със задвижващия вал, гарантира, че всеки цилиндър е свързан към смукателния или напорния тръбопровод в точното време.
Въведение в примери за изчисляване на хидропомпи:
За да може буталото да се движи с правилната сила и скорост, хидропомпата трябва да осигури достатъчно налягане и достатъчно голям поток на течност. Колкото по-голямо е натоварването, което цилиндърът трябва да обслужва, толкова по-високи са изискванията към хидравличната помпа.
По-долу има три параграфа, в които изчисляваме обемния дебит, необходимото налягане и необходимата мощност, като вземем предвид ефективността, на хидропомпата в придружаващата диаграма.
- обем на удара на помпата (V) = 15 cm³ / rev;
- скорост на помпата (n) = 1200 rpm;
- налягане в системата: 50 bar.
Изчислете обемния дебит на хидропомпата:
Количеството хидравлично масло, което хидравличната помпа измества, зависи от скоростта и обема на удара на помпата. Подробностите са изброени в параграфа по-горе.
Във формулата преобразуваме оборотите в минута в секунди, като разделим числото на 60. В последната стъпка преобразуваме кубични метри в секунда в литри в минута, като умножим отговора по 60.000 XNUMX.
Изчислете необходимата мощност на хидропомпата:
Хидропомпата трябва да осигурява хидравлична мощност за транспортиране на течност към цилиндъра и задвижване на буталото.
С данните от раздела „Въведение в примерите за изчисляване на хидропомпи” и отговора от предходния раздел можем да изчислим необходимата мощност на хидропомпата. За по-голяма яснота те са изброени отново тук:
- обем на удара на помпата (V) = 15 cm³ / rev;
- скорост на помпата (n) = 1200 rpm;
- налягане в системата: 50 bar;
- обемен поток: 18 литра в минута.
Преобразуваме системното налягане от 50 бара в паскал и обемния поток в кубични метри в секунда. Ние записваме това в научна нотация.
Изчислете необходимата мощност на задвижващия двигател:
Валът на помпата (входящият вал) доставя механичната мощност, която често идва от електрически двигател или двигател с вътрешно горене. Хидравличният мотор преобразува механичната мощност в хидравлична. Загубите винаги възникват при преобразуване на енергия. Следователно задвижващият двигател трябва да осигурява повече мощност, за да позволи на хидропомпата да достави необходимата мощност.
В този пример приемаме възвръщаемост от 90%.
Свързана страница:
