Tárgyak:
- bevezetés
- Fogaskerék szivattyú
- Lapátos szivattyú
- Dugattyús szivattyú
- Bevezetés a hidroszivattyú számítási példáiba
- Számítsa ki a hidroszivattyú térfogatáramát
- Számítsa ki a szükséges hidroszivattyú teljesítményt
- Számítsa ki a hajtómotor szükséges teljesítményét
Bevezetés:
A hidroszivattyú (1) kiszívja az olajat a tartályból (2), és az olajat a rendszerbe pumpálja. Miután az olaj a vezérlőszelepen, a nyomáshatároló szelepen vagy a hengeren keresztül belép a visszatérő vezetékbe, az olaj nyomás nélkül visszafolyik a tartályba.
A képen látható hidroszivattyút egy villanymotor hajtja, amely nyomaték és fordulatszám formájában szabályozza a mechanikai teljesítményt. A hidroszivattyú ezt hidraulikus erővé alakítja át. A szivattyú teljesítménye / térfogatárama a hidroszivattyú fordulatszámától és lökettérfogatától függ.
A hidroszivattyúk szinte mindegyike a pozitív kiszorítási elv szerint működik. A verziók a következőkre oszthatók:
- fogaskerekes szivattyúk;
- lapátos szivattyúk;
- dugattyús szivattyúk.
A következő bekezdések erről bővebben szólnak.
Fogaskerék szivattyú:
A fogaskerék-szivattyút alacsony, legfeljebb 140-180 bar üzemi nyomású hidraulikus rendszerekben használják. Egyszerűsége, alacsony költsége és megbízható tulajdonságai miatt a fogaskerék-szivattyú a hidraulikus alkalmazásokban gyakran használt hidroszivattyúk egyike.
A külső fogaskerekes fogaskerék-szivattyúban két fogaskerék található, amelyek egymással ellentétes irányban mozognak. Az egyik sebességfokozat külső hajtású, a másikat pedig magával viszi.
- szívóoldal: a fogak a bal oldalon elfordulnak egymástól. A térfogat növekedése az üregekben körülbelül 0,1-0,2 bar negatív nyomást hoz létre, ami az olaj beszívását okozza. A fogaskerekek a külső kerületükön keresztül szállítják az olajat a nyomásoldalra;
- nyomási oldal: itt a fogak együtt forognak. A nyomóvezetékben lévő olaj a rendszerbe kerül.
A nyomásoldali nyomás az olaj által a hidraulikus körben tapasztalható ellenállástól függ.
A belső fogaskerekes fogaskerék-szivattyú sarló alakú rögzítést tartalmaz. A belső (kék) fogaskerék külső hajtású, és a külső (lila) gyűrűt belső fogakkal a jelzett forgásirányban hordozza. A külső fogaskerekes szivattyúhoz hasonlóan a fogak közötti tér megnövekedésével vákuum keletkezik. A szivattyú így kiszívja az olajat a tartályból. Amikor a fogaskerekeket együtt forgatják, az olaj kiszorul a rendszerbe. A sarló alakú rögzítés biztosítja a szívó- és nyomóoldal szétválasztását.
Ezzel a típusú hidroszivattyúval akár 300 bar nyomás is elérhető. A szivattyú egyenletes teljesítményű és nagyon kevés zajt produkál.
A fogaskerekes szivattyúk mindig rögzített lökettérfogatúak. Állandó fordulatszám mellett a teljesítmény állandó. A fogaskerekek külső peremén a fogfejek a szivattyúház közelében futnak és biztosítják a radiális tömítést. A szivattyú közepén, ahol a fogaskerekek hálóznak, egy bizonyos tömítés is létrejön a fogoldalak és a csapágylemez között. Kis mennyiségű olaj mindig szivárog a tömítőfelületek között.
A fogaskerék-szivattyút a következő alkalmazási területeken találjuk:
- járműtechnika (beleértve az automata sebességváltót);
- gépészet;
- mezőgazdasági hidraulika;
- repülőgép hidraulika.
Lapátos szivattyú:
A lapátos szivattyú forgórésze radiálisan elhelyezett lapátokkal van ellátva. A szívóoldalon (kék) megnövekszik a térfogat, negatív nyomás keletkezik, és az olaj beszívódik. A nyomási oldalon (piros) a térfogat csökken, túlnyomás jön létre és az olaj a csőbe préselődik.
A forgórész az ütközőgyűrűhöz képest excentrikusan helyezkedik el, így a teljesítmény állítható:
- Az alábbi képen a bal oldali szivattyút látjuk, ahol a teljesítmény 0 cm³ fordulatonként. A szivattyú ekkor már nem szállít olajat;
- A jobb oldali képen a beállított ütközőgyűrű látható, amely maximális teljesítményt ér el.
A lapátos szivattyút a következő alkalmazási területeken találjuk:
- mezőgazdasági és útépítő gépek;
- szerszámgépek;
- Repülési hidraulika;
- mobil hidraulika.
Dugattyús szivattyú:
Az axiális dugattyús szivattyú olyan rendszerekben található, ahol nagyobb nyomás lép fel (>250 bar) és nagyobb teljesítményt adnak át, mivel az ilyen típusú hidroszivattyúk hatásfoka magas. A dugattyús szivattyúkat radiális és axiális dugattyús szivattyúkra különböztetjük meg.
Axiális dugattyús szivattyú:
Az axiális dugattyús szivattyú bemenő tengelye egy billenőlemezt hajt meg. A billenőlemez bizonyos szögben van, és a bemeneti tengely forgó mozgását a dugattyúk oda-vissza mozgásává alakítja. A szivattyú szívónyílásokkal és nyomószelepekkel van felszerelve, így a bemenő tengely forgásiránya nem befolyásolja a hidraulikaolaj áramlási irányát.
A billenőlemez szögének beállításával a dugattyúk löketét lehet befolyásolni. Minél ferdebb a billenőlemez, annál nagyobb a dugattyúk lökete, és annál több olaj kerül kiszorításra. Ezzel a technikával találkozunk a klímakompresszorok.
Az alábbi képeken az axiális dugattyús szivattyú látható.
Radiális dugattyús szivattyú:
A radiális dugattyús szivattyúkat főként hajók nehézhajtásaiban, például kotrási berendezésekben, csörlőhajtásokban és keverőberendezésekben, valamint a gépészetben használják. Ezek a szivattyúk rövid beépítési hosszúságúak, nagy üzemi nyomásra (700 bar) alkalmasak, és alacsony fordulatszámon nagy nyomatékot adnak le.
A következő ábrán látható radiális dugattyús szivattyú öt, a hajtótengelyhez képest csillag alakban elhelyezett dugattyút tartalmaz. Mivel a gyűrű excentrikus kialakítású, radiális dugattyúmozgás jön létre. A hajtótengellyel együtt forgó elosztótárcsa biztosítja, hogy minden henger a megfelelő időben csatlakozzon a szívó- vagy nyomóvezetékhez.
Bevezetés a hidroszivattyú számítási példáiba:
Ahhoz, hogy a dugattyú megfelelő erővel és sebességgel mozogjon, a hidroszivattyúnak elegendő nyomást és elég nagy folyadékáramlást kell biztosítania. Minél nagyobb terhelést kell kiszolgálnia a hengernek, annál nagyobb követelményeket támasztanak a hidraulikus szivattyúval szemben.
Az alábbiakban három bekezdés található, amelyekben a mellékelt diagramon a hidroszivattyú térfogatáramát, szükséges nyomását és szükséges teljesítményét a hatásfok figyelembevételével számítjuk ki.
- szivattyú lökettérfogata (V) = 15 cm³ / fordulat;
- szivattyú fordulatszáma (n) = 1200 ford./perc;
- rendszernyomás: 50 bar.
A hidroszivattyú térfogatáramának kiszámítása:
A hidraulika szivattyú által kiszorított hidraulikaolaj mennyisége a szivattyú sebességétől és lökettérfogatától függ. A részleteket a fenti bekezdés tartalmazza.
A képletben a percenkénti fordulatszámot 60-zal osztva számítjuk át másodpercekre. Az utolsó lépésben a köbméter/másodperc értéket a választ 60.000 XNUMX-rel megszorozva váltjuk át liter/percre.
Számítsa ki a szükséges hidroszivattyú teljesítményt:
A hidroszivattyúnak hidraulikus energiát kell biztosítania a folyadéknak a hengerbe szállításához és a dugattyú mozgatásához.
A „Bevezetés a hidroszivattyú számítási példáiba” rész adataival és az előző fejezet válaszával ki tudjuk számítani a hidroszivattyú szükséges teljesítményét. Az áttekinthetőség kedvéért itt ismét felsoroljuk őket:
- szivattyú lökettérfogata (V) = 15 cm³ / fordulat;
- szivattyú fordulatszáma (n) = 1200 ford./perc;
- rendszernyomás: 50 bar;
- térfogatáram: 18 liter percenként.
Az 50 bar rendszernyomást Pascalra, a térfogatáramot köbméter/másodpercre alakítjuk át. Ezt tudományos jelöléssel rögzítjük.
Számítsa ki a hajtómotor szükséges teljesítményét:
A szivattyú tengelye (bemeneti tengely) szolgáltatja a mechanikai energiát, amely gyakran villanymotorból vagy belső égésű motorból származik. A hidraulikus motor a mechanikai erőt hidraulikus erővé alakítja át. Az energia átalakítása során mindig keletkeznek veszteségek. A hajtómotornak ezért nagyobb teljesítményt kell biztosítania ahhoz, hogy a hidroszivattyú a szükséges teljesítményt leadhassa.
Ebben a példában 90%-os hozamot feltételezünk.
Kapcsolódó oldal:
