Гидравлические машины

Гидравлическими машинами называются машины, которые сообщают протекающей через них жидкости механическую энергию (насос), либо получают от жидкости часть энергии и передают ее рабочему органу для полезного использования (гидродвигатель).

Насосы и гидромоторы применяют также в гидропередачах, назначением которых является передача механической энергии от двигателя к исполнительному органу, а также преобразование вида и скорости движения последнего посредством жидкости.

Гидропередачи по сравнению с механическими передачами (муфты, коробки скоростей, редукторы и т.д.) имеют следующие преимущества.

1. Плавность работы.

2. Возможность бесступенчатого регулирования скорости.

3. Меньшая зависимость момента на выходном валу от нагрузки, приложенной к исполнительному органу.

4. Возможность передачи больших мощностей.

5. Малые габаритные размеры.

6. Высокая надежность.

Эти преимущества привели к большому распространению гидропередач, несмотря на их несколько меньший, чем у механических передач КПД.

Насосы

--- Лопастные насосы

Наибольшее распространение для водоснабжения населения получили лопастные насосы. Рабочим органом лопастной машины является вращающееся рабочее колесо, снабженное лопастями. Лопастные насосы делятся на центробежные и осевые.

В центробежном лопастном насосе жидкость под действием центробежных сил перемещается через рабочее колесо от центра к периферии.

Схема центробежного насоса Схема осевого насоса.

--- Поршневые насосы

Поршневые насосы относятся к числу объемных насосов, в которых перемещение жидкости осуществляется путем ее вытеснения из неподвижных рабочих камер вытеснителями. Рабочей камерой объемного насоса называют ограниченное пространство, попеременно сообщающееся со входом и выходом насоса. Вытеснителем называется рабочий орган насоса, который совершает вытеснение жидкости из рабочих камер (плунжер, поршень, диафрагма).

Классифицируются поршневые насосы по следующим показателям:

1) по типу вытеснителей: плунжерные, поршневые и диафрагменные;

2) по характеру движения ведущего звена: возвратно-поступательное движение ведущего звена; вращательное движение ведущего звена (кривошипные и кулачковые насосы);

3) по числу циклов нагнетания и всасывания за один двойной ход: одностороннего действия; двухстороннего действия.

4) по количеству поршней: однопоршневые; двухпоршневые; многопоршневые.

Рис. 7.3. Насос поршневой простогодействияРис. 7.4. Насос поршневой двойного действия

Насос простого действия. Схема насоса простого действия изображена на рис. 7.3. Поршень 2 связан с кривошипно-шатунным механизмом через шток 3, в результате чего он совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре 1. Поршень при ходе вправо создает разрежение в рабочей камере, вследствие чего всасывающий клапан 6 поднимается и жидкость из расходного резервуара 4 по всасывающему трубопроводу 5 поступает в рабочую камеру 7. При обратном ходе поршня (влево) всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный клапан 8 открывается, и жидкость нагнетается в напорный трубопровод 9.

где F - площадь поршня, м²;

l - ход поршня, м;

n - число оборотов двигателя, об/мин.

Отношение действительной подачи Q к теоретической QT называется объемным КПД поршневого насоса:

Объемный КПД - основной экономический показатель, характеризующий работу насоса.

34. Динамические и объёмные насосы.

Насос – устройство (гидравлическая машина) для напорного перемещения (всасывания и нагнетания) жидких сред (не только воды) или газов. Динамические насосы – это насосы, в которых жидкость под воздействием гидродинамических сил перемещается в камере, которая постоянно сообщается с входом и выходом насоса. Динамические насосы выполняют двойное преобразование энергии. Сначала механическою энергию в потенциальную и кинетическую, а после этого – кинетическую в потенциальную. В отличие от объемных насосов, они не способны к самовсасыванию. Они обладают равномерной подачей и уравновешенностью рабочего процесса. Могут перекачивать сильно загрязненные жидкости. Часто их используют для устройства отопления и водоснабжения. Объемные насосы – это насосы, где рабочим органом является изменяющая объем камера и преобладают силы давления, принудительно перемещающие вещество (соединение выхода и входа камеры периодическое). Энергия двигателя непосредственно преобразуется в энергию жидкости (преобр. механ. энергии насоса в кинетическую и потенциальную энергии).Использ. для перекачки вязких жидкостей. Это высоконапорные насосы, они чувствительны к загрязнению перекачиваемой жидкости. Рабочему процессу в объемных насосах присуща высокая вибрация, неравномерность подачи. Преимущество – способность к сухому всасыванию (самовсасыванию).

Основной показатель насосов – объем жидкости которой подаётся насосом в единице времени (м3/с, м3/ч, л/с).