Гидравлическая система

ВВЕДЕНИЕ
Гидравлические системы находят широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своей способности передавать большие силы и моменты с высокой точностью. Одним из ключевых компонентов любой гидравлической системы является насос.


1. Основные виды гидравлических насосов
Гидравлические насосы можно классифицировать по различным признакам, таким как принцип действия, конструктивные особенности и назначение. Основные типы гидравлических насосов включают в себя:
1. Шестеренные насосы:
- Принцип работы: Жидкость перемещается за счет вращения двух или более шестерен.
- Преимущества: Простота конструкции, надежность, устойчивость к загрязнениям.
- Области применения: Мобильная техника, сельскохозяйственные машины, системы смазки.
Большим недостатком шестеренных насосов является то, что такие насосы подают в гидросистему пульсирующий поток, который приводит к колебаниям давления, повышенному шуму в работе и неравномерности скорости движения исполнительных органов. Установка косозубых шестерен с углом наклона до 10° уменьшает пульсацию потока. Однако в этом случае наряду с радиальными силами возникают и осевые. Для компенсации осевых сил требуется установка упорных подшипников, что усложняет конструкцию. Для снижения осевых сил могут применяться шевронные шестерни с небольшим углом наклона зуба. В связи с переносом рабочей среды во впадинах зубьев при работе шестеренного насоса создаются постоянные по направлению радиальные силы F (рис. 1.5, а), действующие на опоры валов и вызывающие их повышенный износ и снижающие долговечность. Одним из средств борьбы с этим фактором может быть гидростатическая разгрузка опор, как это показано на рис. 1.5, б, когда карманы гидростатических опор, расположенные по направлению действия сил F, соединены с напорной гидролинией, а карманы, расположенные в плоскости под углом к направлению силы F, — с гидролинией всасывания.
К таким достоинствам шестеренных насосов, как простота и относительная их дешевизна, следует отнести также компактность конструкции, достаточно высокий коэффициент полезного действия, достигающий 90 %, нежесткие требования к очистке рабочей жидкости (насосы работоспособны при тонкости фильтрации не хуже 100 мкм) и возможность работы в широком диапазоне изменения вязкости рабочей жидкости. Рабочий объем шестеренных насосов может быть от 3,5 до 100 см3 , частота вращения приводного вала — 400… 4 000 мин−1 , а их подача — до 300 л/мин. Шестеренные насосы внешнего зацепления могут работать при давлениях до 30 МПа, а внутреннего зацепления — до 10 МПа.
2. Пластинчатые насосы:
- Принцип работы: Вращающийся ротор с пластинами, которые перемещаются в радиальных пазах, создавая перемещение жидкости.
- Преимущества: Компактность, тихая работа, возможность регулировки объема.
- Области применения: Системы управления, гидростатические трансмиссии.
Пластинчатые насосы являются одним из наиболее распространенных типов гидравлических насосов благодаря своей компактности, тихой работе и возможности регулировки объема. Эти насосы находят широкое применение в различных областях, включая промышленное оборудование, системы управления и гидростатические трансмиссии. В данном реферате рассматриваются особенности строения и функционала пластинчатых насосов, а также их достоинства и недостатки.
Пластинчатый насос состоит из следующих основных компонентов:
1. Корпус: Обеспечивает защиту внутренних компонентов и герметичность системы.
2. Ротор: Вращающийся элемент насоса, который содержит радиальные пазы для установки пластин.
3. Пластины: Расположенные в пазах ротора, пластины перемещаются радиально под действием центробежной силы или пружин.
4. Камера всасывания и нагнетания: Области внутри корпуса, где происходит забор и выпуск рабочей жидкости.
5. Уплотнения: Предотвращают утечки жидкости и обеспечивают герметичность
Принцип работы пластинчатого насоса основан на вращении ротора с пластинами внутри эксцентричного корпуса. Когда ротор вращается, пластины под действием центробежной силы или пружин прижимаются к внутренней поверхности корпуса, создавая герметичные рабочие камеры. Процесс работы насоса включает в себя следующие этапы:
1. Забор жидкости: В начальной стадии вращения пластины находятся в расширенной части эксцентрического корпуса, создавая разрежение и всасывая рабочую жидкость в камеры.
2. Сжатие и перемещение жидкости: По мере вращения ротора камеры сжимаются, перемещая жидкость вдоль корпуса.
3. Выпуск жидкости: В конечной стадии вращения пластины находятся в суженной части корпуса, выталкивая жидкость из камер в выпускное отверстие под давлением.
Достоинства пластинчатых насосов
1. Компактность: Пластинчатые насосы имеют небольшие размеры, что позволяет их использовать в ограниченном пространстве.
2. Тихая работа: Благодаря конструктивным особенностям и плавному движению пластин, насосы работают с низким уровнем шума.
3. Регулируемый объем: Пластинчатые насосы позволяют изменять объем нагнетаемой жидкости, что делает их универсальными для различных приложений.
4. Высокая эффективность: Обеспечивают стабильный поток жидкости при относительно низких потерях энергии.
5. Простота обслуживания: Конструкция пластинчатых насосов позволяет легко проводить техническое обслуживание и замену изнашивающихся деталей.
Недостатки пластинчатых насосов
1. Чувствительность к загрязнениям: Пластинчатые насосы чувствительны к чистоте рабочей жидкости, наличие твердых частиц может привести к износу пластин и внутренних поверхностей.
2. Ограниченный диапазон давлений: Хотя насосы эффективны при низких и средних давлениях, они не предназначены для работы при очень высоких давлениях.
3. Износ пластин: Пластины подвергаются постоянному трению и могут изнашиваться со временем, требуя регулярной замены.
4. Ограничения по вязкости жидкости: Пластинчатые насосы лучше всего работают с жидкостями определенной вязкости, слишком густая или слишком жидкая рабочая среда может повлиять на их эффективность и долговечность.
1. Принцип работы и основные характеристики гидравлического насоса
Работа гидравлического насоса основывается на преобразовании механической энергии в энергию гидравлическую. Основные этапы работы насоса включают в себя:
1. Забор жидкости из резервуара: На этом этапе рабочая жидкость поступает в насос через впускное отверстие под действием разрежения, создаваемого рабочим элементом (шестерней, поршнем и т.д.).
2. Сжатие и перемещение жидкости: Рабочий элемент насоса перемещает жидкость, создавая давление. Это достигается за счет уменьшения объема рабочей камеры или перемещения жидкости вдоль определенного пути.
3. Выпуск жидкости под давлением: Жидкость покидает насос через выпускное отверстие, поступая в гидравлическую систему для выполнения работы.
Объем жидкости, вытесненный насосом за один оборот его ведущего вала при отсутствии давления в напорной полости, называется рабочим объемом гидравлической машины и является одной из основных характеристик насоса. Теоретически рабочий объем насоса равен объему всех камер вытеснения, работающих во время одного оборота ведущего вала. Для шестеренного насоса камеры вытеснения — это впадины зубьев, а вытеснителями являются сами зубья. Объем этих камер вытеснения определяется высотой зуба, равной двум модулям m зубчатого колеса, его шириной b и числом зубьев z. За один оборот ведущего вала в работе участвуют впадины обеих шестерен. При равенстве объема впадины объему самого зуба можно считать, что за один оборот ведущего вала вытесняется объем жидкости, равный объему всех впадин и зубьев ведущей шестерни, как показано на рис. 2 в виде заштрихованного кольца (ширина шестерни b не показана).
Области применения
Гидравлические насосы находят применение в самых различных отраслях, включая: - Строительство: Экскаваторы, краны, бульдозеры. - Промышленность: Гидравлические прессы, станки, подъемные механизмы. - Авиация и космонавтика: Системы управления, посадочные устройства. - Сельское хозяйство: Трактора, комбайны, системы орошения.
Гидравлические насосы являются ключевыми компонентами в промышленности, обеспечивая передачу энергии и выполнение различных технологических операций. Они используются для создания давления и перемещения рабочих жидкостей в гидравлических системах, что позволяет управлять разнообразным оборудованием и механизмами. В данном реферате рассматриваются основные области применения гидравлических насосов в промышленности, а также их роль и преимущества в этих приложениях.
Основные области применения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Гидравлический насос является ключевым элементом любой гидравлической системы, обеспечивая создание необходимого давления и потока рабочей жидкости. Существует множество типов насосов, каждый из которых имеет свои преимущества и области применения. Правильный выбор и использование насоса являются залогом эффективной работы гидравлической системы в целом.