Основы конструкции и принципы работы объемных гидронасосов

Поршневые насосы

Основными элементами поршневых насосов (рис 10.1) – являются: цилиндр 1, пор-шень 2 и распределители 3 и 4, при помощи которых цилиндр попеременно соединяется то с линией всасывания, то с линией нагнетания.Так как принцип действия всех насосов одинаков, рассмотрим наиболее простой одноцилиндровый насос однократного действия.

Рис 10.1 Схема поршневого насос

При движении поршня 2 вправо увеличивается объем рабочей камеры в цилиндре 1, вследствие чего давление в ней уменьшается, всасывающий клапан 3 открывается, и жид

кость всасывается в цилиндр из подводящего патрубка. При движении поршня влево объ

ем рабочей камеры уменьшается, давление в ней возрастает, всасывающий клапан закры

вается, а нагнетательный клапан 4 открывается, и жидкость вытесняется из цилиндра в нагнетательный патрубок. Таким образом, насос однократного действия за один оборот

кривошипного вала один раз вытесняет жидкость из рабочей камеры.

Если толщина поршня меньше его диаметра, т.е. , то такой поршень называет-ся дисковым, если - плунжерным. Как правило, плунжеры используются для полу-чения высокого давления, причем, они могут быть как сплошными, так и пустотелыми.

По числу цилиндров поршневые насосы разделяются на одно- и многоцилиндровые.

По конструктивному их расположению подразделяются на:

· насосы с параллельным расположением осей цилиндров в одной плоскости (насосы с кривошипно-шатунным механизмом и эксцентриковые);

· насосы со звездообразным или V-образным расположением (радиальные насосы);

· насосы с расположением осей цилиндров параллельно их оси вращения (аксиальные насосы).

По конструкции распределителя поршневые насосы различаютс на:

· насосы с клапанным распределением;

· насосы с золотниковым распределением.

Рабочий объем одноцилиндрового поршневого насоса однократного действия опре-деляется изменением объема рабочей камеры, вызванным перемещением поршня за один оборот кривошипа:

, (10.12)

где

D – диаметр поршня;

- ход поршня;

r – радиус кривошипа.

Рабочий объем многоцилиндрового насоса многократного действия (с одинаковыми цилиндрами):

, (10.13)

где

m– число рядов цилиндров;

z– число цилиндров в одном ряду;

k– кратность действия.

Для одноцилиндрового насоса однократного действия мгновенная теоретическая по-дача:

, (10.14)

где

с – скорость движения поршня.

Рис 10.2 – Графики подачи поршневых насосов

При повороте кривошипа на угол j скорость поршня:

(10.15)

а мгновенная подача:

(10.16)

Из формулы видно, что скорость поршня и мгновенная подача изменяются синусои-дально.

Графическая зависимость или, называется графиком подачи. Для одноцилиндрового насоса однократного действия график подачи – это полусинусоиды (рис 10.2, а), смещенные относительно друг друга на угол p, для двухцилиндрового насоса однократного действия или насоса двустороннего действия – это непрерывные полусину-соиды (рис 10.2, б).

Неравномерность подачи вызывает гидравлические удары, опасные вибрации и не-равномерность движения исполнительных органов гидромашин. Поэтому на практике стремятся выровнять график подачи, приблизив его к прямой .

Коэффициент неравномерности:

(12.17)

где

- соответственно максимальное и минимальное значение мгновенной подачи.

Таблица 10.1 – Коэффициенты неравномерности подачи

Для одноцилиндрового насоса однократного действия и , а . Подставляя эти значения уравнение, получим . Аналогично вы-числяются коэффициенты неравномерности для насосов с различным числом цилиндров.