17
3. Объемные гидромашины
3.1. Общие сведения о роторных гидромашинах Под роторными гидромашинами понимаются объемные роторные насосы и гидромоторы. В роторных гидромашинах подвижные элементы, образующие рабочие камеры, совершают вращательное или вращательное и воз- вратно-поступательное движение. Роторные насосы, предназначены для создания потока жидкости путем преобразования механической энергии в гидравлическую. Роторные гидро- моторы наоборот преобразуют гидравлическую энергию в механическую. Роторные гидромашины подразделяются последующим признакам. По конструкции (рис. 3.1) Рисунок 3.1 – Классификация роторных машин по конструкции
2. По возможности регулирования рабочего объема – на регулируемые и нерегулируемые
3. По направлению потока – с постоянными реверсивным потоком
4. По числу рабочих циклов, совершаемых за один оборот – одно, двух и многократного действия. Роторные гидромашины могут быть обратимыми объемными гидрома- шинами, это значит, что они могут работать как в режиме насоса, таки в режиме гидромотора. Роторные гидромашины имеют три основных элемента ротор, статор и замыкатель (вытеснитель. Замыкатели совершают циклическое движение. Рабочий процесс в роторных гидромашинах происходит в рабочих камерах, объем которых периодически изменяется и попеременно совмещается с местами входа и выхода рабочей жидкости. Рабочий цикл состоит из следующих процессов в насосах – всасывания и вытеснения, в гидромоторах – нагнетания и вытеснения.
Шестеренчатые Пластинчатые Св ну тр ен ним зацеплением Ряд ны е С наклонным ди ско м
С внешним зацеплением Простого действия Двойного действия Поршневые Планетарные Аксиальные Радиальные С наклонной осью
Зу бчат ы
е Роликовые Св нешн им управлением С внутренним управлением. Основные параметры роторных гидромашин Рабочий объем
0
V , м это разность наибольшего и наименьшего значений замкнутого объема за один оборот вала насоса или гидромотора. Номинальное давление н , Па – это наибольшее давление, при котором гидромашина должна работать в течение установленного срока службы с сохранением параметров в пределах установленных норм. Частота вращения
t
n
1
, с,
об/с, об/мин – это величина, равная числу полных оборотов за единицу времени. Номинальная частота вращения н
– наибольшая частота вращения, при которой гидромашины должны работать в течение установленного срока службы с сохранением параметров в пределах установленных норм. н об/мин. Давление на входе в насос (давление всасывания) – минимальное давление на входе в насос, обусловленное явлением кавитации. Объемная подача
n
V
t
V
Q
0 0
, мс – это отношение объема подаваемой рабочей среды ко времени. Крутящий момент навалу гидромотора
n
pQ
w
N
M
2
, Нм. Рисунок 3.2 – Характеристики насоса и гидромотора Характеристика насоса – это зависимость подачи насоса от давления нагнетания при постоянной частоте вращения вала (рисунок 3.2, а. Подача насоса при увеличении давления нагнетания уменьшается, что объясняется увеличением утечек в насосе. Поэтому наклон характеристики обусловлен величиной утечек. Характеристика гидромотора – зависимость частоты вращения вала от расхода при постоянном перепаде давлений (рисунок 3.2, б.
1
p
– гидромо-

19 тор работает в режиме холостого хода
0
p
. При повышении давления нагнетания увеличиваются утечки и их компенсация осуществляется прими- нимальной частоте вращения вала. Неравномерность подачи – оценивают коэффициентом пульсации, характеризующим отношением изменения мгновенной подачи насоса к среднему значению подачи.
ср
мг
мг
мг
Q
Q
Q
k
min max
, где мг, мг минимальное и максимальное значение мгновенной подачи насоса, мс. Пульсация давления вызывает вибрацию элементов гидропривода, может привести к усталостному разрушению. Коэффициент подачи – определяется как отношение фактической подачи насоса, к его идеальной подаче.
пот
н
н
Q
Q
Q
Q
K
КПД насоса – отношение полезной мощности насоса к затраченной пол пол
мех
V
г
, где г гидравлический КПД, учитывающий потери за счет трения жидкости о стенки трубопроводов
V
– объемный КПД, учитывающий утечки мех механический КПД, учитывающий потери на трение в приводе.
3.3. Пластинчатые гидромашины Пластинчатым насосом называется роторный насос с рабочими камерами, образованными рабочими поверхностями ротора, статора, двух смежных пластин и боковых крышек. Наиболее простым насосом пластинчатого типа является насос с двумя пластинами 3 и 5, подвижно монтируемыми в общем, сквозном радиальном пазу ротора 7 (рисунок 3.3). Эти пластины, образуют с поверхностью ротора и смещенного относительно него на величину e статора 1 две серпообразные камеры a и b. Принцип работы насоса заключается в следующем. Вовремя работы насоса пластины постоянно прижаты к статору помимо пружин центробежными силами. Из-за наличия эксцентреситета они совершают сложное движение вращательное вместе с ротором и возвратно-поступательное в пазах. При повороте ротора относительно оси О
1
по часовой стрелке, объем камеры a насоса, соединенной с всасывающей полостью 6, увеличивается, возникает вакуум и рабочая жидкость поступает в камеру. В этот момент камера, соединенная с нагнетательной полостью 4, уменьшается, рабочая