Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

К недостаткам винтовых насосов относят: невозможность регулирования их рабочего объема, трудность агрегатирования друг с другом, и худшие, чем у других насосов, массо-габаритные показатели. З.З. Насосы З.З.6. Статические характеристики объемных насосов Статической характеристикой объемных насосов называют зависимость подачи насоса от развиваемого им давления при постоянной частоте вращения приводного вала. Поскольку теоретическая (идеальная) подача нерегулируемого объемного насоса определяется его рабочим объемом и частотой вращения, теоретическая характеристика насоса в указанной системе координат имеет вид горизонтальной прямой Ц, (рис.3.18).

Рис. 3.18. Характеристики нерегулируемых объемных насосов Действительная подача насоса отличается от теоретической на величину перетечек (внутренних утечек) рабочей жидкости через зазоры между сопрягаемыми деталями насосов, образующими рабочие камеры — из полости нагнетания в полость всасывания, т.е. 0»= О,— 0 .

Поскольку уплотняющие зазоры в насосах малы и протяженны, а вязкость рабочей жидкости обычно значительна, то режим ее течения в этих зазорах, как правило, ламинарный. Поэтому при не очень высоких давлениях утечки будут возрастать прямопропорционально росту давления. Отсюда следует, что реальная характеристика объемного насоса имеет вид наклонной прямой, причем, чем более совершенен насос, тем угол наклона меньше (тем больше «жесткость» характеристики). Сравнивая характеристику насоса, которая приводится в его техническом паспорте, с реальной, можно судить о степени его износа.

Из приведенной на рис. 3.18 характеристики следует, что подача насоса может стать равной нулю при значениях давления близких к бесконечности. Другими словами, если напорную линию насоса полностью перекрыть, т.е. обеспечить условие Од= О, то давление в ней может вырасти практически до бесконечности, что непременно приведет к разрыву трубопровода, либо к разрушению деталей насоса. Во избежание этого, все насосные установки снабжают предохранительными клапанами (рис.

3.19), которые начинают сбрасывать часть рабочей жидкости обратно в бак, при достижении давления в напорной линии некоторого предельно допустимого значения. Рис. 3.19. Принцип действия предохранительного клапана * Разновидность напорных клапанов, см. равд. 5.2. Л 63 3. Энертообеспечиаающая подсистема В нормальном состоянии запорно-регулирующий элемент — конический клапан 2 — прижат к седлу 1 пружиной 3, величина усилия которой настраивается посредством регулировочного винта 4. Пока давление насоса р„< р„= Г с(А (где Р; о — сила пружины при закрытом клапане; А„, — площадь отверстия, перекрываемого клапаном), клапан закрыт. При повышении давления на входе в клапан выше значения р„определяемого настройкой пружины 3, конический клапан 2 начинает отходить от седла 1, обеспечивая сброс части рабочей жидкости в бак. Степень открытия клапана увеличивается с увеличением давления на его входе.

Когда величина давления в напорной линии насоса упадет ниже номинального значения срабатывания клапана, он закрывается. Характеристика г бъемного насоса с установленным параллельно предохранительным клапаном, показана на рис. 3.20. Рис. 3.20. Характеристика объемного насоса с предохранительным клапаном При давлении насоса р„«р„предохранительный клапан закрыт и характеристика насоса с клапаном совпадает с характеристикой собственно насоса. При давлениях д„> р, часть подачи переливается через клапан, характеристика резко «заваливается» вниз (эту часть характеристики приблизительно можно представить тоже в виде прямой линии).

При достижении давления полного открытия предохранительного клапана д„, вся подача насоса через клапан гюступает в бак. Очевидно, что такой способ регулирования подачи незкономичен, поскольку часть мощности, развиваемой насосом (а в точке р„, вся мощность), теряется в клапане. Почти такую же по виду характеристику имеют насосы с регулируемой подачей (рис. 3.21). Рис. 3.21. Характеристика объемного насоса с регулируемой по давлению подачей С точки зрения расхода энергии, такой способ регулирования подачи является более экономичным. Если потребитель не расходует жидкость, то давление на выходе насоса возрастает, рабочий объем насоса уменьшается, что сопровождается уменьшением подачи вплоть до полного ее прекращения. При этом потребляемая насосом мощность становится минимально возможной. 64 З.З.

Насосы 3.3.7. Регулирующие устройства Нерегулируемые насосы широко применяются в насосных станциях гидроприводов малой и средней мощности. Однако, значительные потери энергии при режимах работы, когда подача насоса превышает нужды потребителя, делают экономически невыгодным их использование в гидроприводах высокой мощности. Задачи энергосбережения успешно решаются путем использования регулируемых насосов, снабженных различного рода регуляторами: давления, расхода и мощности. Регулятор давления.

Регулятор давления определяет максимальное значение давления в гидросистеме. В качестве примера рассмотрим принцип регулирования давления в гидросистеме посредством регулируемого пластинчатого насоса непрямого управления с регулятором давления (рис.

3.22) Рис. 3.22. Регулируемый пластинчатый насос непьрямого тупьравпения с ьрегуляторомл давления В данной конструкции перемещение статора насоса осуществляется двумя, находящимися под давлением, установочными поршнями разного диаметра (отношение площадей 2:1). Установочный поршень 5 подпружинен, благодаря чему устанавливается максимальный эксцентриситет при запуске насоса.

Давление в напорной линии постоянно воздействует на поршень меньшего диаметра 6, а в пружинную полость поршня большего диаметра 5 — передается через регулятор давления 1, настройка которого определяет максимальное давление в гидросистеме. Регулятор давления состоит из регулирующего золотника 2, имеющего одно продольное и два радиальных сверления, настроечной пружины 3 и регулировочного винта 4. В исходном состоянии под действием пружины 3 золотник 2 находится в левом положении, а рабочая жидкость подступает в камеру установочного поршня 5 через сверления в золотнике.

Спивная линия Т перекрыта буртиком золотника 2. Пока усилие, создаваемое давлением жидкости на левый торец золотника 2 меньше усилия пружины 3, давления в камерах установочных поршней 5 и 6 равны„насос обеспечивает максимальную подачу. При увеличении давления в гидросистеме золотник 2, сжимая пружину 3, смещается вправо, камера установочного поршня 5 соединяется со сливом Т, и давление в ней падает.

Поскольку малый установочный поршень 6 постоянно соединен с напорной линией, он смещает статор насоса практически в концентричное ротору положение. Подача насоса стремится к нулю, а рабочее давление в гидросистеме поддерживается нз заданном уровне.

Таким образом, потери мощности в гидросистеме при достижении максимального установленного давления незначительны, нагрев рабочей жидкости невелик, а энергопотребление — минимально. 65 3. Энергообеспечиаающая подсистема Регулятор расхода. Регулятор расхода автоматически поддерживает подачу насоса на заранее заданном уровне, для чего в линии нагнетания устанавливают регулируемый дроссель, перепад давления на котором и является параметром регулирования (рис. 3.23).

Рис. 3.23. Регулируемый пластинчатый насос непрямого управления с регулятором расхода Давление рь равное давлению перед дросселем 1, одновременно действует на левый установочный поршень 6 насоса и левый торец золотника 2 регулятора. Давление в гидросистеме рз, равное давлению за дросселем 1, через канал, связанный с пружинной полостью 4 регулятора, воздействует на правый торец золотника 2. Посколькудз< р, золотник 2, сжимая пружину регулятора, смещается вправо, и через кромку 3 золотника 2 часть жидкости уходит в канал слива Т, вследствие чего на установочный поршень 5 насоса действует меньшее давление, чем на поршень 6.

Это приводит к смещению статора насоса, т.е. к установке подачи, обеспечивающей перепад давления Л р на дросселе 1. На установочных поршнях насоса б и 6, а также и на золотнике 2 регулятора, устанавливается равновесие сил. Изменение давления в гидросистеме рз (например, вследствие изменения нагрузки) будет вызывать такое изменение давления рн что перепад давления Лр на дросселе 1, величина которого определяется настройкой пружины регулятора, будет оставаться постоянным, т.е.

при неизменном проходном сечении дросселя 1, расход жидкости через него останется постоянным. Если увеличить проходное сечение дросселя 1, то перепад давления на нем уменьшится, и золотник 2 регулятора сместится влево, уменьшив поток части рабочей жидкости в канал Т. Давление в пружинной полости установочного поршня 5 возрастет, что приведет к смещению статора и увеличению подачи насоса.

Вследствие увеличения потока в напорной линии перепад давления на дросселе начнет возрастать до момента установки нового стабильного состояния насоса и золотника регулятора. Таким образом, посредством настройки регулируемого дросселя 1 можно устанавливать требуемую, не зависящую от давления в системе, подачу насоса. Рассмотренные регуляторы давления и расхода могут иметь различные настроечные механизмы: механические, гидравлические и электрические.

Комбинация из регуляторов давления и расхода позволяет создавать особо экономичные, так называемые Еоаб-эепьзпц (чувствительные к нагрузке), гидроприводы. 6б Регулятор мощности. Регулятор мощности представляет собой механизм, который автоматически изменяет величину подачи О в зависимости от величины давленияр на выходе насоса таким образом, что произведение подачи и давления, определяющее мощность насоса Р, остается все время постоянным. Статическая характеристика регулируемско объемного насоса с регулятором мощности приведена на рис.3.24. Рис.

Характеристики

Список файлов книги