Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод DJVU (948287), страница 27
Текст из файла (страница 27)
э.) приведены описания различных гидравлических устройств, в том числе насосов. Простейшие поршневые насосы, главным образом деревянные, строились очень давно, за много лет до пашей эры, приводились в действие преимущественно мускульной силой человека или животных и просуществовали столетия без каких-либо существенных изменений в конструкции. Усовершенствование их конструкции началось в ХУП1 в. в связи с развитием производства чугуна и стали, машиностроения и в особенности в связи с применением паровых двигателей. В результате в Х1Х в. появились паровые насосы— прямодействующие поршневые насосы с паровым приводом. Старинные летописи и другие источники содержат сведения о строительстве в России различных сооружений на реках, о развитии водных путей, о попытках создания механизмов, использующих энергию водного потока, и о других конструкциях, осуществление которых было бы невозможно без знания основ гидравлики.
Так, еще в Х вЂ” Х1 вв. на Руси существовали водопроводы из гончарных и деревянных труб, в 1115 г, был построен наплавной мост через Днепр у Киева. В Х1У вЂ” ХУ вв. велась добыча воды из |юдземных источников, оборудованных весьма совершенными водопроводными устройствами. В Средневековье были созданы универсальные энергетические машины — водяные колеса различных типов и размеров, послуживших основой промышленной революции нового времени.
Предшественники современных гидравлических машин появились в глубокой древности. Их конструкция видоизменялись от простейших механизмов, таких как вороты, водоподьемные колеса, журавли, черпаковые машины, до сложнейших устройств. Интересно, что наряду с теоретическими работами М.В.
Ломоносова, Д.И. Бернулли и Л.П. Эйлера известны их исследования в области создания гидравлических приборов и устройств. Ломоносов изобрел универсальный барометр, внскозиметр (прибор для исследования вязкости жидкости), прибор для определения скорости течений в море, а также занимался усовершенст- 156 Развитие гидро-, пневмопривода и гидродинамической передачи вованием гидравлических машин и устройств. Великий русский ученый в своих трудах описал различные насосы, в частности конструкции насосов для откачки воды из глубоких шахт.
Бернулли изобрел водоподъемник, установленный в с. Архангельское под Москвой, который поднимал воду на высоту 30 м. Отсутствие приводного двигателя тормозило развитие гидравлических машин. Поэтому на протяжении почти 2000 лет водо- подъемники практически не изменялись. Только благодаря разделению труда и развитию мануфактуры в ХУ1 — ХУ111 вв.
были созданы условия для широкого использования водяного колеса, а затем паровой машины в качестве двигателя. Эти же условия способствовали появлению новых гидравлических машин. Французский инженер А. Раммели в своем сочинении «Различные искусные машины» (1588) описал четыре разновидности вращательных насосов.
Среди них — прототип шестеренного насоса и довольно точное описание пластинчатого насоса однократного действия. Только с зарождением капитализма появилась необходимость в развитии гидравлической техники. Ремесла и промышленность нуждались в двигательной силе, которой в первую очередь стала энергия воды. Все это обусловило развитие гидравлики и гидравлических машин. Появление паровых машин в ХУ1Н в. связано, прежде всего, с необходимостью привода насосов для откачки воды из шахт. В начале ХУП1 в. английский изобретатель Томас Ньюкомен (1663 — 1729) создал поршневой насос для подъема воды в руднике, применив для его привода паровой цилиндр.
Гениальный русский изобретатель Иван Иванович Ползунов (1728-1766) разработал проект универсального парового двигателя непрерывного действия (проект был осуществлен в !766 г.). Непрерывность его работы достигалась принципиально новым методом — применением двух цилиндров, связанных механизмом с одним валом. Принцип работы двигателя Ползунова — суммирование на одном валу мощности нескольких цилиндров — положен в основу современных многоцилиндровых двигателей. Выдающийся английский изобретатель Джеймс Уатт (1736— 1819) создал универсальную паровую машину с цилиндром двухстороннего действия, в которой применил передачу от штока цилиндра к балансиру в виде параллелограмма (1784). Начало промышленного применения гидропривода относят к 1793 г., когда в Германии был создан первый гидравлический пресс.
157 Ч. И. Гидропневмопривод В конце Х1Х в. для перекачки воды и нефти стали применять паровые прямодействующие насосы. У этих насосов поршень гидравлического цилиндра соединен общим штоком с поршнем парового цилиндра. Исчерпывающая теория и метод расчета таких насосов впервые были предложены русским инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым (1853 — 1939).
Результаты своих исследований он изложил в работе «Насосы прямого действия». Шухов разработал ряд ценнейших конструкций поршневых насосов, из которых следует отметить конструкцию инерционного поршневого насоса с одним клапаном и гибким шатуном, предназначенного для откачки воды из артезианских скважин. Наибольший вклад в создание гидравлических и пневматических приводов сделал англичанин Д. Брама. Потомкам он известен как изобретатель гидравлического пресса (1795) — машины, впервые воплотившей в себе принцип передачи энергии посредством жидкости. В 1796 г. Брама специально для демонстрации этого принципа построил гидравлические весы (они и сейчас работают в Кенсингтонском музее науки и техники в Лондоне).
Брама сконструировал и запатентовал множество гидравлических устройств, в том числе прообраз пневмогидравлической подвески, телескопический цилиндр, известный теперь каждому автомобилисту как гидравлический домкрат. Рост производительных сил и бурное развитие промышленности в конце Х1Х вЂ” начале ХХ в. сильно ускорили развитие гидро- привода.
Первые попытки использования объемного гидропривода в судостроении относятся к 1840 г., когда на одном из английских судов были установлены якорно-швартовые шпили с нерегулируемым гидроприводом. В 1885 г. шзгличан Ригг внес изменения в конструкцию гидропривода, применив регулируемый гидромотор. Это позволило обеспечить более экономичную работу при малых нагрузках. В 1900 г, итальянец Бонтемпи применил для копировальнофрезерного станка схему с гцдромсханическим управлением, в котором использоваласы идравлическая следящая система с механической обратной связью по положению. В конце Х1Х в. во многих странах гидравлический привод стали использовать для управления рулем и для поворота орудийных башен на судах военно-морского флота. Однако более широкое распространение в технике он получил несколько позднее.
В 20-х годах прошлого столетия гидравлический привод стали применять для оснащения высокопроизводительных металлорежущих стан- 158 Развитие гидро-, пневмопривода и гидродинамической передачи ков. Он оказался наиболее совершенным техническим средством, позволившим механизировать и автоматизировать сложные технологические процессы. Наибольшей степени развития гидроприводостроение достигло после 40-х годов ХХ в.
Такое бурное развитие обусловлено чрезвычайно быстрым ростом промышленности и военной техники, постановкой таких проблем, которые ранее нельзя было предвидеть. Создание новых видов гидроустройств определяется необходимостью удовлетворения возрастающих потребностей общества. Качественный скачок в развитии гидропривода и его устройств связан с возрастающими знергосиловыми нагрузками и появлением новых более передовых материалов и технологий. Своему развитию современный гидропривод обязан выдающимся представителям инженерного деда. Гидротехнические работы, связанные с сооружением гидростанций, каналов, водопроводов, а также развитие кораблестроения, машиностроения и особенно гидромашиностроения способствовали развитию научных и экспериментальных исследований как в области гидравлики, так в области гидравлических машин и устройств.
Теория подобия роторных машин была впервые разработана В.В. Мишке в 30-х годах ХХ в. в Московском высшем техническом училище им. Н.Э. Баумана (МВТУ). На ее основе и в настоящее время конструируются гилромашины и создаются параметрические ряды гидроприводов. Вопросами теории и конструирования машин объемных гидропередач общего применения на протяжении многих лет занимались представители научной школы В.Н. Прокофьева. В современной промышленности нет области, где не проводятся гидравлические расчеты процессов, не применяются гидравлические машины, устройства и приводы. Гидропривод машин и механизмов, автоматизированные системы управления производством, гидроустройства металлообрабатывающих станков, самолетов и ракет, тормозные устройства автомобилей и искусственное сердце, нефтяная и газовая промышленности, промышленные роботы и многое другое.
В авиационной технике применение гидроприводов было вызвано необходимостью управлять закрылками для изменения курса и тангажа самолета, убирать и выпускать шасси и закрылки, управлять тормозами колес и производить ряд других операций, без которых немыслимо было повышение скорости полета. Отечественные машины объемного гидропривода разрабатывались на основе научных исследований советских ученых и инжене- 159 Ч.П. Гидроинеаиоаривод ров. Большой вклад в развитие самолетного гидропривода внесли работы, выполненные в ряде ОКБ авиапионного направления. Достоинства гидроперсдач обусловливают нх широкое использование в мобильных сельскохозяйственных, строительных и дорожных машинах.
Использование гидроприводов в строительных и дорожных машинах способствует значительному повышению уровня механизации в этих отраслях. Гидравлические устройства устанавливаются в системах управления на экскаваторах, бульдозерах, подъемниках, погрузчиках, кранах, а также в качестве силовых передач на движитель этих машин. На современном этапе развития промышленности следует отметить широкое развитие и применение систем гидроавтоматики, позволяющих создавать полностью автоматизированные системы и агрегаты с высокими характеристиками регулирования и слежения. Пневмопривод. Изобретение поршневого воздушного насоса (1650) — прототипа современных одноступенчатых компрессоров— связано с именем немецкого физика Отто фон Герике (1602 — 1686). Совершенствованию компрессоров в ХУШ вЂ” Х1Х вв. способствовало развитие горнорудной промышленности и металлургии.
В области ко мир ессоростроения широко известны исследования М.Н. Френкеля, К.П. Селезнева и др. Важные результаты в изучении движения газов были получены в Х1Х в. В 1839 г. А. Сен-Венан и К. Венцель вывели расчетную формулу для определения скорости адиабатического истечения газа через отверстия. Б. Риман еще в 1810 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
