Виды гидронасосов, их классификация и принцип работы

 

Какими бывают шестеренные гидравлические насосы?

В основе конструкции устройств такого типа лежат две вращающиеся шестерни. Подобное оборудование идеально для систем с давлением до 20 МПа, применяемых в дорожной и сельхозтехнике, смазочных системах и мобильной гидравлике. Также шестеренные насосы снабжают гидравлической энергией дополнительные механизмы в составе сложных систем. Их основными преимуществами являются компактные размеры, простота конструкции и небольшой вес. Но есть у шестеренных насосов и недостатки. Такие устройства обладают низким КПД (до 0,85) и низким показателем рабочего давления. Частота вращения в шестеренных насосах составляет до 5000 об/мин.

Щирокий ассортимент гидравлических насосов на сайте компании “СтройМашСервис” https://sms74.ru/catalog/gidronasosy/.

Выделяют насосы внешнего, а также устройства внутреннего зацепления. Агрегаты первого типа функционируют за счет движения шестерней. К их недостаткам относят высокую пульсацию давления, низкий показатель КПД и относительно низкий уровень создаваемого давления. Аппараты второго типа лишены некоторых этих недостатков. Благодаря меньшей пульсации и минимальному шуму при работе они широко используются в агрегатах стационарного типа, а также в мобильной технике, применяемой в условиях закрытых помещений.

Отдельным подвидом агрегатов с внутренним зацеплением являются героторные насосы. Такие устройства применимы для систем с давлением до 15 МПа и подачей жидкости до 120 л/мин. Частота вращения в них составляет до 1500 об/мин. Также существуют роторно-винтовые аппараты, способные создавать давление до 20 МПа. Их производство – довольно сложная задача, поэтому применяются такие устройства в специфических гидросистемах.

Пластинчатые гидравлические насосы и их виды

Основу конструкции такого оборудования составляют пластины, совершающие возвратно-поступательные движения по мере вращения ротора. Пластинчатые устройства применяются в системах с давлением до 21 МПа и вращаются с частотой до 1500 об/мин. В широком ассортименте доступны агрегаты однократного и двойного действия. Устройства второго типа отличаются от первых наличием двух зон всасывания и нагнетания жидкости.

Достоинства и недостатки

Аксиально-поршневой гидромотор и гидравлический насос данного типа при сравнении с радиальными и паровыми устройствами отличаются следующими достоинствами:

• При достаточно компактных размерах и небольшом весе такие устройства обладают внушительной мощностью и достойной производительностью.
• За счет компактных размеров и небольшого веса насосы, относящиеся к аксиально-поршневому типу, при работе создают небольшой момент инерции.
• Частоту вращения выходного вала аксиально-поршневого гидромотора регулировать очень легко.
• Данные устройства эффективно функционируют даже при достаточно высоком давлении рабочей среды и при этом создают соответствующий крутящий момент выходного вала.
• В таких установках можно изменять объем рабочей камеры, чего не удается достичь при использовании гидронасосов и гидромоторов радиально-поршневых.
• Частота, с которой вращается выходной вал гидромоторов данного типа, в зависимости от модели может находиться в диапазоне 500–4000 об/мин.
• В отличие от насосов радиально-поршневых, которые могут работать при давлении рабочей жидкости, не превышающем значение 30 мПа, аксиальные установки способны функционировать при давлении, доходящем до 35–40 мПа. При этом потери величины такого давления будут составлять всего 3–5%.
• Поскольку поршни аксиальных насосов устанавливаются в рабочих камерах с минимальными зазорами, достигается высокая герметичность таких установок.
• При использовании насосов данного типа можно регулировать как направление подачи, так и давление рабочей жидкости.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя от стиральной машины

Регулируемый аксиально-поршневой гидромотор применяется на погрузчиках, экскаваторах и автокранах

Как и у любых других технических устройств, у аксиально-поршневых насосов есть недостатки:

• Такие насосы стоят достаточно дорого.
• Сложность конструктивной схемы значительно затрудняет ремонт аксиально-поршневых гидронасосов.
• Из-за не слишком высокой надежности эксплуатировать гидравлические механизмы данного типа следует только согласно инструкции, иначе можно столкнуться не только с невысокой эффективностью работы такого устройства, но и с его частыми поломками.
• При использовании насосного оборудования данного типа жидкость в гидравлическую систему подается с большой пульсацией и, соответственно, расходуется неравномерно.
• Из-за высокой пульсации, характерной для функционирования таких насосов, гидравлика, которой оснащена трубопроводная система, может работать некорректно.
• Гидравлические механизмы аксиально-поршневого типа очень критично реагируют на загрязненную рабочую среду, поэтому использовать их можно только с фильтрами, размер ячеек которых не превышает 10 мкм.
• Аксиально-поршневые гидравлические устройства из-за особенностей своей конструкции издают при работе значительно больше шума, чем модели насосов и гидравлических моторов пластинчатого и шестеренного типа.

К аксиально-поршневому типу, как упомянуто выше, могут относиться не только гидравлические насосы, но и гидромоторы. Принцип работы гидромотора практически идентичен принципу действия аксиально-поршневого насоса. Основная разница состоит в том, что совершается такая работа в обратной последовательности: в устройство под определенным давлением подается жидкость, которая и заставляет двигаться поршни гидромотора, приводящие во вращение его выходной вал.

Устройство и принцип работы циркуляционного насоса. Если не знать, в чем заключается принцип работы циркуляционного насоса,…

Как выбрать насос для бассейна: сравнительный обзор различных видов агрегатов. Вы хотите обустроить собственный бассейн, сотворив…

Простейший насос из пластиковых бутылок. Простую помпу для перекачки жидкости буквально за несколько минут можно изготовить…

Гидронасосы сегодня нашли широкое применение в самых различных отраслях: от домашнего хозяйства до машиностроения. Благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам они используются для обеспечения водоснабжения частных и многоквартирных домов, подачи топлива в оборудовании на предприятиях промышленности и космических станциях. К наиболее распространенным относят аксиальные гидронасосы поршневого типа.

Ремонт гидравлического насоса

Хотя, как уже упоминалось, этот насос имеет относительно простую конструкцию, если у вас нет хороших технических знаний, лучшее решение для вас — обратиться за помощью к квалифицированным механикам для выявления и устранения проблемы. Если проблема не очень большая, тогда насос можно отремонтировать и продолжать обслуживать вас некоторое время, но если проблема большая, насос должен быть полностью заменен.

Если вы думаете, что обладаете знаниями и хотите опробовать их, вот как вы можете самостоятельно отремонтировать насос рулевого колеса.

Перед началом ремонта хорошо проверить уровень жидкости в баке и немного долить. Почему? Иногда, при проверке выясняется, что насос в порядке, а жидкости просто недостаточно, что мешает его нормальной работе.

Если проблема не в жидкости, то нужно начинать ремонт.

Основные шаги по ремонту гидронасоса на руле:

• Покупка запчастей — обычно проблема в подшипниках, шайбах или сальниках, но если вы не хотите ошибиться, лучше купить целый комплект насоса рулевого управления.
• Инструменты — подготовить ключи и отвертки, крепежные кольца, емкость и кусок шланга для слива жидкости из резервуара, чистую ветошь для протирания, чистый кусок картона, тонкую наждачную бумагу
• Для проведения ремонта необходимо разобрать насос. Для этого найдите его местоположение, слегка отпустите осевой болт, крепящий его к консоли
• Используйте шланг для слива гидравлической жидкости из насоса
• Открутите и снимите все болты и шланги, подключенные к насосу, и снимите его
• Тщательно очистите насос от грязи и налипшего на него масла. Протирайте чистой тканью, пока не убедитесь, что она достаточно чистая, чтобы начать ее разборку.
• Удалите стопорное кольцо подшипника
• Ослабьте крепежные винты на задней крышке
• Тщательно разберите все компоненты насоса. Удалите компоненты один за другим, не забывая нумеровать их и размещать отдельно, чтобы вы не ошиблись при их установке.
• Внимательно проверьте все детали и слегка протрите их наждачной бумагой.
• Осмотрите неисправные компоненты насоса и замените неисправные детали новыми.
• Начните сборку насоса в обратном порядке.
• Замените его, подсоедините все шланги, убедитесь, что вы правильно затянули все болты и гайки, и залейте жидкость.
• Если вам это удалось, у вас уже есть отлично работающий гидравлический насос на руле вашего автомобиля.

Если после снятия гидравлического насоса окажется, что деталей, которые необходимо заменить, достаточно много, просто замените его новым. Если вы решили сделать это, вы должны быть очень осторожны в своем выборе.

Потратьте время, чтобы посмотреть на различные модели, посмотрите, подходят ли они для вашей модели автомобиля, и если вам трудно сделать свой собственный выбор, обратитесь за рекомендациями к производителю автомобиля или проконсультируйтесь с квалифицированным механиком или сотрудником в магазине автомобильных запчастей.

Тщательно выбирайте и совершайте покупки только в специализированных магазинах, которые наверняка предлагают качественные автозапчасти. Таким образом, вы будете уверены, что новый насос, который вы поставите в свой автомобиль, отличается высоким качеством и будет служить вам долгие годы.

Насос является важной частью тормозной системы. Возможно, один из самых важных насосов в автомобиле — тот, который находится в тормозном цилиндре автомобиля. Этот цилиндр отвечает за проталкивание тормозной жидкости через тормозные магистрали к тормозным суппортам, чтобы транспортное средство могло безопасно остановиться.

Гидравлический насос в этом цилиндре создает необходимую силу (давление), чтобы позволить тормозным суппортам приводить в действие диски и колодки, чтобы остановить автомобиль. В этом направлении гидравлический насос играет чрезвычайно важную роль в бесперебойной и безупречной работе тормозной системы автомобиля.

Поршневые гидронасосы

Рис 1 Поршневой гидронасос

Гидравлические приборы с поршнем разделяются на несколько видов:

• Ручные

• Аксиально-поршневые.

• Радиально-поршневые.

Ручной насос обладает достаточно простой конструкцией,которая весьма долговечна. Он применяется когда нужно дать мотору определенное количество энергии. Положительными чертами устройства является отсутствие двигателя и надежную работу без сбоев. Чаще всего ручной насос используется в качестве запасного варианта или подстраховки.

Достоинства использования гидронасоса:

• У насоса отсутствует привод, следовательно, он ни к чему не привязан.

• Небольшой вес, что делает его мобильным

• Компактные размеры

• Высокий уровень надёжности

• Длинный строк службы

• Прибор предельно прост в использовании. Даже у людей, не имеющих специального образования использование гидронасоса не вызовет никаких трудностей.

Такой насос можно использовать даже без электричества, он не нуждается в топливе. К минусам относят потребность в физическом труде реального человека, и уровень работоспособности ниже, чем у его собратьев.

Радиально-поршневые отличаются очень тихой работой и небольшой осевой размер. Но встречается подобная конструкция в гидронасосах достаточно редко. Еще к особенностям этого типа можно отнести то, что они выпускаются исключительно с огромными рабочими объемами, свыше 400 Па.

Аксиально-поршневые являются самыми распространенными видами устройств, которые используются в наше время. Он обладает самой высокой производительностью и лучшими техническими характеристиками, по сравнению с иными моделями. Чаще всего его используют для работы с высокими частотами, работает при давлении в 70 Па. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, которая делает его практически недоступным для многих людей.

Основные параметры и характеристики гидронасосов

• Рабочий объем (удельная подача) [см3/об] – это объем жидкости вытесняемый насосом за 1 оборот вала. • Максимальное рабочее давление • Максимальная частота вращения [об/мин]

Классификация объемных насосов по типу вытесняющего элемента показана на Схеме 1.

Схема 1

При выборе типа насоса для гидросистемы необходимо учитывать ряд факторов свойственных определенным типам насосов и особенности разрабатываемой гидросистемы. Основными критериями выбора насоса являются:

• Диапазон рабочих давлений
• Интервал частот вращения
• Диапазон значений вязкости рабочей жидкости
• Габаритные размеры
• Доступность конструкции для обслуживания
• Стоимость

Рекомендации по выбору насоса для гидросистемы

Выбор типа и насоса нужно осуществлять исходя из условий работы гидросистемы, ее назначения и требований к параметрам потребного потока рабочей жидкости.

Основными параметрами при выборе типа насоса являются:

1. Уровень действующих давлений рабочей жидкости;
2. Класс чистоты рабочей жидкости;
3. Диапазон вязкостей рабочей жидкости;
4. Экономическое обоснование применения.

При выборе насоса для гидросистемы следует учитывать большое количество определяющих факторов. Основными критериями с которых необходимо начать выбор насоса являются необходимая подача Qи давлениеp. Также в начале процедуры подбора необходимо четкое представление о типе приводного двигателя. В зависимости от предназначения и базирования механизма приводимого в действие гидросистемой приводной двигатель может быть электрическим или двигателем внутреннего сгорания. При выборе мощности приводного двигателя следует определить необходимую для гидросистемы гидравлическую мощность, которую можно приблизительно определить по зависимости (1).

где Q – подача насоса [л/мин]

p – давление в гидросистеме

ɳ — КПД насоса (шестеренного и пластинчатого ɳ=0,85, для роторно-поршневого ɳ=0,9)

После определения мощности выбирается тип гидронасоса исходя из характеристик свойственных для каждого из типов насосов и рабочего давления. Необходимый рабочий объем гидронасоса определяется как:

и проверяем насос на совместимость с выбранным двигателем по мощности (см. выражение (1)).

При необходимости наличия регулируемой подачи насоса, помимо установки регулируемого насоса, можно применить насос постоянного рабочего объема при этом подачу регулировать оборотами приводного двигателя. Данный способ регулирования может быть осуществлен в ограниченных характеристиками двигателя пределах.

Для ступенчатой регулировки скорости гидродвигателя в гидросистеме можно применять два насоса или многосекционные насосы, фактически представляющие собой несколько насосов конструктивно выполненных одним блоком. Для регулировки скорости в этом случае необходимо подключать или отключать секции насоса изменяя тем самым суммарную подачу насоса. Способы коммутации секций будут описаны в следующих статьях.

Причины отказа насосов

При эксплуатации насоса следует обращать внимание на условия его работы. Наиболее часто неисправность насоса бывает вызвана:

• Попаданием посторонних частиц (грязи)
• Масляным голоданием
• Работой на водно-масляной эмульсии
• Работой на воздушно-масляной смеси
• Работой с перегрузкой по давлению
• Превышением допустимых оборотов
• Превышение давления в корпусе
• Перегревом рабочей жидкости

Ручные гидравлические насосы НРГ

Гидронасосы НРГ очень надежные устройства и весьма распространены у нас в России так как производятся здесь же.  Линейка НРГ насосов содержит устройства с распределителями. В конце обозначения таких инструментов обычно ставится буква «Р». Эта буква означает что инструмент может работать с гидроустройствами двустороннего действия.  Рассмотрим несколько моделей НРГ гидронасосов ручного типа:

Насосы НРГ

• Модель нрг-7020Р. Создает максимальное давление в 700 бар. И имеет номинальный объем бака 2 литра. В комплекте идет гидрораспределитель который позволяет работать с устройствами как одностороннего, так и двустороннего действия.
• Модель нрг-7007. Также создает давление в 700 бар. Номинальный объем бака 0,7 литра. Достоинствами этой модели является присутствие предохранительного клапана, усилие на рукоятке минимально, и две ступени подачи масла. Данный инструмент предназначен для гидроинструмента одностороннего действия, с пружинным возвратом штока.
• Модель нрг-67016Р.  Номинальный объем бака равен 14 литрам. Усилие на рукоять 55 кг. Давление максимум 4Мпа. Производительность 115 куб см. Весит такое устройство целых 30 кг и весьма габаритно. Подойдет для небольшого автосервиса.

Поршневые гидронасосы: виды, характеристики

Ручные

Агрегаты ручного типа – недорогие устройства, не отличающиеся высокой производительностью. Работают по принципу вытеснения. Востребованы при решении простых хозяйственных задач по обеспечению гидравлической энергией исполнительных гидромоторов вспомогательных механизмов. Могут выполнять функции аварийных. Преимуществами ручных гидронасосов являются простота устройства, отсутствие внешнего приводного двигателя, надежность в работе.

Характеристики ручных моделей:

• максимальное давление – до 50 МПа;
• наиболее частый интервал давлений – 10-15 МПа;
• наибольший рабочий объем – 70 см3 (для этого вида оборудования рабочим объемом считается суммарный объем жидкости, который вытесняется во время прямого и обратного хода рукояти).

Схема ручного гидронасоса одностороннего действия

Принцип действия:

• при первом ходе поршня жидкость из емкости или водоема поступает через всасывающий клапан;
• выпускной клапан закрыт;
• при следующем ходе поршня жидкость через выпускной клапан перемещается в напорный трубопровод;
• впускной клапан перекрыт.

Схема ручного насоса двойного действия

Принцип работы гидронасоса двойного действия:

• при ходе поршня через впускной клапан жидкость всасывается с одной стороны, второй впускной клапан при этом закрыт;
• одновременно жидкость вытесняется через выпускной клапан в напорный трубопровод, второй выпускной клапан при этом закрыт.

Аксиально-поршневые

Для этих устройств характерно аксиальное (осевое) размещение цилиндров. Цилиндры размещены вдоль оси вращения блока цилиндров, параллельно этой оси или под некоторым углом к ней. По виду вытеснителя агрегаты разделяют на аксиально-поршневые и аксиально-плунжерные. Они востребованы в системах давлением до 70 МПа, частота вращения – 4000 об/мин, гидронасосы специального исполнения обеспечивают до 20000 об/мин.

Аксиально-поршневые гидронасосы наиболее востребованы в современных гидроприводах. Они имеют множество конструктивных исполнений, которые можно разделить на 2 типа:

• с наклонным блоком – между осями вращения блока цилиндров и вала есть некоторый угол;
• с наклонным диском – оси вращения блока цилиндров и вала совпадают.

Преимущества моделей:

• простая конструкция;
• высокий КПД и количество оборотов;
• значительная удельная мощность.

К минусам относятся: высокая стоимость, по сравнению с другими моделями, и пульсирующие скачки давления.

Радиально-поршневые

Эти агрегаты эффективны в высоконапорных системах, благодаря способности длительно создавать давление до 100 МПа. Характерная особенность – низкая скорость вращения, 1500-2000 об/мин. Конструкция таких агрегатов может предусматривать нестабильный рабочий объем. Преимущества радиально-поршневых моделей: относительно небольшие осевые габариты, высокая надежность, простота конструкции. Минусы: малые обороты, скачки давления. Радиально-поршневые насосы изготавливают с эксцентричным ротором или валом.

• С эксцентричным ротором (схема). Поршневая группа смонтирована в статоре. Интервал между осями статора и вращения ротора – величина эксцентриситета «е». При оборотах ротора поршни совершают поступательные движения на удвоенную величину «е». Распределение – золотниковое.
• С эксцентричным валом (схема). Оси вращения вала и статора совпадают. Особенностью конструкции агрегата является наличие на валу кулачка, смещенного на значение «е» по отношению к центру вращения вала. При оборотах вала кулачок сообщает поршням возвратно-поступательное движение на дистанцию, равную удвоенному «е». Распределение – клапанное. Благодаря простой конструкции, эти устройства имеют более широкое распространение, по сравнению с моделями с эксцентричным ротором.

Поршни переключаются между двумя фазами:

• Всасывания. Выдвижение поршня инициирует возрастание емкости рабочей камеры. Клапан нагнетания закрывается, всасывания – открывается. Поршень передвигается по кругу до наивысшей точки выдвижения.
• Нагнетания. Происходит переключение поршня на отверстие нагнетания и начало его движения в обратную сторону от наивысшей точки выдвижения. Клапан всасывания закрывается, нагнетания – открывается. Снижение объема рабочей камеры приводит к созданию давления и выталкиванию жидкости из агрегата. Фаза нагнетания длится до максимального сжатия объема рабочей камеры. Затем снова начинается фаза всасывания.