Тема 11. ОБ'ЄМНІ НАСОСИ І ГІДРОДВИГУНИ
Класифікація об'ємних машин. Поршневі насоси і гідродвигуни. Пристрій, принцип роботи і класифікація поршневих гідромашин. Корисний і шкідливий обсяг камер. Робочий обсяг і напірна характеристика насоса. Графіки подачі, коефіцієнт пульсації і способи вирівнювання подачі. Гранична висота усмоктування. Кавітація. Регулювання подачі насоса.
Низькомоментні і високомоментні гідромотори. Силові і моментні гідроциліндри.
Шестеренні, пластинчасті і гвинтові насоси і гідромотори. Порівняльні дані по об'ємних насосах і гідродвигунам.
Розрахунок основних елементів і питання конструювання поршневих, шестеренних і пластинчастих насосів і гідродвигунів (*).
Література: [10], 81—95, 98—102, 103—113, 115—148, 162—170, 190—192; [12], 324—327, 329—359, [13] 49—55, 59—64, 83—85, 89—94, 114—119, 154—159, 186—191, 198—200; [15], 239—253, 258—262, 264—276, 298—299.
Методичні вказівки
При вивченні цієї теми потрібно усвідомити принцип дії насосів різних типів, ознайомитися з їхньою кінематикою і розподільними пристроями. Крім того, потрібно з'ясувати фактори, що впливають на подачу і напір машини.
Варто пам'ятати, що характерним параметром об'ємних машин є робочий обсяг (див. додаток 7), який як головний параметр фігурує в параметричних рядах насосів і гідродвигунів (див. додатка 10, 11). Деякі автори у своїх книгах користаються іншими, різнозначними, але термінами, що не рекомендуються: об'ємна постійна, питома подача (витрата) і питома теоретична подача (витрата).
У насосів постійної подачі робочий обсяг незмінний, а в насосів перемінної подачі робочий обсяг змінюється.
Найчастіше витиснення рідини з робочих камер витескачами відбувається нерівномірно, що позначається на характері подачі. Найбільша нерівномірність подачі має місце у поршневих насосів простої дії. Для вирівнювання подачі застосовують повітряні ковпаки (у насосів для подачі води) і рівнобіжне з'єднання циліндрів, у яких початок подачі зміщені в часі. Кращий результат по вирівнюванню подачі дає непарне число циліндрів. Щоб у цьому переконатися, рекомендується побудувати відповідні графіки подачі.
Кожному типу об'ємних машин притаманні свої достоїнства і недоліки, що повинні відповідним чином враховуватися в конкретних умовах експлуатації.
Для частин врубових машин, що подають, і комбайнів рекомендується застосовувати тихохідні високомоментні гідромотори (з моментом, що крутить, більш 2000 н.м. і швидкістю обертання менш 250 про/хв), що спрощує і звільняє машину від громіздких механічних передач. Тому необхідно звернути увага на особливості високомоментних гідромоторів (многокамерність, висока кратність дії, многорядність).
Питання для самоперевірки
1. Які особливості напірних характеристик об'ємних насосів?
2. Опишіть пристрій і принцип роботи поршневого, шестеренного, пластинчастого і гвинтового насосів.
3. Від чого залежить робочий обсяг поршневої, шестеренної, пластинчастої і гвинтової гідромашини?
4. Як визначається коефіцієнт нерівномірності (пульсації) подачі? Чим досягається вирівнювання подачі?
5. Яка зв'язок між геометричною і вакууметричною висотами усмоктування насоса?
6. Що таке гранична висота усмоктування?
7. Коли настає кавітація? У чому її сутність?
8. Як регулюється подача в радіальних роторно-поршневих насосів?
9. Як регулюється подача в аксіальних роторно-поршневих насосів?
10. Як усувається запирання рідини в западинах шестеренного насоса?
11. У чому сутність гідравлічної компенсації торцевого зазору в шестеренних машин?
12. Яке розходження між робочим обсягом гідромашини і корисним обсягом?
13. Що називають параметром регулювання насоса?
14. Чим визначається мінімальна і максимальна швидкість обертання гідромотора?
15. Чим відрізняються моментні і силові гідроциліндри від гідромоторів?
16. У яких насосів, не змінюючи напрямку обертання їхнього вала, можна змінити напрямок потоку робочої рідини? Яким шляхом це досягається?
Тема 12. ПРИСТРОЇ КЕРУВАННЯ, ДОПОМІЖНІ ПРИСТРОЇ І ЛІНІЇ
Розподільники рідини і регулятори. Пристрій і принцип дії кранових, золотникових і клапанних розподільників.
Регулятори прямої і непрямої дії.
Прямодіючи гулятори тиску і витрати. Призначення, пристрій і принцип дії прямодіючих регуляторів тиску: запобіжних, редукційних і переливних клапанів; те ж — прямодіючих регуляторів витрат: дроселів, ділильних і зворотних клапанів, гідравлічних замків.
Регулятори непрямої дії. Їхні основні елементи. Регулятори з золотниковими, дросельними і струминними підсилювачами.
Допоміжні пристрої: фільтри, резервуари, гідроакумулятори, мультиплікатори.
Гідромережа. Ущільнення.
Література: [1], 92—112, 144—206; [4], 296—396, 416—545; [7], 139—267; [9], 163—274; [10], 194—248; [12], 360—372; [13], 217—347; [14], 49—72, 77—97, 107—111; 115], 302—316.
Методичні вказівки
У цій темі необхідно вивчити призначення, пристрій і принцип дії великої групи елементів гідроприводу.
Відповідно до нової термінології всі пристрої керування по призначенню можна розділити на двох груп: розподільники рідини і регулятори. Останні у свою чергу поділяються на регулятори прямої і непрямої дії.
Вивчаючи розподільники рідини, необхідно звернути увага на їхню класифікацію по конструкції запірного органу, числу його фіксованих положень і типу приводу запірного органу, а також на число підведених до розподільника ліній гідромережі. Варто порівняти між собою й установити галузь застосування кранових, золотникових і клапанних розподільників.
Усі регулятори прямої дії поділяються на регулятори тиску і витрати. При вивченні регуляторів тиску варто акцентувати увагу на принциповій різниці між запобіжними, переливними і редукційними клапанами, а при вивченні регуляторів витрати — на впливі явища облітерації і в'язкості рідини на роботу дроселів. Необхідно засвоїти, у яких випадках зворотні клапани використовуються в якості підпірних і де застосовуються гідрозамки.
Регулятори непрямої дії застосовуються для регулювання досить складних об'єктів. При цьому, для поліпшення якості регулювання досить часто в системах застосовують зворотні зв'язки. При вивченні цих регуляторів варто розібратися з поняттями: «коефіцієнт підсилення», «зворотний зв'язок», « система, що стежить» і акцентувати на них увагу при вивченні регуляторів із золотниковими, дросельними і струминними гідропідсилювачами.
Вивчаючи фільтри, варто запам'ятати їхню класифікацію по ступені очищення робочої рідини і проаналізувати можливі варіанти місця установки фільтрів у гідравлічних схемах.
Магістральна лінія гідромережі в загальному випадку складається з усмоктувальних, напірних, виконавчих і зливальних ділянок. Необхідно навчитися чітко розмежовувати ці ділянки на схемах гідроприводів, а також виділяти допоміжні лінії.
Питання для самоперевірки
1. Перелічить достоїнства і недоліки кранового, золотникового і клапанного розподільників рідини. Вкажіть галузь застосування кожного з них.
2. Як врівноважуються зусилля від тиску рідини на запірних органах кранового і золотникового розподільників?
3. Яка принципова різниця між регуляторами прямої і непрямої дії? Вкажіть галузь їхнього застосування.
4. Для чого призначені запобіжні і переливні клапани? Яка між ними різниця?
5. Перелічить способи боротьби з коливаннями запірних органів у запобіжних і переливних клапанів.
6. Для чого призначений редукційний клапан? Чим він відрізняється від переливного?
7. Яке призначення має реле тиску? Приведіть його принципову схему.
8. Перелічить найбільше що часто зустрічаються типи дроселів. Як змінюються їхні характеристики зі зміною в'язкості?
9. Яке призначення мають ділильні і зворотні клапани? Які особливості їхніх конструкцій?
10. Для чого призначені гідравлічні замки? Приведіть схему підключення гідрозамка до гідроциліндра.
11. Перелічить основні елементи регулятора непрямої дії. Укажіть ці елементи в регуляторах із золотниковими, дросельними і струпними підсилювачами.
12. Приведіть приклади застосування регуляторів непрямої дії в гірських машинах і установках.
13. Опишіть пристрій і принцип дії фільтрів грубого і тонкого очищення.
14. Проаналізуйте можливі схеми включення фільтрів у схему гідроприводу.
15. Для чого призначені резервуари (маслобаки)? Якими умовами визначається їхня ємність?
16. Укажіть призначення гідроакумуляторів і перелічить їхні типи.
17. У яких випадках застосовуються в схемах гідроприводу мультиплікатори?
18. Укажіть призначення усмоктувального, напірної, виконавчої і зливальної ділянок магістральної лінії гідромережі. Накресліть схему гідроприводу і вкажіть на ній усі ці ділянки.
19. Як здійснюються ущільнення рухливих і нерухомих деталей, що сполучаються, у гідроприводі?