Принцип действия радиально-поршневых насосов

Принцип действия радиально-поршневых насосов основан также на объединении действия нескольких поршневых насосов, но расположенных не аксиально, как показано на рис. 3.8, а радиально-перпендикулярно оси вала. В поршневых насосах поток жидкости получается пульсирующим. Амплитуда пульсаций с ростом числа поршней уменьшается, а частота — увеличивается. Следует отметить, что рассмотренные гидромашины обратимы, т. е. могут работать в режиме насоса и в режиме двигателя.
Рассмотренные гидромашины являются машинами кругового движения. К машинам поступательного движения относятся силовые гидроцилиидры. Они входят составной частью в машины кругового движения: аксиально-радиально-поршневые, в которых вращательное движение вала соответствует поступательному движению поршней гидроцилиндров и обеспечивается кинематическими и гидравлическими связями в гидромашине. Но в ЭТУ широко распространены гидроцилиндры как самостоятельные силовые элементы, обеспечивающие возвратно-поступательные перемещения рабочих органов, например электродов, элементов конструкции печей, заготовок в печах, без преобразования характера движения с помощью редуктора, винтовых и зубчатых пар. На рис. В.1, например, представлен общий вид индукционной печи, наклон которой выполняется силовыми гидроцилиндрами с поступательно движущимися штоками.
Возвратно-поступательное движение штока гидроцилиндра обеспечивается подачей рабочей жидкости под давлением в полости гидроцилиндра через крышки (рис. 3.9,а, д), гильзу (рис. 3.9,в, г, е) или шток (рис. 3.9,6). Последнее решение особенно распространено в таких механизмах, где в силу более удобного построения кинематической схемы предпочтительно выполнить неподвижным шток, а возвратно-поступательное движение рабочего органа обеспечивается подвижной гильзой гидроцилиндра. Такое решение нашло место, например, в приводах электродов дуговых сталеплавильных печей, а также в тех случаях, когда подвижная часть гидроцилиндра должна проникать в область высоких температур. Тогда на подвижную гильзу, если это требуется, может быть надета рубашка водяного охлаждения.
На рис. 3.9,в—д изображены распространенные в ЭТУ гидроцилиндры одностороннего действия, в которых обратный ход штока совершается под действием внешней активной силы или пружины. В гидроцилиндрах двустороннего действия перемещение штока в любом
Исправлении обеспечивается подачей рабочей жидкости под давлением в соответствующую полость гидроцилиндра. Гидроцилиндры телескопического исполнения, имеющие компактную конструкцию, могут перемещать рабочие органы механизмов на большие расстояния. Гидроцилиндры конструкции рис. 3.9,е предназначены для работы в устройствах, где без увеличения диаметра гидроцилиндров и давления в системе нужно получить большое усилие на штоке, так как согласно (3.2) оно будет пропорционально площади, на которую жидкость производит давление. В гидроцилиндрах, рис. 3.9,е площадь давления жидкости, а следовательно, и усилие на штоке удваиваются. Кроме того, при такой конструкции гидроцилиндров можно выполнить суммирование давлений двух независимых гидросистем, что важно в устройствах автоматизации технологических процессов.
Двухштоковые цилиндры распространены в ЭТУ меньше одноштоковых. Их применение целесообразно в конструкциях с неподвижными штоками, в которых связь с рабочим органом механизма выполняется через подвижную гильзу.
Вращающиеся гидромашины характеризуются основными и производными параметрами. К основным относятся следующие параметры: рабочий объем V — это объем, равный сумме изменений объемов рабочих камер за один оборот вала, обеспечивающих перемещение жидкости со стороны всасывания на сторону напора в насосах и со стороны напора на сторону слива в двигателях. Так, рабочий объем шестеренных гидромашин определяется суммой объемов зубцовых впадин, проходящих через области abc и а'Ь'с' корпуса гидромашины за один оборот ее вала (см. рис. 3.5). У аксиально- и радиально-пэршневых гидромашин за один оборот вала все поршни совершают один двойной ход. Таким образом, суммарное изменение объема рабочих камер за один оборот вала будет равно нулю, но перемещение жидкости с одной стороны гидромашины на другую возможно в объеме, равном сумме объемов одинарных ходов поршней, определяющей рабочий объем гидромашин этого типа. В гидромашинах регулируемого объема паспортным значением рабочего объема является его максимальное значение;
номинальное давление ритм — это наибольшее давление, которое создается насосом и воспринимается двигателем и при котором гидромашина может работать заданное время без разрушения ее деталей и нарушения режима. Значение номинального давления гидромашин определяет выбор элементов защиты и управления гидроприводами, а также трубопроводов гидропередач;
номинальная скорость гидромашин соНом — это скорость, при которой гидромашина может обеспечить номинальные значения всех прочих параметров. Ряд стандартных значений скоростей гидронасосов соответствует ряду стандартных значений скоростей приводных асинхронных коротко-замкнуты двигателей.
Производные параметры гидромашин: номинальные производительность гидронасоса и расход жидкости двигателя. Они определяют объем жидкости в единицу времени, проходящей через гидромашину при номинальных скорости и давлении. Различают геометрические и фактические производительность и расход, отличающиеся на значение утечек в гидромашинах. Геометрическая производительность определяет изменение рабочего объема V гидронасоса в единицу времени и в общем случае определяется как.
Утечки в гидромашинах при постоянстве вязкости рабочей жидкости линейно зависят от давления в них, поэтому фактическая производительность насосов и расход жидкости двигателей также являются функциями давления, где ун и 7д — коэффициенты пропорциональности между утечками и давлениями з насосе и двигателе соответственно; <7н и <7д — утечки насоса и двигателя, пропорциональные давлению; ра и ря— давления в насосе и двигателе соответственно.
Номинальная мощность, потребляемая насосом или отдаваемая двигателем, определяется произведением: где Мном—номинальное значение момента на валу гидромашины, необходимого для обеспечения номинальной производительности насоса при номинальном давлении или развиваемого двигателем при номинальных фактических расходе и давлении в двигателе.
Энергетические диаграммы гидронасоса и двигателя представлены на рис. 3.10. На рисунке приняты обозначения: Рв,н — мощность на валу насоса, определяющая мощность приводного двигателя насоса; ДЯм,и — мощность механических потерь в насосе; АРу,н — мощность потерь на утечки в насосе; Рг>н — мощность, передаваемая насосом в гидромагистраль; Ртл — мощность, потребляемая двигателем из гидромагистрали; АРу,д — мощность потерь в двигателе на утечки; АРМЛ — мощность механических потерь в двигателе; Рвл — мощность на валу гидродвигателя.