Гидравлические двигатели и гидравлические насосы взаимно эффективны по принципу работы. Когда жидкость подается в гидравлический насос, его вал выдает скорость и крутящий момент, которые становятся гидравлическим двигателем.
1. Сначала узнайте фактическую скорость потока гидравлического двигателя, а затем рассчитайте объемный КПД гидравлического двигателя, который представляет собой отношение теоретической скорости потока к фактической скорости входного потока;
2. Скорость гидравлического двигателя равна отношению между теоретическим входным потоком и рабочим объемом гидравлического двигателя, который также равен фактическому входному потоку, умноженному на объемный КПД, а затем разделенному на рабочий объем;
3. Рассчитайте разницу давления между входом и выходом гидравлического двигателя, и вы можете получить ее, зная давление на входе и выходе соответственно;
4. Рассчитайте теоретический крутящий момент гидравлического насоса, который связан с разницей давлений между входом и выходом гидравлического двигателя и рабочим объемом;
5. Гидравлический двигатель имеет механические потери в реальном рабочем процессе, поэтому фактический выходной крутящий момент должен быть теоретическим крутящим моментом минус крутящий момент механических потерь;
Основная классификация и сопутствующие характеристики плунжерных насосов и плунжерных гидромоторов.
Рабочие характеристики шагающего гидравлического давления требуют, чтобы гидравлические компоненты имели высокую скорость, высокое рабочее давление, всестороннюю внешнюю несущую способность, низкую стоимость жизненного цикла и хорошую адаптируемость к окружающей среде.
Конструкции уплотнительных деталей и расходораспределительных устройств различных типов, типов и марок гидронасосов и двигателей, применяемых в современных гидростатических приводах, в основном однородны, имеют лишь некоторые различия в деталях, но механизмы преобразования движения зачастую весьма различны.
Классификация по уровню рабочего давления
В современной гидротехнической технике различные плунжерные насосы применяются преимущественно среднего и высокого давления (насосы легкой серии и средней серии, максимальное давление 20-35 МПа), высокого давления (насосы тяжелой серии, 40-56 МПа) и сверхвысокого давления. (специальные насосы, >56МПа) используется в качестве элемента передачи мощности. Уровень стресса на работе является одним из их классификационных признаков.
В зависимости от взаимного расположения плунжера и приводного вала в механизме преобразования движения плунжерный насос и двигатель обычно делятся на две категории: аксиально-поршневой насос/двигатель и радиально-поршневой насос/двигатель. Направление движения первого плунжера параллельно или пересекается с осью приводного вала, образуя угол не более 45°, тогда как плунжер второго перемещается практически перпендикулярно оси приводного вала.
В осевом плунжерном элементе он обычно делится на два типа: тип наклонной шайбы и тип наклонного вала в соответствии с режимом преобразования движения и формой механизма между плунжером и приводным валом, но их методы распределения потока аналогичны. Разнообразие радиально-поршневых насосов относительно простое, тогда как радиально-поршневые двигатели имеют различные конструктивные формы, например, их можно дополнительно подразделить по количеству действий.
Основная классификация гидронасосов плунжерного типа и гидромоторов гидростатических приводов по механизмам преобразования движения.
Поршневые гидравлические насосы делятся на аксиально-поршневые гидравлические насосы и аксиально-поршневые гидравлические насосы. Аксиально-поршневые гидравлические насосы подразделяются на аксиально-поршневые гидравлические насосы с наклонной шайбой (насосы с наклонной шайбой) и аксиально-поршневые гидравлические насосы с наклонной осью (насосы с наклонной осью).
Аксиально-поршневые гидравлические насосы делятся на радиально-поршневые гидравлические насосы с осевым распределением потока и радиально-поршневые гидравлические насосы с торцевым распределением.
Поршневые гидромоторы делятся на аксиально-поршневые гидромоторы и радиально-поршневые гидромоторы. Аксиально-поршневые гидромоторы подразделяются на аксиально-поршневые гидромоторы с наклонной шайбой (двигатели с наклонной осью), аксиально-поршневые гидромоторы с наклонной осью (двигатели с наклонной осью) и аксиально-поршневые гидромоторы многостороннего действия.
Радиально-поршневые гидромоторы делятся на радиально-поршневые гидромоторы одностороннего действия и радиально-поршневые гидромоторы многостороннего действия.
(двигатель с внутренней кривой)
Функция устройства распределения потока заключается в том, чтобы обеспечить соединение рабочего плунжерного цилиндра с каналами высокого и низкого давления в контуре в правильном положении и времени вращения, а также обеспечить, чтобы области высокого и низкого давления на компоненте и в схеме находятся в любом положении вращения компонента. и всегда изолированы соответствующей герметизирующей лентой.
По принципу работы устройство распределения потока можно разделить на три типа: тип с механической связью, тип открытия и закрытия по перепаду давления и тип открытия и закрытия электромагнитного клапана.
В настоящее время в гидронасосах и гидромоторах для передачи мощности в устройствах гидростатического привода используется преимущественно механическая связь.
Устройство распределения потока с механической связью оснащено поворотным клапаном, пластинчатым клапаном или золотниковым клапаном, синхронно связанным с главным валом компонента, а пара распределения потока состоит из неподвижной части и движущейся части.
Неподвижные части снабжены общедоступными пазами, которые соответственно соединены с масляными портами высокого и низкого давления компонентов, а подвижные части снабжены отдельным окном распределения потока для каждого плунжерного цилиндра.
Когда подвижная часть прикреплена к неподвижной части и движется, окна каждого цилиндра попеременно соединяются с пазами высокого и низкого давления на неподвижной части, и масло будет поступать или выпускаться.
Перекрывающийся режим движения открытия и закрытия окна распределения потока, узкое пространство для установки и относительно высокая работа трения скольжения - все это делает невозможным создание гибкого или эластичного уплотнения между неподвижной частью и подвижной частью.
Он полностью герметизирован масляной пленкой микронной толщины в зазоре между жесткими «распределительными зеркалами», такими как точно подогнанные плоскости, сферы, цилиндры или конические поверхности, которая и является уплотнением зазора.
Поэтому к выбору и обработке двойного материала распределительной пары предъявляются очень высокие требования. В то же время фаза распределения окна устройства распределения потока также должна быть точно скоординирована с реверсивным положением механизма, который способствует завершению плунжером возвратно-поступательного движения и обеспечению разумного распределения силы.
Это основные требования к высококачественным компонентам плунжера, которые включают соответствующие основные технологии производства. Основными устройствами распределения потока с механической связью, используемыми в современных плунжерных гидравлических компонентах, являются распределение потока на торцевой поверхности и распределение потока на валу.
Другие формы, такие как тип золотникового клапана и тип поворотной цапфы цилиндра, используются редко.
Распределение по торцу также называется осевым распределением. Основной корпус представляет собой комплект поворотного клапана пластинчатого типа, который состоит из плоской или сферической распределительной пластины с двумя серповидными вырезами, прикрепленными к торцевой поверхности цилиндра с распределительным отверстием двояковыпуклой формы.
Оба вращаются относительно друг друга в плоскости, перпендикулярной приводному валу, а взаимное расположение выемок на тарелке клапана и отверстий на торце цилиндра располагаются по определенным правилам.
Чтобы цилиндр плунжера в ходе всасывания масла или такта давления масла мог поочередно сообщаться с пазами всасывания и слива масла на корпусе насоса и в то же время всегда мог обеспечивать изоляцию и герметизацию между камерами всасывания и нагнетания масла;
Осевое распределение потока также называют радиальным распределением потока. Его принцип работы аналогичен принципу устройства распределения потока на торцевой поверхности, но он представляет собой конструкцию поворотного клапана, состоящую из относительно вращающегося сердечника клапана и втулки клапана, и имеет цилиндрическую или слегка коническую вращающуюся поверхность распределения потока.
Для облегчения подбора и поддержания материала трущихся поверхностей деталей распределительной пары в указанных выше двух распределительных устройствах иногда устанавливают сменный вкладыш) или втулку.
Тип открытия и закрытия перепада давления также называется устройством распределения потока типа седельного клапана. Он оснащен обратным клапаном седельного типа на входе и выходе масла каждого плунжерного цилиндра, так что масло может течь только в одном направлении и изолировать высокое и низкое давление. масляная полость.
Это устройство распределения потока имеет простую конструкцию, хорошие характеристики уплотнения и может работать под чрезвычайно высоким давлением.
Однако принцип открытия и закрытия перепада давления делает этот тип насоса не имеющим обратимости перевода в рабочее состояние двигателя и не может использоваться в качестве основного гидравлического насоса в замкнутой системе гидростатического приводного устройства.
Электромагнитный клапан с числовым программным управлением открывается и закрывается — это современное устройство распределения потока, появившееся в последние годы. Он также устанавливает запорный клапан на входе и выходе масла из каждого плунжерного цилиндра, но он приводится в действие высокоскоростным электромагнитом, управляемым электронным устройством, и каждый клапан может течь в обоих направлениях.
Основной принцип работы плунжерного насоса (мотора) с числовым управлением распределением: быстроходные электромагнитные клапаны 1 и 2 соответственно контролируют направление потока масла в верхней рабочей камере плунжерного цилиндра.
Когда клапан или клапан открываются, плунжерный цилиндр подключается к контуру низкого или высокого давления соответственно, и их действие открытия и закрытия представляет собой фазу вращения, измеряемую устройством регулировки с числовым программным управлением 9 в соответствии с командой регулировки и входным сигналом. (выход) Датчик угла поворота вала 8. Контролируется после решения.
Показанное на рисунке состояние – это рабочее состояние гидронасоса, при котором клапан закрыт, а рабочая камера плунжерного цилиндра подает масло в контур высокого давления через открытый клапан.
Поскольку традиционное фиксированное окно распределения потока заменено высокоскоростным электромагнитным клапаном, который может свободно регулировать соотношение открытия и закрытия, он может гибко контролировать время подачи масла и направление потока.
Он не только обладает преимуществами обратимости типа механического соединения и низкой утечки разности давлений при открытии и закрытии, но также имеет функцию реализации двунаправленной бесступенчатой переменной путем непрерывного изменения эффективного хода плунжера.
Плунжерный насос с числовым управлением для распределения потока и мотор, состоящий из него, имеют превосходные характеристики, что отражает важное направление развития плунжерных гидравлических компонентов в будущем.
Конечно, предпосылкой внедрения технологии распределения потока с числовым управлением является настройка высококачественных, низкоэнергетических, высокоскоростных электромагнитных клапанов, а также высоконадежного программного и аппаратного обеспечения устройства регулировки с числовым управлением.
Хотя в принципе не существует необходимого соответствия между устройством распределения потока гидравлического компонента плунжера и приводным механизмом плунжера, обычно считается, что распределение по торцам лучше приспосабливается к компонентам с более высоким рабочим давлением. В большинстве широко используемых в настоящее время аксиально-поршневых насосов и поршневых двигателей используется торцевое распределение потока. Радиально-поршневые насосы и двигатели используют распределение потока на валу и распределение потока на торцевой стороне, а также есть некоторые высокопроизводительные компоненты с распределением потока на валу. С конструктивной точки зрения высокопроизводительное устройство распределения потока с числовым программным управлением больше подходит для радиальных плунжерных компонентов. Некоторые комментарии по сравнению двух методов торцевого и осевого распределения потока. Для справки, здесь также упоминаются гидравлические двигатели с циклоидальной передачей. Судя по выборочным данным, гидромотор с циклоидальной передачей с торцовым распределением имеет значительно более высокую производительность, чем валовое распределение, но это связано с позиционированием последнего как дешевого продукта и применением того же метода в паре зацеплений, опорных валах и других компоненты. Упрощение конструкции и другие причины не означают, что существует такой большой разрыв между характеристиками распределения потока на торце и самим распределением потока на валу.
Время публикации: 21 ноября 2022 г.