Гидромотор и гидронасос разница: Чем отличается работа гидронасоса от гидромотора

Содержание

Чем отличается гидронасос от гидромотора и можно ли их совместить?

Гидронасос и гидромотор являются механизмами, способными превращать энергию из одного вида в другой. Насос трансформирует механическую энергию в гидравлическую под воздействием физической силы, а мотор, наоборот — энергию жидкостного потока в механическую. Внешне оба агрегата очень похожи, но принцип работы у них разный.

Принцип работы и понятие гидронасоса

Гидронасос — это тип гидравлического агрегата, в котором механическая энергия двигателя преобразовывается в энергию жидкостного потока. Разница энергий жидкости на выходе и входе позволяет жидкости перемещаться под давлением.

Принцип работы гидронасоса прост: жидкость всасывается из бака через патрубок и под воздействием энергии выбрасывается в выходной патрубок. Происходит это благодаря воздействию давления, которое возникает из-за разности энергии на входе и выходе. Конструкция насоса не рассчитана на возникновение чрезмерного давления на входе, т.к. при всасывании жидкости необходимо создать разряжение во всасывающем элементе. Поэтому уплотнитель в насосе менее прочный, чем в моторе. При возникновении утечки, жидкость уходит в зону пониженного давления, на всасывание. С помощью двигателя насос приходит в движение, а подвижные элементы благодаря влиянию инерционных сил.

Жидкость вначале здесь поступает к всасывающему патрубку и затем, с полученной кинетической энергией, уже под напором выходит из патрубка, установленного на выходе насоса.

Гидронасос, смонтированный вместе с двигателем, осуществляющим его вращение, еще называют гидроагрегатом.

Такие гидроагрегаты и гидронасосы купить себе могут даже частные лица, для организации подачи воды из скважины, например. Мощность, потребляемая насосом, измеряется в кВт и стоит в диапазоне от 15 до 120. Гидронасосы купить можно как онлайн, так и в специализированных магазинах. Итак, в гидронасосе механическая энергия преобразовывается в гидравлическую.

Принцип работы и понятие гидромотора

Гидромотор – это, по сути, тот же самый гидронасос, но работа здесь совершается в противоположном направлении. Гидромотор используется для запуска в движение исполнительных механизмов, которые, как правило, находятся под нагрузкой. Поэтому давление на входе в гидромотор может увеличиваться до максимального. Герметичность и работоспособность прибора обеспечивает уплотнитель, способный выполнять свои функции даже при высоком давлении. В случае утечки жидкость не отправляется на вход из-за высокого давления, а отправляется в предусмотренную конструкцией систему дренажа, соединенную с баком.

В промышленном использовании, гидромоторы имеют целый ряд важных преимуществ перед электромоторами. Например, гораздо меньшие габариты и, наоборот, больший диапазон для регулировки числа оборотов на его выходном валу — и всё это при равной передаваемой мощности. Именно по этой причине, гидромоторы хорошо зарекомендовали себя на практике и очень широко применяются в промышленности. Любое предприятие может купить гидромоторы для своих нужд по достаточно привлекательной цене.

Принцип работы также отличается от работы гидронасоса. В движение приводится двигателем, а вот инерционные силы не смогут привести в движение подвижные элементы механизма.

Гидромоторы различают в зависимости от их конструкции:

  • шестеренные;
  • героторные;
  • линейные.

Чем отличается гидронасос от гидромотора?

Главные отличия заключаются в следующем:

  • У гидронасоса шайба распределения имеет единственную дроссельную канавку, располагающуюся в определенном месте. Размещение этой канавки предназначено для уверенного вращения гидронасоса, чтобы исключить гидроудары в процессе работы.
  • Крышка с обратной стороны насоса имеет отверстие достаточно крупного диаметра. Такая конструкция необходима для того, чтоб гидронасос во время своей работы на пиковых оборотах функционировал без разрыва потока перекачиваемой жидкости, чтобы не возник эффект «кавитации».

В свою очередь, конструкция гидромотора имеет несколько важных различий от конструкции гидронасоса:

  • У гидромотора, его распредшайба имеет пропроточенные дроссельные канавки не в одну, а в две стороны.
  • У насоса имеется только одна дроссельная канавка на шайбе распределения, расположенная в определённом месте, назначение которой — не допускать гидроудары во время действия.
  • У гидромотора две дроссельных канавки, расположенных в 2 стороны.
  • Отверстие на задней крышке гидронасоса большего диаметра. У гидромотора отверстия на крышечке имеют идентичный размер.

Может ли гидронасос заменить гидромотор и наоборот?

Эти важные различия не позволяют использовать гидромотор вместо гидронасоса и наоборот. Однако, инженерами был сконструирован универсальный агрегат — насос-мотор.

Гидроагрегат насос-мотор может функционировать и в том, и в другом качестве. Для чего в конструкции такого насоса-мотора заранее предусматриваются конструкторами различные режимы его работы.

Можно ли использовать гидромотор вместо гидронасоса, и наоборот?

Гидромотор и гидронасос – устройства похожей конструкции. Поэтому при эксплуатации спецтехники у владельцев частот возникает вопрос о возможности использования одного оборудования, вместо другого. Например, если проводится ремонт гидромотора, а на складе есть гидронасос для соответствующей модели спецтехники, то его временная установка позволит избежать длительного простоя машины.

Разберемся, чем отличаются эти виды гидроагрегатов, и возможна ли их взаимозаменяемость.

Разница между гидронасосом и гидромотором

Главная разница между агрегатами заключается в их функции. Гидродвигатель преобразует гидравлическую энергию жидкости в механическую энергию, которая используется для привода исполнительного органа. Гидронасос, наоборот создает разность давления за счет преобразования механической энергии в энергию потока.

Существуют между агрегатами и конструктивные отличия:

  • Распределительная шайба гидромотора имеет дроссельные канавки, проложенные в обоих направлениях. У насоса шайба имеет только одну канавку, что обеспечивает защиту от гидроударов.
  • На задней крышке мотора расположены отверстия одинакового диаметра. У насосов на задней крышке есть только одно отверстие, что позволяет предотвращать кавитацию и разрывы потоков на высоких оборотах.

Несмотря на эти различия, есть модели агрегатов с возможностью обратного хода, которые можно применять для выполнения функций гидравлического мотора и насоса.

Обратимость гидроагрегатов

Модели агрегатов двойного назначения называют обратимыми. Эта функция обязательно должна быть указана в заводском паспорте устройства.

Обратимыми обычно являются гидронасосы аксиально-поршневого типа. Их конструкция обеспечивает максимально простую и надежную реализацию обратимости.

Пластинчатые модели принципиально не могут работать в качестве гидродвигателя из-за своей конструкции. Их основными элементами являются пластины, плотно прилегающие к статору при вращении. При попытке запуска такой модели в режиме обратного хода внутреннее пространство будет заполнено значительным объемом жидкости, что ограничит движение вала.

Шестеренчатые модели так же очень редко выпускают обратимыми. В таких агрегатах отсутствует значительное давление на линии всасывания. Поэтому применять уплотнители, рассчитанные на высокие нагрузки, нецелесообразно. В гидравлических двигателях же, наоборот, в линии всасывания действует повышенное давление, которого слабые уплотнители не выдержат.

Чаще всего обратимыми выпускают гидромоторы.  Их модели с функцией обратного хода оснащаются дренажной линией, которая соединяется с баком.

При необходимости функциональность гидравлики можно расширить путем простой доработки, которую должны выполнять квалифицированные мастера. Так, шестеренчатые гидронасосы достаточно легко сделать обратимыми, установив усиленные уплотнители. Также на гидроагрегаты можно установить не предусмотренную заводской конструкцией дренажную линию.

Читайте также:

Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

Если вы хотите сказать спасибо автору, просто нажмите кнопку: 

2. Гидронасосы. Типы. Характеристики преимущества и недостатки различных конструкций.

Гидравлические насосы предназначены для преобразования механический энергии (крутящий момент, частоту вращения)  в гидравлическую (подача, давление). Существует большое разнообразие типов и конструкций гидравлических насосов, но всех их объединяет единый принцип действия – вытеснение жидкости. Насосы использующие принцип вытеснения называются объемными. Во время работы внутри насоса образуются изолированные камеры, в которых рабочая жидкость перемещается из полости всасывания в полость нагнетания. Поскольку между полостями всасывания и нагнетания не существует прямого соединения, объемные насосы очень хорошо приспособлены для работы в условиях высокого давления в гидросистеме.

Основными параметрами гидронасосов являются:

• Рабочий объем (удельная подача) [см3/об] – это объем жидкости вытесняемый насосом за 1 оборот вала.

• Максимальное рабочее давлени [МПа, bar]

• 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

Далее будут рассмотрены различные типы насосов с описанием их конструктивных преимуществ и недостатков.

1.Поршневые Насосы

1.1 Ручные насосы

Простейшим насосом использующим принцип вытеснения жидкости является ручной насос. Данный вид насосов используется в современной технике для обеспечения гидравлической энергией  исполнительных гидродвигателей (в основном линейного перемещения) вспомогательных механизмов. Вторым, часто встречающимся, назначением ручных насосов в гидросистемах является использование его как аварийного источника гидравлической энергии.Давления развиваемые этими насосами лежат в диапазоне до 50МПа, но чаще всего данные насосы используют на давлениях не более 10-15МПа. Рабочий объем до 70 см3. Рабочий объем для ручного насоса это суммарный объем жидкости вытесняемый им за прямой и обратный ход рукоятки. Обычно насосы с малым рабочим объемом способны достигать больших величин рабочего давления, это связано с ограничением силы прикладываемой к рычагу пользователем.

Принцип действия ручного насоса одностороннего действия изображен на рис.1. При ходе поршня вверх через обратный клапан КО2 происходит всасывание жидкости из бака, клапан КО1 при этом закрыт. При ходе поршня вниз происходит вытеснение жидкости через клапан КО1 в напорный трубопровод, клапан КО2 – закрыт.

На рис. 2 показан  ручной насос двустороннего действия. При ходе поршня вверх через обратный клапан КО4 происходит всасывание жидкости из бака в нижнюю полость. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости внапорный трубопровод через клапан КО1. Клапана КО2 и КО3 при этом закрыты. При ходе поршня вниз через обратный клапан КО2происходит всасывание жидкости из бака в нижнюю полость. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости в напорный трубопровод через клапан КО3. Клапана КО1 и КО4 при этом закрыты.

Внешний вид ручного насоса показан на рис. 3.


Рис. 1


Рис. 2


Рис. 3

Достоинства и недостатки:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • высокая надежность.
  • отсутствие приводного двигателя.

Недостатки

  • Низкая производительность

1.2Радиально-поршневые насосы

Радиально-поршневые насосы это разновидность роторно-поршневыхгидромашин. Эти насосы применяются для гидросистем с высоким давлением (свыше 40МПа). Эти насосы способны длительно создавать давления до 100МПа.Отличительной особенностью насосов данного типа является их тихоходность, частота вращения насосов данного типакак правило не превышает 1500-2000 об/мин. Частоты вращения до 3000 об/мин можно встретить только для насосов рабочим объемом не более 2-3 см3/об.

Радиально-поршневые насосы бывают двух типов:

  • С эксцентричным ротором
  • С эксцентричным валом

Радиально-поршневой насос с эксцентричным ротором изображен на рис. 4. Конструктивно поршневая группа насоса установлена в роторе насоса. Ось вращения ротора и ось неподвижного статора смещены на величину эксцентриситета e. При вращении ротора поршни совершают поступательное движение. Величина хода составит 2e. Насос данной конструкции имеет золотниковое распределение. При вращении цилиндры поочередно соединяются с полостями слива и нагнетания разделенными перегородкой золотника, расположенного в центре.


Рис.4

Радиально-поршневой насос с эксцентричным валом изображен на рис. 5. Конструктивно поршневая группа насоса установлена в статоре насоса. Ось вращения вала и ось неподвижного статора совпадают, но на валу имеется кулачок, который смещен на величину е относительно центра вращения вала. При вращении вала, кулачок заставляет поршни совершать поступательное движение. Величина хода составит 2e.  Насос данной конструкции имеет клапанное распределение.  При вращении вала поршни выдвигаясь из цилиндров наполняются жидкостью через клапана всасывания. Нагнетание жидкости происходит через клапана нагнетания  при вхождении поршней в цилиндры.

Данная конструкция редко используется как насосная и намного чаще используется в гидромоторах, о которых будет рассказано в одной из следующих статей.


Рис.5

Рабочий объем гидромашин данного типа можно рассчитать по формуле:


где       z – число поршней

dп – диаметр поршня

е – эксцентриситет

Радиально поршневые насосы могут иметь конструкцию с переменным рабочим объемом. Регулировка рабочего объема происходит за счет изменения величины эксцентриситета е.

Из двух описанных конструкций большее распостранение получили радиально-поршневые насосы с эксцентричным валом. Это явилось следствием более простой конструкции. Фотографии радиально-поршневых насосов с эксцентричным валом представлены на рис. 6.


Рис. 6(а)


Рис. 6(б)

Достоинства и недостатки насосов радиально-поршневого:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • высокая надежность.
  • Работа на давлениях до 100МПа.
  • Относительно малый осевой размер.

Недостатки

  • Высокая пульсация давления
  • Малые частоты вращения вала
  • Больший вес конструкции по отношению к аксиально-поршневым машинам.

1.3Аксиально-поршневые насосы

Аксиально-поршневые насосы – это разновидность роторно-поршневых гидромашин с аксиальным расположением цилиндров (т.е. располагаются вокруг оси вращения блока цилиндров, параллельны или располагаются под небольшим углом к оси).Существует деление по типу вытеснителя на аксиально-плунжерные и аксиально-поршневые гидромашины. Отличаются они тем, что в первых в качестве вытеснителей используются плунжеры, а во вторых — поршни см. рис. 7.


Рис. 7

Насосы данного типа являются самыми распространёнными в современных гидроприводах. По количеству конструктивных исполнений они во много раз превосходят прочие типы гидронасосов. Эти насосы обладают наилучшими габаритно-весовыми характеристики (иными словами имеют высокую удельную мощность), обладают высоким КПД.Насосы этого типа способны даватьдавление до 40МПа и работать на высоких частотах вращения (насосы общего применения имеют частоты до 4000 об/мин, но существуют специализированные насосы этого типа с частотами вращения до 20000 об/мин).

Все аксиально поршневые насосы можно разделить на 2 типа:

  • Снаклонным блоком (ось вращения блока цилиндров располагается по углом к оси вращения вала)
  • С наклоннымдиском (ось вращения блока цилиндров совпадает с осью вращения вала)

На рис. 8 показана конструктивная схема аксиально поршневого насоса с наклонным блоком. При вращении вала насоса, вращается шарнирно соединенный с ним блок цилиндров. При этом поршни совершают поступательные движения. Блок цилиндров прилегает к распределителю  который имеет два паза: один паз соединен с линией всасывания, а другой с линией нагнетания. При выдвижении поршня цилиндр движется над пазом всасывания (см. вид А рис.8) и наполняется жидкостью. После прохождения нижней мертвой точки (точки в которой поршень находится в максимально выдвинутом состоянии) цилиндр соединяется с пазом нагнетания в распределителе и начинает вытеснять жидкость из цилиндра пока не достигнет верхней мертвой точки (точки в которой поршень находится в максимально утоленном в цилиндр состоянии). Далее Цилиндр снова соединяется с пазом всасывания и цикл повторяется. Система распределения используемая в данной конструкции насоса называется золотниковой.


Рис.8

Утечки из цилиндров во время нагнетания скапливаются в корпусе насоса. Чтобы не допустить роста давления в корпусе, на насосах данной конструкции имеется линия дренажа. Если ее заглушить, то это приведет к выходу из строя манжеты вала и нарушению герметичности насоса, а в некоторых случаях – к разрушению корпуса насоса.

На рис.9 показана конструкция насоса с наклонным диском.


Принцип работы насоса с наклонным диском аналогичен работе насоса с наклонным блоком. Насос данной конструкции так-же имеет золотниковое распределение.  Отличие конструкций состоит в соосности осей вала и блока цилиндров.

Рабочий объем аксиально-поршневых насосов можно рассчитать из следующего выражения:


где       z – число поршней

dп – диаметр поршня

Dц– диаметр расположения цилиндров

γ – угол наклона диска(блока)

Для насосов конструкций рис. 8,9возможны исполнения с изменяемым рабочим объемом. Изменение рабочего объема происходит за чет изменения угла наклона диска или блока (в зависимости от конструкции).

Для аксиально-поршневых насосов необходим механизм синхронизации вращения приводного вала и блока цилиндров. Существует четыре основных способа такой синхронизации:

  • Синхронизация одинарным (силовым) карданом
  • Синхронизация двойным (несиловым) карданом
  • Синхронизация шатунами поршней (бескарданная схема)
  • Синхронизация коническим зубчатым зацеплением.

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком представлен на рис. 10. В данной конструкции синхронизация вращения вала и блока цилиндров осуществлена посредством конической зубчатой передачи.

Регулируемый аксиально-поршневой насос с наклонным диском  представлен на рис. 11.



Рис. 11

Рассмотрим еще одну довольно распространённую конструкцию  насоса с наклонным диском. Это конструкция аксиально-плунжерного насоса с неподвижным блоком, клапанным распределением и приводом плунжеровкулачкового типа (вращающейся наклонной шайбой). По ГОСТ  17398-72 этот тип насоса классифицируется как аксиально-кулачковый. Схема такого насоса показана на рис. 12.


Рис. 12

Эта конструкция имеет принципиальные отличия от конструкции изображенной на рис. 9. Насос на рис. 12 в отличие от предыдущей конструкции на рис. 9 имеет неподвижный блок цилиндров, совмещенный с корпусом, наклонный диск объединенный с валом и клапанное распределение рабочей жидкости. Ход плунжера определяется вращением наклонного диска. Система распределения работает следующим образом: выдвигаясь из цилиндра поршень создает в камере разряжение и через клапан всасывания камера наполняется жидкостью из полости корпуса, объединенной со всасыванием. При вхождении в цилиндр клапан всасывания находится в закрытом состоянии, происходит вытеснение рабочей жидкости из рабочей камеры через клапан нагнетания в линию нагнетания.

Некоторые конструкции аксиально-кулачковых насосов могут работать на давлениях до 70МПа.

Примечательным является факт отсутствия в данной конструкции линии дренажа так как всасывание осуществляется непосредственно из корпуса насоса. При этом в корпусе насоса абсолютное давления ниже атмосферного. По этой причине в данной конструкции повышенные требования предъявляются к уплотнению вала, при выходе из строя которого насос подсасывает воздух и подает гидросистему смесь воздуха и рабочей жидкости. Такой «воздушный коктейль» приводит к вибрациям в гидросистеме и выходу из строя ее элементов, включая насос.

Рабочий объем рассчитывается по той-же зависимости что и для описанных выше конструкций аксиально-поршневых насосов. Следует отметить что насос данной конструкции не имеет исполнения с регулируемым рабочим объемом.

Фотография насоса сконструктивным вырезом показана на рис. 13.


Достоинства и недостатки насосов аксиально-поршневого типа:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • Работа на давлениях до 70МПа.
  • Высокий КПД.
  • Частоты вращения до 4000 об/мин
  • Высокая удельная мощность.

Недостатки

  • Высокая пульсация давления
  • Высокая стоимость по сравнению с другими типами гидронасосов.

2. Шестеренные насосы

Шестеренные насосы относятся к типу роторныхгидромашин.  Рабочими элементами (вытеснителями) являются две вращающиеся шестерни. Различают два основных типа таких насосов:

  • Насосы внешнего зацепления
  • Насосы внутреннего зацепления.

Частным случаем шестеренных насосов с внутренним зацеплением являются героторные насосы.

Шестеренные насосы широко распространены в гидросистемах с невысокими (до 20 МПа) давлениями.  Они широко применяются в сельскохозяйственной, дорожной технике, мобильной гидравлике, системах смазки. Используются для обеспечения гидравлической энергией гидроприводов вспомогательных механизмов в сложных гидросистемах. Столь широкое распространение шестеренные насосы получили за простоту конструкции, компактность и малый вес. Платой за простоту конструкции стало довольно низкое значение КПД (не более 0,85), низкое рабочее давление, и небольшой ресурс (особенно на давлениях ≈20МПа). Шестеренные насосы могут работать на частотах вращения до 5000об/мин.

Существуют образцы шестеренных насосов на давления до 30МПа однако ресурс таких насосов на порядок ниже.

2.1Шестеренные насосы внешнего зацепления

Основными элементами шестеренных насосов внешнего зацепления являются шестерни. При вращении шестерен жидкость, заключенная во впадинах зубьев переносится из линии всасывания в линию нагнетания (рис.14).   Поверхности зубьев А1 и А2 вытесняют при вращении шестерен больше жидкости чем может поместиться в пространстве освобождаемом  зацепляющимися зубьями B1 и B2. Разность объемов, высвобождаемых двумя парами зубьев вытесняется в линию нагнетания. В месте зацепления шестерен при работе насоса образуются области «запертого» объема, что вызывает пульсации давления в линии нагнетания.

Рабочий объем шестеренного насоса можно определить из зависимости:


Где     m – модуль зубьев

z – число зубьев

b – ширина зуба

h – высота зуба

Шестерни насосов внешнего зацепления в большинстве конструкций имеют прямой зуб, однако встречаются конструкции таких насосов с косым и шевронным зубом. Преимущество применения косого зуба состоит в меньшем уровне пульсаций за счет того что в месте зацепления «запертые» объемы не образуются. Недостатком конструкций с косым зубом является возникающая осевая сила, для восприятия которой нужно включать в конструкцию упорные подшипники. Этот недостаток отсутствует в насосах с шевронным зубом, где осевая сила компенсируется формой зуба. У насосов с шевронным зубом также малый уровень пульсаций.


Рис. 14

Конструктивный разрез шестеренного насоса с внешним зацеплением показан на рис. 15.


Рис. 15

Достоинства и недостатки шестеренных насосов внешнего зацепления:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • Частоты вращения до 5000 об/мин
  • Низкая стоимость

Недостатки

  • Высокая пульсация давления
  • Низкий КПД
  • Сравнительно низкие давления

2.2   Шестеренные насосы внутреннего зацепления

Отличительной особенностью шестеренных насосов внутреннего зацепления является меньший уровень пульсаций и как следствие малый уровень шума. В связи с этим они находят широкое в стационарных машинах и механизмах, а так-же на мобильной технике работающей в закрытых помещениях.

Принцип работы шестеренного насоса с внутренним зацеплением  состоит, как и у насосов внешнего зацепления, в переносе жидкости во впадинах шестерен от линии всасывания в линию нагнетания. В зоне всасывания при вращении шестерен объем камеры, образованной зубьями шестерен и серпообразным разделителем, увеличивается(см. рис. 16). При этом происходит наполнение рабочей камеры жидкостью из линии всасывания. В зоне нагнетания происходит процесс вытеснения рабочей жидкости в линию нагнетания, т.к. объем камеры в этой зоне при вращении шестерен уменьшается.


Рабочий объем шестеренного насоса с внутренним можно определить из зависимости:


Где     m – модуль зубьев

z – число зубьев внутренней шестерни

b – ширина зуба

h – высота зуба

Конструктивный разрез шестеренного насоса с внутренним зацеплением показан на рис. 17.


Рис.17

Достоинства и недостатки шестеренных насосов внутреннего зацепления:

Достоинства

  • простота конструкции.
  • Частоты вращения до 4000 об/мин
  • Низкий уровень шума
  • Низкая стоимость

Недостатки

  • Низкий КПД
  • Сравнительно низкие давления

2.3 Героторные насосы.

Героторные насосы это разновидность шестеренных насосов с внутренним зацеплением. Отличие от классической конструкции шестеренного насоса с внутренним зацеплением состоит в отсутствии серпообразного разделителя. Разделение полостей всасывания и нагнетания реализовано за счет применения специального профиля. Его форма такова что в зоне где должен находиться серпообразный разделитель обеспечен постоянный контакт шестерен. (рис.18). Принцип работы насоса данной конструкции точно такой же как и шестеренного насоса с внутренним зацеплением.Героторные насосы обычно используют при невысоких давлениях (до 15МПа) и подачах до 120 л/мин. При этом частоты вращения составляют не более 1500 об/мин.

Изображение героторногопоказано насосана рис. 19.


Рис.18

Рабочий объем героторного насоса можно определить из выражения:


Где     Аmin,Аmin – минимальная и максимальная площадь межзубьевой камеры

z – число зубьев внутренней шестерни

b – ширина зуба

\

Рис.19

Достоинства и недостатки героторных насосов:

Достоинства

  • Простота конструкции
  • Низкий уровень шума

Недостатки

  • Невысокий КПД
  • Высокая по сравнению с шестеренными насосами стоимость

2.4 Роторно-винтовые насосы.

Еще одной разновидностью шестеренного насоса можно считать винтовые насосы. Их рабочие элементы можно представить как косозубые шестерни с количеством зубьев равному числу заходов винтовой нарезки. Главным преимуществом этих насосов является равномерность подачи и как следствие низкий уровень шума. Достоинством насоса также является его способность перекачивать жидкости с твердыми включениями. Давление развиваемое насосом может составлять до 20МПа. Частоты вращения до 1500 об/мин.

Ввиду сложности изготовления данного типа насосов, они не получили широкого распространения и применяются лишь в специфических гидросистемах. Существуют двух (рис. 20) и трехвинтовые (рис. 21) конструкции насосов.



Достоинства и недостаткироторно-винтовых насосов:

Достоинства

  • Низкий уровень шума
  • Низкий уровень пульсаций

Недостатки

  • Невысокий КПД
  • Высокая стоимость

3.  Пластинчатые насосы.

Пластинчатые гидронасосы это гидромашины в которых роль вытеснителя рабочей жидкости выполняют радиально расположенные пластины, которые совершают возвратно-поступательные движения при вращении ротора. В российской литературе пластины часто называют – шиберами, а насосы – шиберными.

Различают пластинчатые гидронасосы однократного действия и двойного действия. У насосов однократного действия за один оборот вала гидромашины процесс всасывания и нагнетания осуществляется один раз, в машинах двойного действия - два раза.

Пластинчатые насосы имеют низкий уровень шума и хорошую равномерность подачи. Также эти насосы имеют сравнительно большие рабочие объемы при небольших габаритах. Пластинчатые гидронасосы могут работать на давлениях до 21МПа при частотах вращения до 1500 об/мин.

3.1 Насос однократного действия

Принцип работы насоса однократного действия состоит в следующем. При сообщении вращающего момента валу насоса ротор насоса приходит во вращение (см. рис. 22). Под действием центробежной силы пластины прижимаются к корпусу статора, в результате чего образуется две полости, герметично отделённых друг от друга. При прохождении пластин через область всасывания, объем рабочих камер между ними увеличивается и происходит всасывание рабочей жидкости.При прохождении пластин через область нагнетания, объем рабочих камер между ними уменьшается и происходит вытеснение рабочей жидкости в линию нагнетания. Для обеспечения прижима пластин в зоне нагнетания в полость под ними подводится давление из линии нагнетания. В некоторых случаях дополнительный прижим пластин организуется за счет установки пружин под пластины.

Рабочий объем пластинчатого насоса однократного действия рассчитывается как:


Где     e – эксцентриситет

b – ширина пластины

Насосы однократного действия конструктивно могут иметь исполнения с регулируемым рабочим объемом. Регулировка рабочего объема происходит за счет изменения величины эксцентриситета e.


Рис. 22

Достоинства и недостаткипластинчатых насосов однократного действия:

Достоинства

  • Низкий уровень шума
  • Низкий уровень пульсаций
  • Возможность регулировки рабочего объема
  • Низкая по сравнению с роторно-поршневыми насосами стоимость.
  • Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.

Недостатки

  • Большие нагрузки на подшипники ротора.
  • Сложность уплотнения торцов пластин
  • Низкая ремонтопригодность
  • Сравнительно невысокие давления (до 7МПа)

3.2 Насос двойного действия

Принцип действия насоса двойного действия полностью аналогичен принципу работы насоса однократного действия (рис. 23). Отличием является наличие двух зон всасывания и двух зон нагнетания. Для обеспечения прижима пластин в зоне нагнетания, также как и насосов однократного действия, подводится давление нагнетания.


Рис. 23

Рабочий объем пластинчатого насоса двойного действия рассчитывается как:


Где     b – ширина пластины

Изображение внутреннего устройства пластинчатого насоса двойного действия показано на рис. 24.


Рис. 24

Достоинства и недостаткипластинчатых насосов двойного действия:

Достоинства

  • Низкий уровень шума
  • Низкий уровень пульсаций
  • Возможность регулировки рабочего объема
  • Уравновешенность радиальных нагрузок в роторе.
  • Низкая по сравнению с роторно-поршневыми насосами стоимость.
  • Менее требователен к чистоте рабочей жидкости.
  • Большие по сравнению пластинчатыми насосами однократного действия давления (до 21МПа)

Недостатки

  • Низкая ремонтопригодность
  • Сложность уплотнения торцов пластин

4. 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:

  • Уровень действующих давлений рабочей жидкости;
  • Класс чистоты рабочей жидкости;
  • Диапазон вязкостей рабочей жидкости;
  • 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 [МПа]

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

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


где     Q – необходимая подача насоса [л/мин]

n – частота вращения двигателя [об/мин]

Определив необходимый рабочий объем насоса,выбираем по каталогу насос выбранного типа с наиболее близким значением рабочего объема. После чего взяв из каталога реальные значения q0и ɳ, рассчитываем реальное значение подачи насосаQ:


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 илимногосекционные насосы, фактически представляющие собой несколько насосовконструктивно 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 статьях 7 и 8.

5. 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

6. Заключение.

Данная статья написана в помощь специалистам осуществляющим ремонт, обслуживание и эксплуатацию гидросистем станочного оборудования и мобильных машин. Ознакомившись с вышенаписанным материалом, читатель получает базовые сведения о самых распространённых типах гидравлических насосов, их преимуществах и недостатках. Также в материале имеется простейший алгоритм определения мощности насоса и подбора приводного двигателя.

Следует отметить что практически все описанные конструктивные типы насосов могут использоваться в качестве гидромоторов, но об этом в следующей статье…

Все типы насосов описанные в данной статье можно приобрести в компании RGC гидроагрегаты.Возможна поставка гидрооборудования и запасных частей под заказ. Также в нашей компании можно получить консультации по гидрооборудованию.

Внимание! Данная статья авторская. При копировании ее с сайта обязательно указывать источник!

С Уважением,

Начальник конструкторского отдела

Лебедев М.К.

Тел.: 8(800) 550-42-20 


Принципы работы и виды гидромоторов в Промснаб СПб

Гидромотор – это устройство, при действии которого гидравлическая энергия преобразуется в механическую. В результате запускается вращающийся выходной вал механизма. Схема гидромотора схожа с конструкцией насоса, но в отличие от мотора гидравлический насос трансформирует механическую энергию в гидравлическую.

Гидромоторы часто сравнивают с электромоторами. Гидравлические двигатели не уступают последним по техническим характеристикам, а в отдельных случаях у них есть неоспоримые преимущества:

  • В 3 раза меньше в размере при равной мощности.
  • Шире диапазон вращения: от 30 об/мин до 2500 об/мин.
  • Быстрый запуск. Гидродвигатель запускается за доли секунды.
  • Не восприимчив к частым включениям и выключениям, резким остановкам и реверсам.

Принцип работы гидромотора

У всех видов гидромоторов общий принцип работы. В корпус мотора поступает гидравлическая жидкость. Далее жидкость проходит через устройство гидромотора, вращая рабочие элементы мотора (лопасти, поршни или шестерни), которые соединены с выходным валом. Вследствие вращения вала запускаются другие механизмы системы.

Более подробная схема преобразования энергии и предельное значение крутящего момента зависит от конструкции мотора. Далее рассмотрим виды гидродвигателей и области применения каждого из них.

Виды гидромоторов

Шестеренные

В основе работы шестеренного гидромотора лежит простой механизм. В корпусе шестеренного мотора расположены две зубчатые шестерни. Под давлением поступающей жидкости шестерни начинают вращаться, сцепляясь друг с другом, что приводит к крутящему моменту на валу привода.

Характеристики:

  • Частота вращения до 10000 об/мин.
  • Давление до 300 бар.
  • Низкая стоимость.
  • КПД – 0,9, т.к. область взаимодействия зубцов шестерен мала.

Применение:

Используются в простых механизмах сельскохозяйственной техники и промышленного оборудования, где не требуется высокое давление. Не рекомендуем использовать для силовых задач, т.к. КПД у таких моторов довольно низкий.


Героторные

Героторный двигатель является разновидностью шестеренных моторов. Героторные моторы отличаются высоким крутящим моментом при маленьких габаритах.

Принцип работы героторного гидродвигателя заключается в запуске зубчатого ротора. Под давлением жидкость поступает в паз. Затем гидравлическая жидкость воздействует на зубья ротора, что создает крутящий момент. В результате ротор совершает орбитальное движение по роликам.

Характеристики:

  • Крутящий момент до 2000 Нм.
  • Стабильная работа при давлении до 250 бар.
  • Рабочий объем до 800 см3.

Применение:

Из-за компактного размера и большого крутящего момента на низких скоростях героторные гидромоторы применяют в сельскохозяйственной, коммунальной и лесозаготовительной технике.


Аксиально-поршневые

Аксиально-поршневые гидромоторы — это вид поршневого двигателя. Принцип работы аксиально-поршневых гидравлических моторов заключается в параллельном перемещении поршней к оси вала гидродвигателя. Поршни в цилиндре соединяются с валом. Далее поршни толкают вал, что создает крутящий момент.

Характеристики:

  • Крутящий момент при 6000 Нм.
  • Давление до 450 бар.
  • Частота вращения до 5000 об/мин.

Аксиально-поршневые моторы бывают двух видов:

  • Снаклонным блоком.
  • С наклонным диском.

Применение:

Аксиально-поршневые двигатели используют, когда необходима высокая скорость вращения вала. Например, в станочных гидроприводах, гидравлических прессах, и других механизмах.


Радиально-поршневые

Радиально поршневые двигатели называются так, потому что поршни, совершающие возвратно-поступательное движения в цилиндре, расположены перпендикулярно оси мотора. Гидравлическое масло поступает в рабочие камеры, перемещая каждый отдельный поршень и создавая крутящий момент. Радиально-поршневые двигатели способны создавать высокие крутящие моменты на очень низких скоростях, вплоть до половины оборота в минуту. Они могут создавать крутящий момент больше, чем аксиально-поршневые гидромоторы, так как у них цилиндр прикреплен непосредственно к рабочему валу. Однако, у них ограниченный диапазон скоростей, и они более чувствительны к загрязнению гидравлической жидкостью.

Характеристики:

  • Крутящий момент – 45000 Нм при давлении 450 бар.
  • Вращение вала до 300 об/мин.
  • Объем мотора 8000 см3/об.

Радиально-поршневые гидродвигатели разделяют на два вида: однократного и многократного действия.

Применение гидромоторов:

У моторов однократного действия рабочие камеры воздействуют на кулак привода. Это запускает вращение вала под высоким давлением. Далее под действием распределительного механизма камеры сопрягаются со сливными линиями и линиями высокого давления.

Характеристики:

  • Давление до 350 бар.
  • Частота вращения до 2000 об/мин.

Моторы однократного действия используют на поворотных узлах конвейеров, в линиях перемещения сыпучих смесей или жидкостей и для поворота строительной техники, например, башни автокрана.

Моторы многократного действия отличаются от однокамерных более сложной схемой работы камер с валом и распределителем жидкости. За один оборот вала вытеснитель осуществляет несколько рабочих циклов. Возможен режим свободного вращения, при котором плунжеры втягиваются в цилиндры и отходят от рабочего профиля. Под низким давлением рабочая жидкость поступает в линию дренажа, а рабочие камеры соединяются со сливной линией.

Двигатели многократного действия чаще всего используются на огромных производствах, где очень большой объем потребляемой энергии, а также в строительно-дорожной технике, дробильных и буровых машинах, в прессах, конвейерах и различных станках.

Смотрите также:

Как выбрать гидромотор?

В этой статье мы рассмотрим инструкцию о том, как выбрать гидромотор и рассмотрим другие элементы гидросистем. 

Гидравлическая система - это традиционный инструментарий для решения задач с приложениям большого усилия, наиболее оптимальным решением для этой задачи уже больше ста лет являются гидравлические системы.


Исполнительные агрегаты в гидросистемах


Исполнительные агрегаты - это элементы машины или системы, которые осуществляют непосредственное воздействие на физические объекты, передавая энергию, заложенную в гидравлической системе этим объектам.

Основными исполнительными агрегатами гидравлической системы являются:
а) гидромоторы; Гидромотор это объемный агрегат, использующийся с целью преобразования энергии давления жидкости во вращательное движение.
б) гидроцилиндр, гидроцилиндр также является гидродвигателем, но только для линейного поступательного перемещения рабочих поверхностей.


Как разобраться, что лучше выбрать? Какой именно исполнительный агрегат  нужен?

Вам необходимо определить, какой вид работ вы собираетесь реализовывать: поднимать вверх и опускать вниз, подобно тому, как работают промышленные погрузчики, либо вам необходимо большое радиальное (круговое) усилие.
Схема такова:
а) Тянуть-толкать? -> гидроцилиндр.
б) Вращать больше, чем на оборот? –> гидромотор (гидродвигатель).
Рассмотрим ситуацию, когда нам нужен гидродвигатель.


Выбор гидродвигателя

Какие бывают гидродвигатели?
Гидромоторы (гидродвигатели) бывают регулируемые и не регулируемые. Они отличаются конструкциями, которые при определенном углу отклонения от основной оси вводов подающих жидкость создают разное усилие на вращающемся агрегате. Каждая из этих конструкция достойна отдельной истории и статьи, в этой статье мы покажем, как выбрать верные параметры для своей задачи.

Что нужно знать, чтобы приступить к выбору?
«Доктор , а я буду после операции играть на скрипке?
- Конечно.
Надо же, а раньше никогда не играл.»

Другими словами перед тем, как приступать к выбору гидродвигателя – нужно представлять, с чем конкретно он будет работать. Это всегда грузы либо механизмы. Но для машины – это просто массы и силы, которые к ним надо приложить, чтобы они начали двигаться.
Значит:
а) определите максимальный вес (массу) конструкции с нагрузкой, включая рабочий механизм и груз - то, что он будет таскать, толкать, раскручивать, в зависимости от вашего настроения и желания.

б) Определите силу, требующуюся для подъема всей этой массы (F) (привет, школьная физика) в условиях местной гравитационной среды. Предполагается, что на данный момент вы находитесь и читаете на Земле, максимум на околоземной орбите, следовательно, для вас формула будет иметь следующий вид:

       ф.1   F=m*g,

где:
m – это максимальная масса всего, что будет двигаться,
g – ускорение свободного падения на поверхности Земли, приблизительно равного 9,819 м/c2.

  Хотим мы того или не хотим, но при работе с вращающимися рабочими агрегатами, мы имеем дело с угловыми нагрузками, чтобы бороться с угловыми нагрузками, где точка приложения силы будет создавать так называемое плечо силы, нам необходимо определить крутящий момент (момент) – соотношение сил, необходимых для преодоления угловой нагрузки.

в) определить крутящий момент (M)

Крутящий момент вычисляется исходя из длины плеча (рычага), и его величина тем больше, чем больше расстояние от центра оси вращения, то есть вала двигателя. Здесь вам необходимо определить расстояние (R) от оси до самой дальней от вала точки движущегося механизма и груза
       ф.2   M = F * R,
где: F - сила необходимая для поднятия всей массы механизма и груза (см. ф.1)

г) выбрать частоту вращения двигателя (число оборотов в секунду, минуту) – Частота вращения двигателя является одной из ключевых характеристик при расчётах его характеристик.
Самый простой способ её определения через мощность двигателя.

1) Определить требуемую мощность.
Мощность W определяется по формуле:
       ф.3   W=m*g*h
где h=R – максимальная высот подъема двигателем груза над землей .
2) Определить требуемое номинальное число оборотов в секунду n .
Через мощность
       ф.4   W = M/c =F * n;
       ф.5   n= W/F;
На этом заканчивается механический расчет. Теперь вы точно знаете примерные механические характеристики двигателя, который вам нужен. Завершающий этап – гидравлический расчёт, чтобы добиться от гидросистемы реализации ваших механических потребностей.

Расчет гидравлических параметров двигателя

Рассмотрим ситуацию, у вас есть конструкция для успешного функционирования которой необходимо подобрать двигатель со следующими характеристиками.

  • М, Н·м (момент) – 650
  • n, c-1 (оборотов/с) – 18
  • Pном, Мпа (давление в моторе) - 32
  • КПДмм (механический КПД) – 0,92
  • КПДом(объемный КПД) – 0,96

(стоит отметить, что в современных расчетах данные показатели КПД, как правило, похожи для большинства моделей, давление в гидроприводе обуславливается типом трубопровода и потерями, расчет которых тема для другой статьи).
Остается выбрать объем двигателя (q) для поддержания требуемого давления и реализации необходимых параметров в течении всего рабочего процесса.
а) объем двигателя qд:
       ф.5   qд=(2*pi*M)/(Pизм* КПДмм)=(6,28*650)/0,92 = 4437
Pизм – разница давления на входе и на выходе двигателя. Эту величину можно брать приблизительно равной 1 , в дальнейшем её точный показатель не сильно повлияет на расчёт и эксплуатацию, так как перепад всегда имеет место и не может быть равен 0.
Для того, чтобы количество оборотов было стабильно - нам необходимо определить расход в системе. Расход вычисляется по формуле.
б) Расход Q
       ф.6   Q = n *q / КПДом = 18 * 4437/0,96=83193,75
Итак, разобравшись с характеристиками требуемого гидродвигателя, теперь нам надо понять, существует ли такой в принципе и выбрать модель.


Выбор гидронасоса

Выбор гидронасоса производится исходя из требуемого объема, поддерживаемого им, гидронасосом, давления, а ещё его КПД, также важна величина расхода, вычисленная для двигателя, стоит добавить, если двигателей больше одного , то эти величины складываются.
Расчёт гидронасоса
а) Прежде всего необходимо определить объем qн выбираемого насоса
       ф.6   qн=Q/nнас*Кпод
qн=83193,75/24*0,96=3327,75, где:
nнас – число оборотов вала насоса, определяется числом оборотов двигателя или системы , вращающей вал насоса. Мы допустим это значение 24 об/с
Кпод – КПД подачи, численно равное объемному КПД, как правило равному 0,96 для современных насосов.
б) И из величины объема вычисляется объем действительной подачи – количество рабочей жидкости, которая будет вытесняться насосом в рабочий контур:
       ф.7   Qн= qн* nнас* Кпод=3327,75*24*0,96 = 76671,36
Если взвесить принципы работы насоса и двигателя, становится понятным, что сам гидродвигатель, гидромотор, в другом режиме своей работы может быть и гидронасосом, но мы выберем специализированный двигатель.

Различия между гидравлическим мотором и гидравлическим насосом

Валерий Леонидов

12 сентября 2019 10:33

Многие путаю между собой понятия гидравлический мотор и насос. С одной стороны  это взаимозаменяемые вещи, с другой из-за разных сфер их применения, часто возникают проблемы. У этих двух агрегатов существуют принципиальные конструктивные различия, которые необходимо учитывать. 

В основном характеристики конструкции высокоскоростного гидравлического двигателя аналогичны характеристикам насоса того же типа. Однако следует отметить, что распределитель клапанов гидронасоса не может работать задом наперед, поэтому его нельзя использовать в качестве гидромотора, и нет распределителя клапанов высокоскоростного двигателя. К тому же ремонт гидромоторов отличается от ремонта гидронасосов. Для того, что бы понять разницу между этими силовыми агрегатами стоит обратить внимание на некоторые детали.

Гидравлические насосы — это компоненты, которые поглощают механическую кинетическую энергию для производства гидравлической энергии. Гидравлические моторы как раз наоборот.  Гидравлический насос соединен с первичным двигателем, а вал насоса не имеет дополнительной радиальной нагрузки, в то время как гидравлический двигатель связан с нагрузкой, такой как звездочки, шкивы, шестерни и т. д. Его главный вал будет нести большую радиальную нагрузку.

Камера низкого давления гидравлического насоса обычно вакуумная. Для улучшения характеристик поглощения масла и противокавитационной способности всасывающая насадка обычно очень плотная и выдерживает высокое давление, но гидравлический двигатель не имеет такого требования.

Гидравлические двигатели нуждаются в положительном и отрицательном вращении, поэтому внутренняя структура должна быть симметричной. Гидравлические насосы обычно вращаются в одном направлении. Например, лопасти двигателя могут быть расположены только в радиальном направлении, а не наклонены, как лопастной насос, в противном случае лопасти будут сломаны при движении задним ходом.

Распределительная пластина электродвигателя осевого плунжера требует симметричной конструкции, а насос осевого плунжера — нет. Редукторный двигатель должен иметь отдельную трубку утечки и не может напрямую направлять утечку в камеру низкого давления, как шестеренный насос.

Диапазон скоростей гидравлического двигателя очень широк, поэтому его следует соблюдать при выборе формы подшипника и режима смазки.  Минимальная стабильная скорость гидравлического двигателя низкая. Некоторые гидравлические двигатели требуют переменной скорости и тормоза.

Гидравлические двигатели должны иметь большой пусковой момент для преодоления статического трения при пуске и достаточный пусковой момент при минимальных колебаниях давления. Например, чтобы уменьшить внутреннее трение гидравлического двигателя, число зубьев зубчатого двигателя больше; коэффициент сжатия устройства компенсации осевого зазора меньше, чем у насоса.

Гидравлические насосы должны быть конструктивно самовсасывающими. Причина, по которой двигатели осевого плунжера с точечным контактом  не могут использоваться в качестве насосов, заключаются в том, что они не имеют самовсасывающей способности. Лопасть насоса выбрасывается центробежной силой, образуя рабочую камеру; если он используется в качестве двигателя, он не будет работать, потому что лезвие не создает внешнюю силу рабочей камеры при запуске.

 

Тематические новости:


в чем различие, схожесть, какие бывают

Гидравлический мотор – это механизм, задачей которого является получение механической энергии из гидравлической. Насос предназначен для перекачки жидкости. Однако нередко даже специалисты путают гидромоторы с гидронасосами. Происходит это из-за схожести конструкций агрегатов. Кроме того, они могут выполнять аналогичные задачи.

В чем заключается различие между гидродвигателями и гидронасосами

Насос – это агрегат для перекачки жидкости. Подаваемая на него механическая энергия преобразуется в поток рабочей жидкости, которая перемещается на заданное расстояние, проходя по трубопроводу.

Гидравлический мотор превращает силу потока жидкости в механическую энергию, вращая выходной вал, от которого работают различные механизмы.

Гидронасос инициирует работу гидродвигателя, создавая необходимый для работы мотора поток рабочей жидкости с заданными параметрами давления и скорости.

По конструкции агрегаты схожи. Главное отличие насоса в том, что он создает осевое давление. Распределительная шайба насоса содержит одну дроссельную канавку, у двигателей их две. Также у насоса имеется одно отверстие с большим диаметром для предотвращения кавитации жидкости на высоких оборотах.

Типы гидравлических моторов

Есть несколько видов гидродвигателей, различающихся по конструкции:

  • Шестереночные. Поток жидкости создается парой зубчатых шестеренок, поэтому этот тип еще называется зубчатым. Бывают с внутренним и внешним зацеплением. Применяют в системах с давлением до 20 Мпа. Максимальная частота вращения до 5000 об/мин. Отличаются простотой конструкции, компактностью. Отрицательные стороны – КПД до 85%, малый ресурс. В основном применяют для вспомогательных механизмов. 

  • Пластинчатые. Простые по конструкции. Очень надежны, долговечны. Рабочая камера образуется поверхностями статора и ротора, а также расположенными радиально пластинами, которые во время вращения ротора совершают возвратно-поступательные движения. Такие насосы также называют шиберными. Бывают однократного и двойного действия. Отличаются тихой работой, равномерностью подачи масла. Эксплуатируются при давлении до 21 Мпа с частотой вращения до 1500 об/мин.

  • Аксиально-поршневые. Поршень при движении совершает поворот на 180⁰. Цикл всасывания происходит при следующем повороте. Этот вид гидродвигателей выдерживает значительные нагрузки, поэтому широко используется в экскаваторах, сельхозмашинах, карьерной технике.

  • Радиально-поршневые. Рабочие цилиндры расположены радиально. Механизм эксплуатируется при давлениях выше 10 мПа. Могут быть однократного и многократного действия.

  • Планетарные гидромоторы (МГП). Универсальны в применении. Особенность МГП – высокие крутящие моменты при небольших габаритных размерах. Основные детали мотора вместе с двумя пластинами образуют замкнутые камеры переменного объема, в которые подается рабочая жидкость под давлением с помощью золотникового устройства. Рабочая жидкость подается в рабочие полости гидромотора через специальный распределитель (золотниковое устройство). Имеют высокую энергоемкость, используются в сельскохозяйственных, коммунальных и других машинах.

Вы можете купить гидромотор, гидронасос а также другие гидрокомпоненты в Гидросервисе. По вопросам наличия и актуальности цен обращайтесь по телефону +7 (861) 200-19-56 .

12 Различия между гидравлическими двигателями и гидравлическими насосами

Что такое Гидравлический мотор?

Гидравлические двигатели - это поворотные приводы, которые преобразуют гидравлические или энергия жидкости в механическую энергию. Гидравлические двигатели обеспечивают силу и обеспечить движение для перемещения внешней нагрузки. Есть два распространенных типа гидромоторы:

  • Лопастные и редукторные двигатели
  • Поршневые и плунжерные двигатели

Кроме того, существует несколько других разновидностей, которые менее обычно используемые, включая героторные или геролорные (орбитальные или звездообразные) двигатели.

Гидравлические двигатели могут быть стационарными или с переменным рабочим объемом и работают в двух направлениях или в одном направлении. Двигатели постоянного рабочего объема приводят в движение нагрузку с постоянной скоростью, в то время как постоянная предусмотрен входной поток.

Двигатели

с регулируемым рабочим объемом могут обеспечивать различную скорость потока за счет изменение смещения. Двигатели постоянного рабочего объема обеспечивают постоянный крутящий момент; Конструкции с переменным рабочим объемом обеспечивают переменный крутящий момент и скорость.

Что вам нужно Знайте о гидравлическом двигателе

  1. Гидравлический двигатель - это преобразователь, который преобразует энергию давления жидкости в механическую энергию и выводит крутящий момент и скорость.
  2. Гидравлический двигатель связан с нагрузкой, например как шестерни, шкивы, звездочки и т. д., тогда как его главный вал будет нести более высокий радиальная нагрузка.
  3. Гидромотор имеет малое всасывание и масло размер порта разгрузки.
  4. Рабочая скорость гидромотора составляет относительно низко.
  5. Объемный КПД гидромоторов составляет ниже, чем у гидронасосов.
  6. Внутренняя негерметичность гидромотора больше, чем у гидравлического насоса. Это связано с тем, что направление утечки такое же, как и у движения.
  7. Установлена ​​лопатка гидромотора. радиально.
  8. Гидравлический насос имеет низкое разрежение. камера давления, чтобы гарантировать, что она может быть более эффективной в масле абсорбция.
  9. Гидравлические двигатели обычно требуют отрицательного положительное вращение, которое затем вызывает внутреннюю структуру двигателя симметричный.
  10. Гидравлические двигатели должны иметь большой пуск крутящий момент для преодоления статического трения во время запуска и достаточного запуска крутящий момент при минимальных колебаниях.
  11. Гидромоторы предназначены для строительства. работа и механические дополнения, чтобы обеспечить удобство работы.
  12. Есть два типа гидромоторов; Они лопастные и мотор-редукторы; поршневые и плунжерные моторы.

Что такое гидравлическое Насосы?

Гидравлический насос - это механический источник энергии, преобразует механическую энергию в гидравлическую энергию. Он генерирует поток с достаточным количеством мощность для преодоления давления, вызванного нагрузкой на выходе из насоса.

При работе гидравлического насоса его механическое действие создает разрежение на входе насоса, что позволяет атмосферному давлению жидкость из резервуара во впускную линию к насосу. Кроме того, его механический Действие подает жидкость к выпускному отверстию насоса и заставляет ее в гидравлический система.

Гидравлические насосы бывают трех типов:

  • Роторно-пластинчатый насос
  • Винтовые насосы
  • Поршневые насосы.

Что вам нужно Знайте о гидравлических насосах

  1. Гидравлический насос является преобразователем, который преобразует механическую энергию электродвигателя в гидравлическую энергию.Это выводит расход и давление.
  2. Гидравлический насос соединен с тягачом вал насоса не имеет дополнительной радиальной нагрузки.
  3. Гидравлический насос имеет большое отверстие для всасывания масла и небольшой порт для слива масла.
  4. Рабочая скорость гидронасоса составляет относительно высокой.
  5. Объемный КПД гидронасоса составляет относительно высокий по сравнению с гидравлическими двигателями.
  6. Внутренняя утечка гидронасоса меньше, чем у гидравлического двигателя.
  7. Необходимо установить лопасть гидронасоса. по диагонали.
  8. Гидравлические насосы не требуют вакуума в нижняя камера.
  9. Гидравлические насосы обычно вращаются за один направление, которое устраняет необходимость в положительном и отрицательном вращении.
  10. Гидравлические двигатели имеют небольшой пусковой момент.
  11. Гидравлические насосы обычно используются для гидравлических приводные системы.
  12. Есть три типа гидравлических насосов; Они Роторно-пластинчатые насосы, винтовые насосы и поршневые насосы.

Также читайте: Разница между серводвигателем и шаговым двигателем

Разница Между гидравлическими двигателями и гидравлическими насосами в табличной форме

ОСНОВА ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ НАСОС
Описание Гидравлический двигатель - это устройство преобразования, которое преобразует давление энергия жидкости превращается в механическую энергию и выдает крутящий момент и скорость. Гидравлический насос - это устройство преобразования, которое преобразует механическую энергию электродвигателя в гидравлическую энергию.
Подключение Гидравлический двигатель связан с нагрузкой, такой как шестерни, шкивы, звездочки и т. д., тогда как его главный вал будет нести более высокую радиальную нагрузку. Гидравлический насос соединен с первичным двигателем и валом насоса. не имеет дополнительной радиальной нагрузки.
Всасывание масла Гидравлический двигатель имеет небольшой размер отверстия для всасывания и выпуска масла. Гидравлический насос имеет большое отверстие для всасывания масла и небольшой выход масла. порт.
Рабочая скорость Рабочая скорость гидромотора относительно низкая. Рабочая скорость гидравлического насоса относительно высока.
Объемный КПД Объемный КПД гидромоторов ниже, чем у гидравлические насосы. Объемный КПД гидравлического насоса относительно высок, когда по сравнению с гидравлическими моторами.
Внутренняя утечка Внутренняя утечка гидравлического двигателя больше, чем у гидравлический насос. Это связано с тем, что направление утечки - это такой же, как у движения. Внутренняя утечка гидравлического насоса меньше, чем у гидравлический мотор.
Лопатка Лопатка гидромотора установлена ​​радиально. Лопасть гидронасоса должна быть установлена ​​по диагонали.
Вакуум Гидравлический насос имеет вакуум в камере низкого давления, чтобы гарантировать что он может быть более эффективным при абсорбции масла. Гидравлические насосы не требуют вакуума в нижней камере.
Положительных и Положительных Вращение Гидравлические двигатели обычно нуждаются в отрицательном и положительном вращении, что затем делает внутреннюю структуру двигателя симметричной. Гидравлические насосы обычно вращаются в одном направлении, что исключает необходимость положительного и отрицательного вращения.
Пусковой крутящий момент Гидравлические двигатели должны иметь большой пусковой крутящий момент для преодоления статического электричества. трение при пуске и достаточный пусковой момент при минимальном происходит колебание. Гидравлические двигатели обладают небольшим пусковым моментом.
Приложение Гидромоторы предназначены для строительных и механических работ. дополнения для удобства работы. Гидравлические насосы обычно используются в системах гидравлического привода.
Типы Есть два типа гидромоторов; они лопасти и шестерни моторы; поршневые и плунжерные моторы. Есть три типа гидравлических насосов; это роторно-пластинчатый насос, винтовые насосы и поршневые насосы.

Также читайте: Разница между двухполюсным двигателем и четырехполюсным двигателем

Предыдущая статья6 Разница между пропиткой и осмосомСледующая статья10 Разница между классификацией и кластеризацией при интеллектуальном анализе данных

Различия между гидравлическим двигателем и гидравлическим насосом

В принципе, гидравлические двигатели и насосы взаимно взаимозаменяемы, то есть взаимозаменяемы.Однако из-за их различных целей использования есть некоторые структурные различия. Конструктивные характеристики высокоскоростного гидравлического двигателя в основном аналогичны характеристикам насоса того же типа. Однако следует отметить, что гидравлический насос распределителя клапана не может течь в обратном направлении, поэтому его нельзя использовать в качестве гидравлического двигателя, а также нет высокоскоростного двигателя распределителя клапана.

1. Судя по определению двух видов гидравлических компонентов, они различны. Гидравлические насосы - это компоненты, которые поглощают механическую кинетическую энергию для производства гидравлической энергии. Гидравлические моторы прямо противоположны.

2. Гидравлический насос связан с первичным двигателем, вал насоса не имеет дополнительной радиальной нагрузки; в то время как гидравлический двигатель связан с нагрузкой, такой как звездочки, шкивы, шестерни и т. д., его главный вал будет нести более высокую радиальную нагрузку.

3. Камера низкого давления гидравлического насоса обычно вакуумная.Чтобы улучшить характеристики поглощения масла и антикавитационную способность, всасывающее сопло обычно больше, чем сопло высокого давления; но гидравлический двигатель не имеет такого требования.

4. Гидравлические двигатели требуют положительного и отрицательного вращения, поэтому внутренняя конструкция должна быть симметричной; а гидравлические насосы обычно вращаются в одном направлении, поэтому такого требования нет. Например, лопасти лопастного двигателя могут быть расположены только радиально, а не наклонены, как у лопастного насоса, в противном случае лопасти сломаются при движении задним ходом; распределительная пластина аксиально-плунжерного двигателя требует симметричной конструкции, а аксиально-плунжерный насос - нет; Редукторный двигатель должен иметь отдельную трубу утечки и не может напрямую вести утечку в камеру низкого давления, как шестеренчатый насос.

5. Диапазон скоростей гидравлического двигателя очень широк, поэтому следует учитывать его при выборе формы подшипника и режима смазки. Например, низкооборотные гидродинамические подшипники, так как масляная пленка плохо образуется, целесообразно выбрать подшипники качения или гидростатические подшипники; в то время как гидравлические насосы, хотя и высокоскоростные, но с небольшими изменениями, не имеют этого жесткого требования.

6. Минимальная стабильная скорость гидравлического двигателя низкая. Некоторым гидравлическим двигателям требуется регулируемая скорость и тормоз.

7. Гидравлические двигатели должны иметь большой пусковой крутящий момент для преодоления статического трения во время пуска и достаточный пусковой крутящий момент при минимальных колебаниях давления. Например, чтобы уменьшить внутреннее трение гидравлического двигателя, количество зубьев редукторного двигателя больше; коэффициент сжатия устройства компенсации осевого зазора меньше, чем у насоса.

8. Гидравлические насосы должны быть самовсасывающими.Причина, по которой аксиально-плунжерные двигатели с точечным контактом (без пружин в нижней части плунжера) не могут использоваться в качестве насосов, заключается в том, что они не обладают способностью самовсасывания.

9. Лопасть лопастного насоса центробежной силой выбрасывается наружу, образуя рабочую камеру; если он используется в качестве двигателя, он не будет работать, потому что лезвие не создает внешнюю силу рабочей камеры при запуске.

10. Чтобы уменьшить трение, некоторые плунжерные двигатели снимают тапочки и становятся точечными гидравлическими моторами, тогда как плунжерные насосы не обходятся без тапочек.

11. Внутренняя утечка такого же типа гидравлического двигателя больше, чем у гидравлического насоса. Это связано с тем, что направление утечки гидравлического двигателя совпадает с направлением движения, что приводит к задействованной скорости движения. Гидравлических насосов нет.

Чем отличается гидравлический насос от гидравлического двигателя

В области инженерии вы можете быть обеспокоены этим двойным термином, называемым гидравлический насос и гидравлические двигатели, но большинство из вас не подозревает, что есть некоторые различия между этими двумя словами гидравлический насос и управляющие двигатели.

Здесь мы обсудим разницу между обоими этими терминами. так что приступим.

Обсудим гидравлические насосы

Гидравлический насос Гидравлический насос - это устройство, которое должно передавать энергию от механических компонентов к насосному оборудованию. Если вы изучите эту концепцию, вы обнаружите, что энергия, добавляемая в насосы, обеспечивает скорость плюс давление жидкости. По сути, эти насосы представляют собой инструментальные устройства, которые обеспечивают работу устройства и обеспечивают потребность жидкости в энергии для этих требуемых направлений.

  1. Гидравлические насосы перемещают механическую часть, которая использует конкретный источник энергии для подачи энергии в электрические и механические двигатели.
  2. Механические насосы используются для подачи энергии в выпускную секцию из секций Intel, которые обычно проталкиваются через гидравлическую систему.
  3. Гидравлический насос работает двумя разными и разными способами, кроме того, он позволяет преобразовывать входящую жидкость в насосы выходного резервуара, а во-вторых, создает вакуум, чтобы энергия могла легко передаваться с одной стороны на другую.
  4. Гидравлический насос создает поток, необходимый для создания давления, которое действует как сопротивление потоку жидкости в системе.
  5. Этот гидравлический удар создает и производит поток и движение, которое создает давление в жидкости.
  6. Вы можете быть удивлены, узнав, что устройства поставляют на системный уровень только для того, чтобы поднять давление, чтобы преодолеть сопротивление системы.

Если вы хотите лучше понять работу насоса, чем вы должны изучить внутренний процесс и внутреннее функционирование системы, тогда давайте приступим.

  • Снижение давления: Функции всех компонентов гидравлического насоса являются специально разработан для снижения выходной мощности в системах давления при эксплуатации транспортного средства.
  • Survivor: Главный факт, что во время проектирования вы не можете отрицать, что устройства использовались в вашей области, это должен быть выживший и оставшийся в живых
  • Сетчатый фильтр: Гидравлический насос содержит компонент, который может фильтровать жидкость перед ее подачей в насос. Таким образом, он работает как фильтр для насоса, регулирующий высокое давление.
  • Двигатель: Этот насос также помогает задействовать все другие компоненты механического двигателя.

Перейдем к обсуждению гидравлических двигателей

Гидравлические двигатели

- это роторные двигатели, которые помогают передавать механическую энергию, чтобы устройство можно было должным образом использовать для обеспечения движения и силы внешней нагрузки.

Наиболее частое различие между этими двумя гидравлическими двигателями и гидравлическими насосами заключается в том, что гидравлические двигатели можно использовать только для небольших строительных работ, но гидравлические насосы можно использовать как на небольших участках, так и на выемках. Если вы перейдете к изучению гидравлических двигателей, то будете удивлены, узнав, что гидравлические насосы имеют постоянный или переменный рабочий объем, они могут управлять нагрузкой с постоянной скоростью и передавать энергию от входа к выходу. Если вы хотите понять это более глубоко, двигатели с переменным рабочим объемом могут предлагать различную скорость потока, тогда как двигатели с фиксированной скоростью могут обеспечивать только постоянную скорость потока во всей конструкции.

Типы гидромоторов

Эти мощные гидравлические двигатели разработаны для строительных работ и оснащены механическими дополнениями, чтобы обеспечить им удобство работы. Вы найдете эту распространенную конструкцию в этих гидравлических насосах о потере времени, давайте обсудим это:

  • мотор-редуктор: Обычно ведущая шестерня мотор-редуктора, которая соединяется с выходным валом и с холостым ходом, основная функция этого - управление высоким давлением и обеспечение постоянного давления на протяжении всей системы.Зацепление шестерни является побочным продуктом мотор-редуктора, который обычно используется для передачи утечки жидкости от низкого давления к высокому давлению и от места впуска к месту выпуска.
  • поршневой двигатель: Этот тип двигателей срочно используется для цилиндрического блока, ротора или цилиндра, вы можете сказать, который используется для вала этого нагнетательного поршня.

Фото Герберта Гетча на Unsplash

Хороший совет по использованию гидравлического двигателя в качестве насоса? - Инженер-наставник

Гидромоторы - прекрасные гидравлические компоненты.Они могут преобразовывать мощность жидкости в механическую мощность вращения, когда прямое движение невозможно.

Да, шестеренчатые, героторные, гиролерные и некоторые лопастные гидравлические двигатели могут использоваться в качестве насоса. Поршневые двигатели с изогнутой осью или наклонной шайбой не могут. Однако проектировщику необходимо рассмотреть следующий код :

.
  • Кавитация
  • КПД
  • Внутренняя утечка двигателя
  • Точный контроль двигателя

Прежде всего, вы купили гидравлический двигатель, поэтому его следует использовать в качестве двигателя.Насосы и двигатели имеют разную конструкцию, поэтому они не могут быть полностью взаимозаменяемыми. Фактически в качестве гидромоторов можно использовать только шестеренчатые насосы. Поршневые и лопастные насосы вообще не работают как гидравлический двигатель. Двигатели есть двигатели, а насосы - это насосы. Если бы мы сравнили это с автомобилем, мы бы никогда не спроектировали стартер для запуска автомобиля, а затем продолжали бы работать в качестве генератора переменного тока.

Итак, на самом деле есть два случая, когда вы захотите использовать гидравлический двигатель в качестве насоса. Первый - это когда у вас есть двигатель, который вращает маховик большего размера, а затем перекрывает поток к двигателю.Маховик обладает невероятной инерцией, и блокирование потока к двигателю и от двигателя может вызвать скачок давления бесконечных размеров и разрушить ваши компоненты. Это то же самое, что и обратное напряжение в электронике, где цепь с индуктивным компонентом (двигатель или соленоид) отключается. Накопленная энергия создает очень высокие напряжения, которые могут поджарить чувствительные электронные компоненты, если с ними не обращаться должным образом.

Еще один пример - система гидростатического привода, такая как газонокосилка.Как только насос перестанет подавать поток, вы захотите, чтобы трактор замедлился до полной остановки, но не рывком до остановки. Мы хотим превратить двигатель в насос, чтобы можно было аккуратно затормозить систему до остановки.

Чтобы свести к минимуму возможность возникновения высокого давления, вы захотите разместить в системе клапан, чтобы ограничить создаваемое давление. Это давление может храниться в аккумуляторе или другом устройстве (возможно, в расширении цилиндра при постоянной нагрузке), но, скорее всего, оно будет преобразовано в тепло через предохранительный клапан.

Второй экземпляр реже. Это когда гидравлический двигатель используется для выполнения одного действия, а затем начинает действовать другой процесс и меняет положение двигателя. Недавно я разработал систему, в которой тележка приводилась в движение посредством роликовой цепи с помощью трех различных процессов. В первом процессе тележка перемещалась с помощью цилиндров. Второй процесс задействовал прецизионный электрический серводвигатель для позиционирования тележки для операций механической обработки. Наконец, был использован гидравлический двигатель, чтобы вернуть тележку в исходное положение, чтобы можно было повторить весь процесс.Гидравлический двигатель был постоянно включен все время, даже если он использовался только в течение небольшого процента времени (<10%). В результате двигатель использовался в качестве насоса в течение 90% времени.

Кавитация

Кавитация обычно возникает, когда насос всасывает масло из резервуара, но масло не может поступать достаточно быстро. В результате насос будет пытаться откачать масло через насос. Масло не работает таким образом, и вместо этого насос создает большие очаги тепла, которые локально кипятят масло, создавая очаги газа.По мере того, как он перемещается через насос, повышенное давление масла заставляет нефтяной газ снова менять состояние обратно на жидкость за счет имплозии. Этот процесс происходит быстро и бурно и обычно очень быстро повреждает насос.

Кавитация вызвана:

  • Недостаточно масла в резервуаре
  • Засорен фильтр всасывающей линии
  • Забит всасывающий фильтр
  • Забит или отсутствует сапун
  • Слишком длинная линия всасывания
  • Слишком маленький диаметр всасывающей линии
  • Резервуар установлен под насосом.(Насос, естественно, не получает масло)

Правильное обслуживание системы устранит большинство причин кавитации. График профилактического обслуживания должен проверять наличие засоренных фильтров и сапунов, а также уровень масла в резервуаре.

Остальные вопросы необходимо решить на этапе проектирования. Как проектировщики гидравлических систем, мы должны учитывать «напор» на входе в насос, и мы хотим, чтобы оно было положительным числом. Обычно это расстояние по вертикали между всасывающим патрубком насоса и уровнем масла в гидравлическом баке.Вы хотите, чтобы уровень гидравлического масла был выше, чем в насосе.

Также необходимо вычесть давление, необходимое для перемещения масла по всасывающей линии к насосу. Базовое понимание механики жидкости говорит нам, что более короткие участки и шланги большего диаметра минимизируют этот фактор. Воспользуйтесь нашим калькулятором шлангов, чтобы определить размер шланга по длине, которая вам нужна. Хорошо спроектированный шланг будет иметь скорость жидкости не более 5 футов / с (1,5 м / с) и перепад давления менее 1 фунта на кв. Дюйм (6,9 кПа).(В конце концов, идеальный вакуум составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм (101,3 кПа)).

Даже если вы только временно запускаете насос в качестве двигателя, вам необходимо решить проблему кавитации. Скорее всего, вы выбрали двигатель, потому что у вас не было прямого привода в необходимом пространстве. Вероятно, длина вашего шланга относительно длинная, и вам потребуются шланги большего диаметра, чем хотелось бы, чтобы предотвратить кавитацию.

КПД двигателя

Поскольку двигатель не предназначен как насос, он будет очень неэффективным.Примерно на 10–20% ниже номинальной эффективности производителя, и это будет сильно варьироваться в зависимости от вашего конкретного давления и расхода. В результате ваше масло будет выделять больше тепла, которое необходимо отводить от системы. Если вам нужно запустить двигатель в течение длительного периода времени в качестве насоса, может потребоваться теплообменник высокого давления. Также может работать альтернативный путь прохождения жидкости, по которому свежее масло забирается из резервуара.

Внутренняя утечка в двигателе

Все гидравлические двигатели имеют внутреннюю утечку.Это любое масло, которое проходит из секции высокого давления в секцию низкого давления без движения. Кроме того, в двигателе есть полости, которые могут удерживать масло (для смазки и т. Д.), Которое необходимо поддерживать при низком давлении. Если масло под высоким давлением попадет в эти полости, срок службы двигателя может значительно сократиться.

Если вы намереваетесь создать большое давление с помощью двигателя, используемого в качестве насоса, вам необходимо проконсультироваться со спецификациями производителя относительно того, требуется ли слив из корпуса при определенных давлениях и расходах.Сливы в корпусе предотвращают повреждение от внутренней утечки в полости низкого давления. Наиболее распространенной формой повреждения является протекающее уплотнение вала, которое изменит вашу внутреннюю утечку на внешнюю. Это означает, что нужно будет очистить масло.

Управление двигателем

Если в моторном режиме требуется точное управление двигателем, у вас могут быть ограничения в рабочих линиях для управления потоком. Эти регуляторы потока могут быть такими же простыми, как штуцер с диафрагмой, или такими сложными, как клапаны регулирования потока, входящие и выходящие из двигателя, с регуляторами потока и компенсаторами давления.Однако пропорциональный регулирующий клапан прекрасно справляется с управлением потоком, измеряя и отмеряя поток от двигателя.

Хотя пропорциональный регулирующий клапан лучше всего подходит для управления двигателем, он создает проблемы, когда мы переключаемся в режим насоса. Видите ли, когда мы измеряем поток из двигателя, золотник клапана создает еще одно ограничение между рабочим портом возврата и резервуаром. По мере того, как золотник клапана приближается к центральному положению, он будет закрывать этот путь все больше и больше.В результате центральное положение клапана может быть заблокировано или иметь очень маленькое отверстие (отверстие), называемое моторным золотником.

Если ваша схема выглядит так, как показано на рисунке ниже, вы захотите изменить ее дизайн. Любая инерция двигателя, когда клапан находится в центральном положении, приведет к очень большим скачкам давления. В оставшейся части статьи мы расскажем, как действовать в этой ситуации.

Невозможно иметь хороший клапан для измерения расхода, но все же иметь открытый центр для использования, когда это насос.Должно быть очевидно, что нам нужно что-то дать, если мы хотим точно управлять двигателем и при этом позволять использовать его в качестве насоса.

Есть два основных способа сделать это. Если требуется свободный поток двигателя, как в случае, когда двигатель приводится в действие другим устройством, вы можете добавить путь потока между рабочими портами. Обычно это делается с помощью двухпозиционного двухходового клапана с электромагнитным управлением. Когда двигатель находится в моторном режиме, клапан закрыт. Когда двигателю требуется свободный поток для замедления, клапан открывается.Ваша система управления должна будет обработать переход и, возможно, потребуется открыть до закрытия гидрораспределителя.

Установка двухпозиционного двухходового клапана ближе к двигателю минимизирует размер шланга, необходимый для предотвращения кавитации.

Если вы хотите контролировать замедление, вы можете изменить двухпозиционный двухходовой клапан на пропорциональный. Это называется гидравлическим торможением . Таким образом, клапан можно открыть на любую величину в зависимости от давления.С помощью этой настройки вы можете точно контролировать скорость двигателя в любой заданной точке.

Другой способ выполнить гидравлическое торможение - это добавить перекрестные предохранительные клапаны между рабочими портами, чтобы поток из A стекал в B и наоборот. Этот вариант привлекателен тем, что он стоит меньше, чем пропорциональный клапан, и в нем отсутствует система управления. Одним из недостатков является то, что предохранительные клапаны в конечном итоге закрываются, и двигатель резко останавливается. Чем выше настройка давления, тем резче останов.

И наоборот, чем плавнее остановка, тем больше времени требуется для остановки. И снова, как инженеры, мы сражаемся с несовместимыми вещами.

Связанные

Различия между гидравлическими и электрическими двигателями

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Кевин Бек

Двигатель в простых физических терминах - это все, что преобразует энергию в движение частей какой-то машины, будь то автомобиль, печатный станок или винтовка.Двигатели необходимы для перемещения вещей в столь многих повседневных ситуациях, что мир немедленно перестанет быть неузнаваемым, несколько комичным, если бы все двигатели одновременно замолчали.

Поскольку двигатели широко распространены в современном человеческом обществе, инженеры Земли на протяжении веков производили ряд различных типов, соответствующих современным технологическим стандартам. Например, до того, как с начала 20 века люди смогли использовать электричество в глобальном масштабе, огромные двигатели поездов приводились в действие паром от сжигания угля.

  • Двигатели - это подмножество двигателей, но не все двигатели являются двигателями.

Многие двигатели являются приводами , что означает, что они вызывают движение за счет приложения крутящего момента. Долгое время гидравлические приводы с приводом от жидкости были стандартом дня. Но благодаря достижениям в 21 веке в области электрических приводов, в сочетании с обилием электричества и легкостью управления, электродвигатели этого типа добиваются успеха. Один явно превосходит другого и зависит ли это от ситуации?

Обзор гидравлических систем

Если вы когда-либо использовали напольный домкрат или управляли автомобилем с усилителем тормозов или усилителем рулевого управления, вы, возможно, удивились легкости, с которой вы можете перемещать массы, связанные с этими физическими нагрузками. транзакции, казалось бы, с небольшими усилиями.(С другой стороны, вы могли быть слишком поглощены задачей замены шины на обочине дороги, чтобы беспокоиться о таких идеях в реальном времени.)

Эти и многие другие общие задачи стали возможны благодаря использованию гидравлического привода . системы . Гидравлика - это раздел физики, связанный с механическими свойствами и практическим использованием динамических жидкостей (жидкостей в движении). Гидравлические системы не «создают» энергию, а вместо этого преобразуют ее в желаемую форму из внешнего источника, называемого первичным двигателем .

Изучение гидравлики состоит из двух основных областей. Hydrodynamics - это использование жидкостей с высоким расходом (динамическое означает "движение") и низким давлением для выполнения работы. Мельницы "старой школы" используют энергию протекающего потока воды для измельчения зерна таким способом. Hydrostatics , напротив, представляет собой использование жидкостей с высоким давлением и низким расходом (статический означает «стоячие») для выполнения работы. Что является основой для такого компромисса на языке физики?

Сила, работа и площадь

Физика, лежащая в основе стратегического использования гидравлических двигателей, заключается в концепции умножения силы.Чистая работа, выполненная в системе, является произведением приложенной чистой силы и расстояния, на которое перемещается объект силы:

W_ {net} = F_ {net} d

Это означает, что для данного количества работы, выделенной на Это физическая задача, сила, необходимая для ее выполнения, может быть уменьшена путем увеличения расстояния, на которое прикладывается сила, как это можно сделать, используя повороты винта.

Этот принцип распространяется от линейных до двумерных ситуаций и из соотношения

P = \ frac {F} {A}

, где P = давление в Н / м 2 , F = сила в ньютонах и A = площадь, м 2 .В гидравлической системе, в которой давление P поддерживается постоянным, есть два поршневых цилиндра с площадями поперечного сечения A 1 и A 2 , это приводит к соотношению

\ frac {F_1} {A_1} = \ frac { F_2} {A_2} \ text {или} F_1 = \ frac {A_1} {A_2} F_2

Это означает, что когда выходной поршень A 2 больше, чем входной поршень A1, входное усилие будет пропорционально меньше выходного сила. Хотя это не совсем то же самое, что получить что-то даром, это явный актив во многих современных установках двигателей.

Основы электродвигателя

Электродвигатель использует тот факт, что магнитное поле оказывает силу на движущиеся электрические заряды или ток. Вращающаяся катушка с проводящим проводом помещается между полюсами электромагнита таким образом, что магнитное поле создает крутящий момент, заставляющий катушку вращаться вокруг своей оси. Этот вращающийся вал может использоваться для выполнения различных работ, и в целом электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.

Гидравлические двигатели: типы обсуждения

Первичный двигатель гидравлического двигателя - это насос, который проталкивает жидкость (часто масло) в трубопроводы системы. Эта жидкость несжимаема и, в свою очередь, давит на поршень внутри цилиндра, с обеих сторон которого находится гидравлическая жидкость.

Поршень движется и преобразуется «вниз по потоку» во вращательное движение, в то время как жидкость на выходной стороне поршня постоянно возвращается в резервуар.Давление в системе поддерживается постоянным (если его не нужно изменять, чтобы повлиять на мощность двигателя) за счет стратегического распределения и синхронизации клапанов.

Типы гидравлических двигателей, применяемых в различных ситуациях, включают двигатели с внешним зацеплением, аксиально-поршневые двигатели и радиально-поршневые двигатели. Гидравлические двигатели также используются в некоторых электрических цепях, а также в комбинациях насос-двигатель.

Гидравлический и электродвигатель: плюсы и минусы

Зачем использовать гидравлический двигатель или электродвигатель?газовый двигатель или электродвигатель? Преимущества и недостатки каждого типа двигателя настолько многочисленны, что необходимо учитывать каждую переменную в вашем собственном уникальном сценарии.

Преимущества гидравлических двигателей:

Основное преимущество гидравлических двигателей заключается в том, что они могут использоваться для создания чрезвычайно высоких сил по отношению к входным силам. Это аналогично ситуации в обычной (негидравлической) механике, где геометрия рычагов и шкивов может «работать» с аналогичной выгодой.

Гидравлические двигатели работают с использованием несжимаемых жидкостей, что позволяет более точно контролировать двигатель и, следовательно, повысить точность его движения. Они очень полезны для тяжелой мобильной техники (например, грузовиков).

Недостатки гидравлических двигателей:

Гидравлические двигатели обычно являются самым дорогим вариантом. Поскольку все масло, как правило, используется, они неудобны в эксплуатации, поскольку их различные фильтры, насосы и масло требуют проверок, изменений, очистки и замены.Утечки могут создать угрозу безопасности и окружающей среде.

Преимущества электродвигателей:

Большинство гидравлических установок не являются быстродвижущимися. Электродвигатели намного быстрее (до 10 м / с). Они имеют программируемые скорости и положения остановки, в отличие от гидравлики, и обеспечивают высокую точность позиционирования там, где это необходимо. Электронные датчики могут обеспечивать точную обратную связь по движению и приложенной силе, обеспечивая превосходный контроль движения.

Недостатки электродвигателей:

Эти электродвигатели сложны в установке и устранении неисправностей по сравнению с другими электродвигателями.В основном их недостаток заключается в том, что если вам нужно намного больше силы, вам понадобится значительно больший и тяжелый двигатель, в отличие от гидравлических двигателей.

Примечание по пневматическим активаторам

В некоторых ситуациях также возникает вопрос о сравнении пневматических и электрических приводов или гидравлических приводов. Разница между пневматическими и гидравлическими приводами заключается в том, что в гидравлических двигателях используются жидкости, а в пневматических приводах используются газы, обычно обычный воздух. (И жидкости, и газы, для справки, классифицируются как жидкости .)

Преимущество пневматических активаторов в том, что воздух практически везде (или, по крайней мере, везде, где комфортно работают люди), поэтому воздушный компрессор - это все, что нужно для первичного двигателя. С другой стороны, эти двигатели очень неэффективны из-за сравнительно больших потерь из-за тепла по сравнению с двигателями других типов.

В чем разница между гидравлическим насосом и гидравлическим двигателем? - Новости

23 марта 2020 г.

Сходства между гидравлическими двигателями и гидравлическими насосами:

(1) В принципе, гидравлический двигатель и гидравлический насос реверсивны.Если приводится в движение двигателем, выводится гидравлическая энергия (давление и поток), это гидравлический насос; если подано масло под давлением, механическая энергия (вращение) выводится. Крутящий момент и скорость), он становится гидравлическим двигателем.

(2) Конструктивно они похожи.

(3) По принципу работы оба они используют изменение герметичного рабочего объема для всасывания масла и слива масла. В гидравлических насосах масло всасывается при увеличении рабочего объема, а масло под высоким давлением выгружается при уменьшении рабочего объема.В гидравлических двигателях масло высокого давления поступает при увеличении рабочего объема, а масло низкого давления выходит при уменьшении рабочего объема.

Различия между гидравлическими двигателями и гидравлическими насосами:

(1) Гидравлический насос - это энергетическое устройство, а гидравлический двигатель - это привод. Гидравлический насос - это устройство преобразования, которое преобразует механическую энергию двигателя в гидравлическую энергию. Ожидается, что выходной объем и давление будут высокими с точки зрения объемной эффективности.Гидравлический двигатель - это устройство, которое преобразует энергию давления жидкости в механическую энергию и выдает крутящий момент и скорость.

(2) Рулевое управление выходного вала гидравлического двигателя должно иметь возможность вращаться вперед и назад, чтобы его конструкция была симметричной; а некоторые гидравлические насосы (такие как шестеренчатые насосы, лопастные насосы и т. д.) имеют четкие правила рулевого управления и могут вращаться только в одном направлении. Вы не можете изменить направление вращения по желанию.

(3) В дополнение к впуску и выпуску масла гидравлического двигателя есть отдельные отверстия для утечки масла; Гидравлические насосы обычно имеют только впускное и выпускное отверстия для масла (за исключением аксиально-поршневых насосов), а вытекшее изнутри масло соединяется с впускным отверстием для масла.

(4) Объемный КПД гидравлических двигателей ниже, чем у гидравлических насосов.

(5) Обычно рабочая скорость гидравлического насоса относительно высока, а выходная скорость гидравлического двигателя низкая. Кроме того, шестеренчатый насос имеет большое отверстие для всасывания масла и небольшое отверстие для выпуска масла, а шестеренчатый гидравлический двигатель имеет такие же размеры отверстий для всасывания и нагнетания масла.

Распространенный миф о гидравлических насосах

Возникновение мифа о том, что насосы производят поток, а не давление, лежит в самой конструкции гидравлических насосов, используемых для управления движением.Они представляют собой объемное смещение, означающее, что при каждом обороте входного вала фиксированное количество жидкости передается от впускного отверстия к выпускному отверстию, несмотря на внутреннюю утечку. Это верно для всех типов конструкций, то есть зубчатых, лопастных, поршневых, упорных и т. Д.

15 МИФОВ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ

1. Насосит поток насоса, а не давление.
2. Цилиндры всегда выдвигаются медленнее, чем втягиваются.
3. Регенерация цилиндра - всегда хорошая цель при проектировании.
4. Высокий объемный и механический КПД - это всегда хорошо.
5. Всегда разумно проектировать системы для высоких давлений, поскольку они приводят к меньшим размерам компонентов, меньшим расходам и более дешевому оборудованию.
6. Обратная связь всегда приводит к выходу, равному команде.
7. Уменьшение диаметра цилиндра приведет к более быстрой реакции системы.
8.Гидравлическая жидкость практически несжимаема.
9. Сервопривод или пропорциональный клапан на 10 галлонов в минуту допускает не более 10 галлонов в минуту.
10. Плавность работы гидравлических двигателей на низких оборотах определяется плавностью пульсаций крутящего момента.
11. Цилиндры с клапаном останавливаются, потому что клапан перекрывает поток
12. Интегральное управление сведет ошибки системы управления с обратной связью к нулю.
13. Неразумно использовать большие цилиндры в системах, требующих быстрого реагирования
потому что весь сжимаемый внутренний объем замедляет рост давления и последующее ускорение..
14. Уменьшение диаметра цилиндра всегда приводит к увеличению скорости цилиндра.
15. Пропорциональные клапаны более эффективны, чем сервоклапаны, поскольку они имеют меньшие перепады давления.


Отсюда следует, что если вал вращается с постоянной скоростью вращения, будет постоянный или постоянный расход на выходе. Далее утверждается, что если нет ограничения на выходе насоса, давление не будет, но поток все же будет.Давление возникает из-за некоторой ограничительной нагрузки. Следовательно, насос создает поток, а не давление. Хотя с этим мыслительным процессом трудно спорить, я считаю, что он ограничен интеллектуально.

Работа с реальностью
Сдерживающая природа такого мышления была замечена некоторое время назад, когда несколько взрослых мужчин, общаясь через один из сетевых форумов, большую часть года спорили о нагнетательном насосе и проточном насосе. Такие аргументы столь же полезны, как и доказательство достоинства курицы, появившейся раньше яйца.Наиболее бойкие из них, возможно, выиграли дебаты. Однако это ничего не сделало, чтобы раскрыть основную правду и реальность насосных механизмов. Такие дискуссии правильнее вести на религиозном форуме, а не на техническом. Позвольте мне пролить более фундаментальный свет на то, что делает насос.

Национальная ассоциация гидравлической энергии (NFPA) определяет насос как устройство, преобразующее механическую входную мощность в выходную гидравлическую мощность. ISO / DIS 5598 определяет гидравлический насос как «компонент, преобразующий механическую энергию в гидравлическую энергию.Обратите внимание, что оба относятся к функции преобразования мощности или энергии. Кроме того, двигатели преобразуют входную гидравлическую мощность в механическую выходную мощность. Фактически, большинство гидравлических гидравлических двигателей работают как насосы и наоборот. Концепция преобразования мощности или энергии более фундаментальна, чем принцип положительного смещения. Фактически, концепция преобразования мощности позволяет получить комфорт с любым насосным механизмом, даже с типами непрямого вытеснения, такими как центробежные насосы.

Возвращаясь к поршневому насосу прямого вытеснения, который вращает и вытесняет жидкость на каждом обороте входного вала, было сказано, что по идее может быть поток без давления.Да, в каком-то идеализированном мире без трения. Однако ни в одном реальном сценарии потока без некоторого давления не будет. Давление может быть низким, но оно никогда не будет нулевым. Фактически, давление и поток возникнут и будут существовать одновременно! Как только жидкость находится в движении, должно быть соизмеримое давление, вызванное трением.

Давление и расход
С другой стороны, давление может быть абсолютно без расхода , даже в реальном мире.Такую систему можно увидеть в вашей домашней системе водоснабжения. Если вы поместите манометр в одну из ваших водопроводных труб, он покажет некоторое давление, возможно, 45-55 фунтов на квадратный дюйм. Тем не менее, вы можете закрыть все свои краны, и потока не будет, но давление останется. Гидравлические аккумуляторы также могут обеспечивать давление без потока из-за энергии, хранящейся в сжатом газе.

В нагнетательной насосной системе расход в первую очередь зависит от скорости вала насоса. Они называются системами с регулируемым насосом p ump или с ограничением потока насоса, и мы обычно подходим к ним, концентрируясь на скорости, с которой течет жидкость.

Но насос не регулирует расход в системе водоснабжения дома, поэтому нам нужны другие способы определения расхода. Скорость потока зависит от давления и коэффициента расхода водопроводных кранов, которые зависят от степени открытия. Эти системы упоминаются как системы с регулируемым давлением p или системы постоянного давления , и их анализ не может быть осуществлен с точки зрения наличия известного потока на выходе насоса. Нам нужно знать коэффициенты давления и клапана.Знание эксплуатационной мощности насоса не имеет большого значения или не имеет никакого значения.

Когда первичный двигатель приводит в действие насос, процесс преобразования энергии начинается в самом начале вращения вала. Входная скорость и крутящий момент, составляющие входной мощности, а также давление и поток, составные части выходной мощности, происходят одновременно! Невозможно сказать, что было раньше. Однако при использовании математических моделей насосов и двигателей нет необходимости знать, какая переменная была первой; нужно только правильно нанести модели!

Актуальность для моделирования
Недавно я представил первый проект предлагаемого стандартного набора математических моделей Комитету по насосам и двигателям NFPA, T3.9. Существует четыре различных модели, каждая со своим набором допущений и ограничений. Модели математически описывают как насосы, так и двигатели. Всем, кто хочет узнать больше, настоятельно рекомендуется связаться с NFPA и попросить принять участие в разработке стандартных математических моделей для насосов и двигателей. Ниже приводится краткое описание четырех моделей:

Модели с нулевым градусом: Характеризуется смещением, но без потерь на трение или внутренней утечки. Это идеальные машины , и, не имея потерь, имеют 100% КПД.Промышленность и академические круги давно называют их «теоретическими» моделями насоса, и это прилагательное вносит путаницу, а не ясность.

Модели первой степени: Характеризуется наличием смещения и линеаризованными потерями на трение и внутренними утечками.

Модели второй степени: Характеризуется наличием смещения и линеаризованными потерями на трение и внутренними утечками, но внутренние утечки разделены на компоненты слива от порта к порту и от порта к корпусу.

Модели третьей степени: Характеризуется наличием смещения, нелинейным трением и потерями от внутренней утечки, а степень и сложность нелинейностей оставлены на усмотрение пользователя моделей. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Излишне говорить, что модели первой, второй и третьей степени не идеальны. У них потери и, следовательно, КПД менее 100%. Хотя это можно спорить, тенденция состоит в том, чтобы все более реалистично характеризовать реальные машины от моделей нулевой степени до моделей третьей степени.Однако никакая математическая модель не может быть настолько подробной, чтобы полностью имитировать реальный мир. Модели могут быть только близкими приближениями к реальным машинам.

Вот важный момент: когда процесс преобразования энергии насоса моделируется более или менее реалистичным образом, можно начать с знания расхода - или, что так же легко, мы можем начать со знания давления. Остальные переменные вычисляются, и нам не важно, какие из них были первыми. Предлагаемые модели обеспечивают гибкость, необходимую для описания, проектирования и анализа самых сложных систем в постоянно растущем промышленном мире.

Оценка концепций
Принятие концепции насоса или двигателя как устройства преобразования энергии позволяет избавиться от оков аргументов в пользу перекачивания потока или нагнетания давления. То же самое будет с математическими моделями как средством «объяснения» того, что машина делает при любом рабочем сценарии. Затем могут быть решены реальные проблемы определения соответствия насоса или двигателя конкретному применению. Что будет делать машина в приложении? Это важный вопрос.Преобразование энергии и математическое моделирование дадут полезные ответы на этот вопрос.

Почему такие концепции важны? В основном они помогают расширить наши умственные границы, но также чужда идея о том, что выходной поток насоса является зависимой, а не независимой переменной. Если весь поток от объемного насоса в системе направлен, скажем, в цилиндр, скорость цилиндра определяется этим потоком и размерами цилиндра. Нагрузка на цилиндр оказывает минимальное влияние.

С другой стороны, рассмотрим систему с насосом с компенсацией давления (номинально источником постоянного давления) и пропорциональным клапаном, подключенным к баллону.Скорость цилиндра будет зависеть от давления настройки компенсатора насоса, степени открытия клапана (его коэффициентов расхода), размера цилиндра и нагрузки на цилиндр.