Насосы и другие источники питания гидроприводов
Насосы, используемые в гидроприводах станков, смогут быть подразделены на две главные группы — постоянной и переменной производительности.
Насосы постоянной производительности. Шестеренные насосы. Подача масла осуществляется шестернями, находящимися в зацеплении, расположенными в отверстиях корпуса.
Зазор между шестернями отверстий и поверхностью корпуса обязан пребывать в пределах 0,07—0,12 мм, а торцовой зазор —в пределах 0,04—0,08 мм.
При вращении вала масло засасывается через подводящее отверстие и переносится во впадинах зубьев к нагнетательному отверстию. Зубья, входя во впадины, выдавливают масло, которое через нагнетательное отверстие поступает в трубопровод.
Входной финиш вала уплотнен посредством втулки, торец которой прижат к торцу фланца пружиной, упирающейся в кольцо, перемещение которого ограничено штифтом.
Масло, просачивающееся через зазоры в стыках, направляется через соответствующие дренажные каналы в бак.
Отечественная индустрия производит последовательность типоразмеров шестеренных насосов производительностью от 3 до 140 л/мин и давлением до 13 кГ/см2.
Лопастные насосы. Разные модификации лопастных (шиберных) насосов находят широкое использование в гидроприводах станков. Подача масла осуществляется посредством радиальноподвижных лопастей, расположенных в пазах ротора, вращающегося вместе с валом. В ходе вращения ротора лопасти прижимаются центробежной силой и давлением масла к внутренней криволинейной поверхности статора.
Цилиндрическая криволинейная поверхность и поверхность ротора статора образуют две серповидные камеры. С торцов количество серповидных камер ограничен неподвижным и подвижным металлическими дисками. Начальный поджим подвижного диска осуществляется пружинами; в ходе работы поджим осуществляется давлением нагнетаемого масла.
В диске имеется два выреза, через каковые серповидные камеры сообщаются с кольцевым подводящим каналом корпуса. В кольцевой канал корпуса масло поступает через всасывающее отверстие.
Рис. 1. Шестеренный насос.
При вращении ротора против часовой стрелки лопасти попадают в зону серповидной камеры, в которой расположены подводящие вырезы, При повороте ротора лопасти выдвигаются в радиальном направлении и количество пространства между двумя смежными лопастями возрастает, благодаря чему происходит всасывание масла, заполняющего пространство между лопастями. При предстоящем повороте ротора лопасти вдвигаются в пазы, пространство между смежными лопастями значительно уменьшается и масло выдавливается через вырезы диска в пространство между торцом корпуса и диска, откуда оно поступает к нагнетательному отверстию.
Через отверстия диска масло попадает в торцовую выточку ротора, откуда оно поступает во внутреннюю часть пазов, в которых перемещаются лопасти, и осуществляет прижим лопастей к внутренней поверхности статора.
Входной финиш вала уплотнен манжетой из маслостойкой резины.
Рис. 2. Лопастной насос.
Отечественная индустрия производит последовательность типоразмеров лопастных насосов производительностью от 5 до 200 л/мин и давлением до 65 кГ/см2. Лопастные насосы выпускаются кроме этого сдвоенными, наряду с этим в одном корпусе помещается два насоса разной производительности, роторы которых расположены на неспециализированном валу.
Поршневые насосы. Конструкции поршневых насосов очень многообразны. Как пример мы разглядим комбинированный насос, складывающийся из лопастного насоса низкого давления и акси-ально-поршневого насоса большого давления. Лопастной насос низкого давления рассмотренной выше конструкции помогает для подачи масла в цилиндры поршневого насоса.
Восемь цилиндров поршневого насоса находятся в неподвижном блоке. Поршни насоса приобретают перемещение от расположенной под углом, вращающейся обоймы. Обойма сидит на шарикоподшипнике на ступице, вращающейся вместе с валом.
При вращении вала обойма, влияя на финиши упирающихся в нее поршней, информирует последним перемещение на протяжении оси.
Поршни в один момент делают функции распределительных устройств, попеременно связывая полость цилиндра другого поршня то с линией подачи масла от насоса низкого давления, то с линией нагнетания.
Рис. 3. Комбинированный лопастной и поршневой насосы.
От насоса низкого давления масло поступает по каналу к кольцевой канавке, которая сообщается с полостью каждого из восьми цилиндров. При нагнетании масло попадает в кольцевую канавку, которая кроме этого связана с полостью каждого из восьми цилиндров.
Разглядим сотрудничество поршней в ходе работы. На рис. 3, б представлено лишь два поршня: поршень, что осуществляет поршень и нагнетание масла, что делает функции распределительного устройства в отношении поршня.
При положении наклонной обоймы, продемонстрированном на схеме, поршень находится в крайнем нижнем положении, а поршень в среднем. Сейчас выточка поршня не сообщается ни с кольцевой канавкой, в которую по каналу поступает масло от насоса низкого давления, ни с кольцевой канавкой, от которой масло поступает к линии нагнетания.
При повороте обоймы по часовой стрелке поршень начнет опускаться вниз, наряду с этим выточка поршня соединит кольцевую канавку, сообщающуюся с полостью цилиндра, с каналом, по которому масло поступает под поршень. По мере поворота обоймы поршень будет опускаться вниз а поршень под действием масла, поступающего от насоса низкого давления, поднимается вверх. По окончании поворота обоймы на 90° поршень достигнет самого низкого положения и начнет подниматься.
При повороте обоймы на 180° она будет занимать положение, продемонстрированное на схеме пунктиром; поршень снова окажется в среднем положении и разобщит полость цилиндра поршня с линией подачи масла от насоса низкого давления. При предстоящем повороте обоймы поршень будет подниматьсявверх и его выточка свяжет канал с кольцевой канавкой линии нагнетания. Поршень начнет опускаться и будет выдавливать масло в кольцевую канавку.
Для поршня, что кроме этого осуществляет нагнетание масла, распределительным устройством есть поршень VII и т. д.
В сдвоенных насосах, производимых отечественной индустрией, поршневой насос имеет производительность от 3 до 8 л!мин и развивает давление до 100 кГ/см2, а лопастной насос имеет производительность от 25 до 100 л!мин и развивает давление до 25 кГ/см2.
Насосы переменной производительности. Насосы переменной производительности очень многообразны по конструкции, они смогут быть выполнены лопастными, радиально- и аксиально-поршневыми.
Радиально-поршневой насос переменной производительности. Поршни размещаются в радиально расположенных цилиндрах вращающегося ротора. Насос, представленный на рис. 4, имеет два последовательности поршней. Ротор, в который запрессована биметаллическая втулка, являющаяся подшипником скольжения, вращается на неподвижной оси.
Через отверстия оси осуществляется отвод и подвод масла. В положении, продемонстрированном на чертеже, подвод масла осуществляется через два нижних канала оси, а отвод — через два верхних канала. Через окна, выфрезерованные в оси, и отверстия втулки масло поступает к цилиндрам.
Нижние каналы оси связаны с цилиндрами, расположенными ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала, а верхние — с цилиндрами, расположенными выше горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала. При вращении ротора головки поршней прижимаются под действием центробежной силы к кольцу, закрепленному в кожуха. Кожух с крышкой смонтирован на шарикоподшипниках в подвижном корпусе, что может перемещаться в горизонтальном направлении.
Благодаря смещению корпуса кольцо находится эксцентрично относительно оси вращения ротора, благодаря чего при вращении ротора поршни будут выполнять возвратно поступательное перемещение, причем движение поршня равен удвоенной величине эксцентриситета. Поршни, расположенные ниже горизонтальной плоскости, при повороте ротора выдвигаются и засасывают масло через нижние каналы оси.
Поршни, расположенные выше горизонтальной плоскости, при повороте ротора вдвигаются и выдавливают масло в верхние каналы оси. Изменяя величину эксцентриситета смещением корпуса в горизонтальной плоскости возможно изменять производительность хода насоса и величину поршня. Изменяя направление эксцентриситета, возможно изменять направление потока масла.
Кожух вращается на подшипниках качения вместе с ротором, благодаря чему значительно уменьшается скольжение головок поршней относительно кольца. Так как кольцо имеет коническую поверхность, то поршни в один момент приобретают вращение около собственной оси, чем обеспечивается равномерный износ поршней.
Ротор приобретает вращение от вала, на котором закреплен фланец. Фланец связан с ротором через ролики и промежуточное кольцо.
Рис. 4. Радиально-поршневой насос переменной производительное
Два ролика, расположенные на чертеже в горизонтальной плоскости, связывают фланец с кольцом, а два ролика, расположенные в вертикальной плоскости, связывают кольцо с ротором, что компенсирует несоосность осей, которая может появиться при сборке.
От того же вала приобретают вращение шестерни шестеренного насоса, что помогает для питания аппаратуры совокупности управления насосом.
Отечественная индустрия производит последовательность модификаций насосов этого типа производительностью от 15 до 400 л/мин и давлением от 50 до 200 кПсм2.
Аксаильно-поршневые насосы. Поршни перемещаются в цилиндрах вращающегося ротора. Ротор смонтирован на шарикоподшипниках и приобретает вращение от ведущего вала. В центральное отверстие ротора входит распределительная ось с подводящими и отводящими каналами.
При вращении ротора довольно неподвижной распределительной оси цилиндры через вырезы оси поочередно сообщаются то с подводящими, то с отводящими каналами.
Рис. 5. Аксиально-поршневой насос переменной производительности.
Поршни связаны шатунами с шаровыми головками с гильзой, которая приобретает вращение от вала. Вращение передается роликами, сидящими на оси, каковые входят в пазы гильзы. При одновременном вращении гильзы и ротора поршни приобретают возвратно поступательное перемещение.
Гильза смонтирована в обойме на подшипнике. Поворотом обоймы гильза может устанавливаться под разными углами к оси. В зависимости от угла установки гильзы будет изменяться производительность насоса и ход поршней.
пневматические питатели и Аккумуляторы. В отдельных случаях для питания гидравлического привода употребляются аккумуляторная батареи. В полость аккумулятора масло подается насосом.
При поступлении масла поршень поднимается и сжимает замечательную пружину. При включении гидросистемы масло поступает от аккумулятора по трубопроводу.
Гидроаккумуляторы употребляются при циклической работе гидропривода в тех случаях, в то время, когда большой «пиковый» расход существенно превышает средний либо время работы мало по сравнению со временем остановки привода, благодаря чему возможно применять насос намного меньшей производительности, а соответственно и мощности, чем при выборе насоса по большому расходу.
В частности гидроаккумуляторы употребляются в гидроприводах зажимных приспособлений.
При применении пневмопитателей масло подается давлением сжатого воздуха, поступающего от сети. Самый простое конструктивное ответ возможно получено при применении герметически закрытого резервуара, в котором находится масло, подаваемое по трубопроводу в гидравлическую совокупность. Сжатый воздушное пространство подается в резервуар по трубопроводу через глушитель. Воздушное пространство давит на залитое в резервуар масло и подает его в трубопровод.
По окончании исполнения требующихся перемещений рабочих органов масло возвращается через трубопровод в резервуар, что наряду с этим связывается с воздухом.
Глушитель предотвращает поступление и вспенивание масла сжатого воздуха в совокупность. Но при ярком контакте сжатого воздуха с маслом попадание воздуха в совокупность не может быть исключено всецело, что есть значительным недостатком данной схемы. При аналогичной схеме масло поступает при низком давлении, величина которого определяется давлением сжатого воздуха в заводской пневматической сети, не превышающим 4—5 кГ/см2.
Рис. 6. Схема аккумулятора.
Рис. 7. Схемы пневматических питателей.
Большое давление возможно получено при применении схемы, представленной на рис. 7, б. Сжатый воздушное пространство, поступающий по трубопроводу, действует на громадную площадь поршня, а масло подается поршнем, имеющим малую площадь. Давление масла возрастает примерно во столько раз, во какое количество раз площадь поршня больше поршня.
Подобного рода устройства именуются пневмогидравлическим мультипликатором либо пневмогидравлическим повысителем давления.
Пневмопитатели применяются в пневмогидравлических приводах и приводах приспособлений.
Рис. 8. Схема работы лопастного гидродвигателя.
