1. Ознакомиться с устройством насосов и насосных установок;
2. Зарисовать схему насосной установки с обозначениями;
3. Ознакомиться с классификацией насосных установок.
Контрольные вопросы
1. Что называется насосной установкой?
2. Основные элементы насосной установки?
Практическая работа №7
«Изучение конструкции поршневых исполнительных механизмов»
Цель работы: Изучить устройство поршневых исполнительных механизмов
Ход работы
В качестве исполнительных механизмов (гидродвигателей) применяются силовые цилиндры, служащие для осуществления возвратно-поступательных прямолинейных и поворотных перемещений исполнительных механизмов.
Рисунок 7.1 – Гидроцилиндр
Гидроцилиндры подразделяются на поршневые, плунжерные мембранные и сильфонные.
Гидроцилиндры являются объемными гидромашинами и предназначены для преобразования энергии потока рабочей жидкости механическую энергию выходного звена. Гидроцилиндры работают при высоких давлениях (до 32 МПа), они бывают одностороннего и двухстороннего действия, с односторонним и двухсторонним штоком и телескопические (HYDAC, 2011).
Рассмотрим гидроцилиндр одностороннего действия. В данном случае давление (HYDAC, 2009) жидкости действует лишь с одной стороны цилиндра (рис. 7.1, 7.4), а ход поршня вправо производится за счет давления жидкости, которая подводится в левую полость гидравлического цилиндра.
Обратный ход в цилиндрах с односторонним действием выполняется обычно либо за счет сжатой пружины (рис. 7.1) либо давления груза.
Рисунок – 7.1. Поршневой гидроцилиндр одностороннего действия
В отличие от одностороннего в двухстороннем гидроцилиндре ход поршня в обоих направлениях обеспечивается за счет рабочей жидкости. При подаче жидкости в левую полость поршень движется вправо, и наоборот (рис. 7.1,7.2).
Рисунок 7.2 – Поршневой гидроцилиндр двухстороннего действия
Также гидроцилиндры различают в зависимости от конструкции исполнительного органа. Самое широкое распространение получили цилиндры с исполнительным механизмом в виде поршня или плунжера. При этом поршневые гидроцилиндры могут быть выполнены с односторонним (рис. 7.1 и 7.2) или двухсторонним штоком (7.3).
Рис. 7.3 – Поршневой гидроцилиндр двухстороннего действия с двухсторонним штоком
Плунжерные гидроцилиндры (рис. 7.4) могут быть только одностороннего действия и с односторонним штоком.
Рисунок 7.4 – Плунжерный гидроцилиндр
По характеру хода выходного звена выделяют гидроцилиндры на одноступенчатые и телескопические (многоступенчатые). Одноступенчатые гидроцилиндры рассмотрены ранее (см. рис. 7.1, 7.2, 7.3, 7.4). В отличие от вышеуказанных телескопические гидроцилиндры представляют собой несколько вставленных друг в друга поршней. В качестве примера на рис. 7.5 приведена схема двухступенчатого телескопического гидроцилиндра двухстороннего действия.
Рисунок 7.5 – Телескопический гидроцилиндр двухстороннего действия
В таком гидроцилиндре поршни выдвигаются последовательно друг за другом. Телескопические гидроцилиндры применяются там, где при минимальных размерах требуется получить максимальное перемещение. Особенностью телескопических гидроцилиндров является то, что скорость перемещения и усилия, развиваемого штоком, изменяются в процессе выдвижения штока в зависимости от линейного положения каждого поршня.
Помимо телескопических, выделяют поршневые и плунжерные гидравлические цилиндры.
Так, поршневой гидроцилиндр является по сути линейным гидродвигателем с возвратно-поступательным движением выходного звена и характеризуется скоростью поступательного движения штока и преодолеваемой силой внешнего сопротивления, то есть нагрузкой на штоке. Соответственно, полезная мощность такого гидроцилиндра определяется как произведение скорости хода штока и силы сопротивления нагрузки.
Для привода рабочих органов мобильных машин наиболее широко применяют поршневые гидроцилиндры двухстороннего действия с односторонним штоком (рис.7.4).
Основой конструкции является гильза, представляющая собой трубу с тщательно обработанной внутренней поверхностью. Внутри гильзы перемещается поршень, имеющий резиновые манжетные уплотнения, которые предотвращают перетекание жидкости из полостей цилиндра, разделенных поршнем. Усилие от поршня передает шток, имеющий полированную поверхность. Для его направления служит грундбукса.
С двух сторон гильзы укреплены крышки с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости. Уплотнение между штоком и крышкой состоит из двух манжет, одна из которых предотвращает утечки жидкости из цилиндра, а другая служит грязесъемником. Проушина служит для подвижного закрепления гидроцилиндра. На нарезанную часть штока крепится проушина или деталь, соединяющая гидроцилиндр с подвижным механизмом (HYDAC, 2011).
Рисунок 7.6 – Устройство гидроцилиндра
У нормализованных цилиндров, применяющихся в строительных машинах, диаметр штока составляет в среднем 0,5 D, ход поршня не превосходит 10D. При большей величине хода и давлениях, превышающих 20 МПа, шток следует проверять на устойчивость от действия продольной силы.
Для уменьшения потерь давления диаметры проходных отверстий в крышках цилиндра для подвода рабочей жидкости назначают из расчета, чтобы скорость жидкости составляла в среднем 5 м/с, но не выше 8 м/с.
Ход поршня ограничивается крышками цилиндра. В некоторых случая она достигает 0,5 м/с. Жесткий удар поршня о крышку в гидроцилиндрах строительных машин предотвращают демпферы (тормозные устройства). Принцип действия большинства из них основан на запирании небольшого объема жидкости и преобразования энергии движущихся масс в механическую энергию жидкости. Из запертого объема жидкость вытесняется через каналы малого сечения.