Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гидравлический двигатель высокого давления

Гидравлический двигатель

Гидравлический двигатель (гидродвигатель) — гидравлическая машина, предназначенная для преобразования гидравлической энергии в механическую. К гидродвигателям относят гидромоторы, гидроцилиндры, гидротурбины и поворотные гидродвигатели.

Гидравлические двигатели бывают объёмными и гидродинамическими. На практике чаще используют объёмные гидродвигатели, так как при той же преобразуемой мощности они компактнее и меньше по массе. Конструкции объёмных гидромоторов подобны конструкциям соответствующих объёмных насосов. Кроме того, объёмные гидромоторы имеют свои аналоги среди пневмомоторов. Однако не каждый насос может использоваться в режиме гидромотора. Например, поршневые насосы (которые не следует путать с роторно-поршневыми) могут работать только в качестве насоса из-за наличия клапанной системы распределения.

Содержание

  • 1 Объёмные гидродвигатели
  • 2 Лопастные гидродвигатели
  • 3 См. также
  • 4 Ссылки

Объёмные гидродвигатели [ править | править код ]

Объёмные гидродвигатели по характеру движения выходного звена разделяют на три группы:

  • гидроцилиндры — с возвратно-поступательным движением штока или плунжера;
  • поворотные гидродвигатели с ограниченным возвратно-поворотным движением вала;
  • гидромоторы с неограниченным вращательным движением вала.

Исходным звеном гидроцилиндра (пневмоцилиндра) является шток или плунжер, исходным звеном поворотного гидродвигателя (пневмодвигателя) и гидромотора (пневмомотора) является вал. Исходным звеном объёмного гидродвигателя может быть его корпус, если шток, плунжер или вал закреплены неподвижно. Под рабочим звеном объёмного гидродвигателя понимают характерную деталь или группу деталей, которые вместе с другими образуют рабочую камеру и двигают исходное звено объемного гидродвигателя.

Одна из особенностей, отличающая объёмный гидродвигатель от гидродинамического, — большие давления в гидросистемах. Так, номинальные давления в гидросистемах экскаваторов могут достигать 32 МПа, а в некоторых случаях рабочее давление может быть более 300 МПа.

В соответствии с формой рабочих органов различают: зубчатые, шиберные и поршневые объёмные гидродвигатели. Поршневые гидродвигатели в свою очередь делятся в зависимости от ориентации осей цилиндров относительно оси ротора: на радиально-поршневые и аксиально-поршневые.

Лопастные гидродвигатели [ править | править код ]

В динамических гидродвигателях механическое движение выходного звена создается за счёт использования в основном кинетической энергии потока рабочей жидкости. Примером такого двигателя может служить турбина, на лопасти которой направляется струя жидкости под давлением. У этого типа двигателей ведомое звено совершает лишь вращательное движение. Динамические гидродвигатели применяют в приводах большой мощности, таких как трансмиссии автомобилей, тепловозов и др.

В лопастных гидродвигателях (например, гидротурбинах), используемых на гидроэлектростанциях, в гидравлических передачах машин и т.п, рабочей жидкостью является преимущественно вода.

Гидравлические механизмы

Гидравлические механизмы — аппараты и инструменты, использующие в своей работе кинетическую или потенциальную энергию жидкости. К гидравлическим механизмам относят гидравлические машины.

В таких механизмах сила высокого давления гидравлической жидкости преобразуется механизмами различных гидравлических моторов и цилиндров. Потоком жидкости можно управлять напрямую или автоматически — посредством управляющих клапанов. Распределение потока происходит по специальным гидравлическим шлангам и трубкам.

Гидравлические механизмы имеют большую популярность в машиностроении благодаря тому, что возможно передавать огромную энергию через тонкие трубки и гибкие шланги.

Содержание

  • 1 Умножение силы и крутящего момента
    • 1.1 Примеры
  • 2 Гидравлические схемы
  • 3 Гидравлические системы с регулируемым и нерегулируемым гидроприводом
  • 4 Гидравлические насосы
  • 5 Силовые приводы
  • 6 Гидравлические аккумуляторы
  • 7 Гидравлическая жидкость
  • 8 Гидравлические фильтры

Умножение силы и крутящего момента [ править | править код ]

Фундаментальной основой гидравлических систем является способность приумножать усилие или крутящий момент простым способом, без применения системы шестерён и рычагов. Это достигается изменением эффективной рабочей поверхности соединённых цилиндров или перемещением энергии от насоса к мотору.

Примеры [ править | править код ]

  1. два соединённых цилиндра:
    Цилиндр C1 имеет диаметр 1 см, а цилиндр С2 — 10 см. Если сила воздействующая на С1 — 10 Н, сила воздействующая на С2 со стороны жидкости — 1000 Н, потому что цилиндр С2 по площади ( S = π r 2 >) в 100 раз больше С1. Обратная сторона полученного преимущества в том, чтобы переместить цилиндр С2 на 1 см, необходимо переместить цилиндр С1 на 100 см.
  2. насос и мотор:
    Если гидравлический роторный насос, перемещающий 10 мл/об жидкости, соединён с гидравлическим роторным мотором, перемещающим 100 мл/об, прикладываемый момент для вращения насоса в 10 раз меньше, чем момент вращения мотора, но скорость вращения мотора будет в 10 раз меньше, чем насоса.

Оба примера можно называть гидравлической или гидростатической трансмиссией, имеющей точное передаточное число.

Гидравлические схемы [ править | править код ]

Для того, чтобы гидравлическая жидкость могла совершить работу, поток жидкости должен поступить в силовой привод или мотор, а затем вернуться в ёмкость. Далее жидкость фильтруется и снова подаётся в насос (разомкнутая схема гидропривода). Путь прохождения жидкости называется гидравлической схемой, которые бывают нескольких типов.

В схемах с открытым центром используется насос, являющийся источником постоянного потока. Жидкость возвращается в ёмкость через управляющий клапан, под которым понимают гидрораспределитель с открытым центром, то есть когда клапан расположен в центральном положении, он открывает обратный путь для жидкости в ёмкость и высокого давления не создаётся. Когда же клапан приведён в действие, поток направляется или в силовой агрегат или в ёмкость. Давление жидкости будет расти, пока не получит сопротивление, далее насос будет иметь постоянный выход. Если давление жидкости станет слишком большим, жидкость начнёт возвращаться в ёмкость через предохранительный клапан (Pressure relief valve (англ.) ). Различные управляющие клапаны могут соединяться последовательно. В схемах такого типа могут использоваться недорогие заменяемые насосы.

В схемах с закрытым центром полное давление доставляется на управляющие клапаны, вне зависимости от того, приведён клапан в действие или нет. Насосы изменяют свои выходные потоки, нагнетая очень слабый поток жидкости до тех пор, пока оператор не приведёт в действие клапан. Различные управляющие клапаны могут соединяться параллельно между собой, давление на каждом одинаково.

Гидравлические системы с регулируемым и нерегулируемым гидроприводом [ править | править код ]

Существуют две основные конфигурации схем с закрытым центром, связывающие регулятор с насосом переменного потока жидкости:

Стандартная система с нерегулируемым гидроприводом (Constant pressure systems, CP-system, standard). В такой системе давление насоса всегда равняется давлению, установленному его регулятором. Установка регулятора должна перекрывать максимальное давление, создаваемое нагрузкой. Насос создаёт поток, равный сумме потоков всех потребителей. Такая CP-система имеет большие потери мощности, если выходная нагрузка меняется в широком диапазоне, а среднее давление в системе намного ниже, чем установленное регулятором. CP-система проста в изготовлении. Также работает и пневматическая система. В систему легко могут быть добавлены новые гидравлические компоненты, и она быстро реагирует на управление.

Система с нерегулируемым гидроприводом низкого давления (Constant pressure systems, CP-system, unloaded). Та же самая конфигурация, как и в стандартной CP-системе, только насос находится в состоянии ожидания, генерируя низкое давление, когда все клапаны находятся в нейтральном положении. Система имеет более медленную реакцию при приведении управляющих клапанов в рабочее положение, чем стандартная CP-система, зато увеличивается время жизни насоса.

Система с регулируемым гидроприводом (Load-sensing systems, LS-system) имеет меньшие потери, так как насос снижает и выходной поток и давление, подгоняя их к требованиям нагрузки, но требует более точной регулировки, чем CP-система, по отношению к устойчивости. LS-системе требуются также дополнительные логические клапаны, компенсаторы в клапанах направленного действия, таким образом система более сложна технически и имеет большую стоимость. В LS-системе возникают потери, которые зависят от падения давления на регуляторе насоса:

P o w e r l o s s = △ p l s ⋅ Q t o t

loss> =vartriangle mathbf

_cdot mathbf _>

Обычно △ p l s > берётся около 2 МПа (290 psi). Если скорость потока высокая, потери могут быть значительными. Потери также увеличиваются, если действующая нагрузка сильно меняется.

Гидравлические насосы [ править | править код ]

Гидравлические насосы — гидромашины, которые преобразуют механическую энергию двигателя в энергию перемещаемой жидкости, повышая её давление. Разность давлений жидкости в насосе и трубопроводе обусловливает её перемещение. Гидравлические насосы поднимают жидкость на определённую высоту, подают её на необходимое расстояние в горизонтальной плоскости или заставляют циркулировать в какой-либо замкнутой системе.

Гидравлические насосы применяют в гидропередачах, назначением которых является передача механической энергии от двигателя к исполнительному рабочему органу, а также преобразование вида и скорости движения последнего посредством жидкости.

Силовые приводы [ править | править код ]

В качестве силового привода служат различные силовые установки: двс, дизельные двигатели, электродвигатели.

Гидравлические аккумуляторы [ править | править код ]

Гидравлическим аккумулятором называется гидроёмкость, предназначенная для аккумулирования энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением, с целью последующего использования этой энергии в гидроприводе. В зависимости от носителя потенциальной энергии гидроаккумуляторы подразделяют на грузовые, пружинные и пневматические.

Гидроаккумуляторы поддерживают на заданном уровне давление, компенсируют утечки, сглаживают пульсацию давления, создаваемую насосами, выполняют функцию демпфера, предохраняют систему от забросов давления, вызванных наездом машин на дорожные препятствия. Также используются для достижения большей скорости холостого хода при совместной работе с насосами.

Гидравлическая жидкость [ править | править код ]

Часто в роли гидравлической жидкости выступают гидравлические масла. Работа с ними требует соблюдения правил техники безопасности.

Гидравлические фильтры [ править | править код ]

Часто устанавливаются в баке с гидравлической жидкостью. Иногда на схемах не обозначаются.

Как правильно выбрать гидравлический блок

Гидравлические блоки в гидромеханике представляют собой набор гидравлических компонентов, используемых для подачи масла в сеть или гидравлическую систему при определенном расходе. Эти блоки, состоящие, в основном, из двигателя, бака и гидравлического насоса, могут генерировать огромное количество энергии для управления гидроцилиндром или гидравлическим двигателем любого типа.

Как выбрать гидравлический блок?

Чтобы правильно выбрать гидравлической блок, важно начать с определения необходимой номинальной мощности в соответствии с требуемым расходом и давлением в барах, которое зависит от прилагаемых усилий:

  • Номинальная [TB1] мощность : указанная в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт), это мощность двигателя, который приводит в действие гидравлический насос.
  • Номинальный расход : выраженный в литрах в секунду (л/с) или литрах в минуту (л/мин), номанальный расход соответствует объему жидкости, который насос может подавать в систему за определенное время.
  • Номинальное давление : выраженное в паскалях (Па) или барах, оно соответствует силе, которую может выдержать гидравлический блок, и зависит от мощности двигателя.

Важно правильно рассчитать мощность вашего агрегата, поскольку, даже если вам потребуется увеличить мощность, например, для удовлетворения других потребностей, избыточное давление может повредить компоненты гидравлической системы. С другой стороны, если ваш гидравлический блок недостаточно мощный, оборудование, которое он должен приводить в действие, не сможет функционировать должным образом. Размеры резервуара также должны быть оценены, так как его вместимость должна быть достаточной для снабжения всей гидравлической системы в соответствии с требуемым расходом и коэффициентом использования.

Также важно выбирать гидравлический блок в соответствии с его назначением (непрерывное или прерывистое использование). Превышение коэффицента использования, указанного изготовителем, может привести к перегреву, испарению гидравлического масла и повреждению двигателя. Стандарт DIN VDE 0530 определяет коэффицент использования следующим образом:

  • S1 : непрерывное функционирование
  • S2 : кратковременная работа без подогрева или с незначительным нагревом (время работы зависит от нагрузки).
  • S3 : прерывистый режим при котором возможен контроль нагрева (время работы измеряется в процентах от 10-минутного цикла).

Затем, в зависимости от имеющихся источников энергии, необходимо выбрать тип двигателя: электрический, тепловой или пневматический.

В зависимости от условий эксплуатации гидравлического блока, вы сможете определить, какие именно опции Вам понадобятся. Например, для работы гидравлического блока при отрицательных температурах необходимо предусмотреть предварительный нагрев масла.

Как выбрать тип питания для гидравлического блока?

Гидравлический блок оснащен двигателем для приведения в действие гидравлического насоса. Это, как правило, электрический или тепловой двигатель, но существуют также блоки, оснащенные пневматическим или гидравлическим двигателем для получения гидравлического контура высокого давления из существующего контура.

Электрический двигатель : существуют гидроблоки с электродвигателями, работающими от переменного (AC) или постоянного тока (DC). Двигатели постоянного тока используются, в основном, в гидравлических блоках, установленных на транспортных средствах (например, грузовых автомобилях или вилочных погрузчиках), питание к ним подается от аккумулятора, а двигатели переменного тока используются в гидравлических блоках в цехах или на заводах.

Тепловой двигатель : если у вас нет источника электропитания, а ваш гидравлический блок предназначен для использования вне помещения, вам понадобится гидравлический блок, приводимый в действие бензиновым, дизельным или газовым тепловым двигателем. Существующие тепловые двигатели удовлетворяют широкий спектр потребностей. Например, одноцилиндровый бензиновый двигатель может развивать мощность от 4 л.с. (около 3 кВт), а дизельные или газовые двигатели мощностью свыше 100 л.с. (около 73 кВт).

Пневматический двигатель : вы можете использовать гидравлический блок с пневматическим двигателем при наличии пневматического контура, который позволяет получить соотношение давлений в диапазоне от 1 до 400. Это может вам подойти в том случае, если ваш гидравлический блок должен работать, например, во взрывоопасной среде.

Как выбрать размер гидравлического блока?

Большинство производителей выделяют три основные категории гидравлических блоков :

  • Гидравлические микроблоки: как правило, они имеют максимальную скорость потока 5 л/мин (литров в минуту) и максимальное давление до 250 бар. Микроблоки представляют собой компактные установки, предназначенные для установки на небольших моторизованных транспортных средствах. Как правило, они оснащены однофазными электродвигателями мощностью 800 кВт.
  • Гидравлические миниблоки: как правило, они имеют максимальный расход 30 л/мин и максимальное давление от 250 до 350 бар. Они могут быть стационарными или монтироваться на колесных шасси для перемещения. Как правило, они оснащены однофазными электродвигателями мощностью 5,5 кВт.
  • Стандартные гидравлические блоки: как правило, они имеют максимальную скорость потока до 100 л/мин и максимальное давление до 4500 бар для некоторых блоков, хотя большинство из них ограничены рабочим давлением от 250 до 700 бар для большей функциональности. Они могут быть мобильными, когда их шасси оборудовано колесами, передвижными, если шасси предназначено для работы с погрузчиками поддонов, или стационарными для блоков самых больших размеров. Наиболее мощные гидравлические блоки обычно оснащаются дизельными двигателями.

Каковы типы применения гидравлических блоков?

Гидравлические агрегаты являются базой всех гидравлических систем и контуров. Они могут использоваться в различных областях, требующих систематического подъема тяжелых грузов или многократного применения мощной и направленной силы, а также с любым устройством с приводом:

  • Подъемные устройства
  • Уплотнители отходов
  • Портовые грейдеры
  • Подъемные устройства с пантографом
  • Ворота безопасности
  • Экскаваторы на тракторах
  • Грузоподъемники
  • Подъемники
  • Подъемные рабочие платформы
  • Лесопогрузчики

Какие еще характеристики следует учитывать?

Для повышения производительности и увеличения срока службы гидравлического блока масло должно быть надлежащим образом охлаждено. Например, рядом с блоком фильтрации может быть установлен воздушный охладитель, чтобы масло постоянно находилось в пределах диапазона рабочих температур блока.

Аналогичным образом, в некоторых случаях может потребоваться нагревание масла, особенно при запуске гидравлического блока.

Насосные станции 50-80 МПа для гидравлического инструмента высокого давления

Номинальный объем бака 5 — 100 литров
Номинальная подача 0,2 — 10 л/мин
Номинальное рабочее давление 70 МПа

Гидравлические станции высокого давления. Одноступенчатая подача масла идеально подходит для операций, требующих постоянного уровня подачи масла независимо от давления, например, опрессовка или тестирование.

Объем бака 5-100 литров
Подача 1/2 ступени 3-25/0,2-4 л/мин
Давление 1/2 ступени 6-16/70 МПа

Предназначены для промышленного гидравлического инструмента высокого давления одностороннего и двухстороннего действия. Оснащены двухступенчатой системой подачи масла.

Объем бака 5-100 литров
Подача 0,2-10 л/мин
Электродвигатель 0,25 — 11 кВт
Рабочее давление 70 МПа

Электрические гидростанции высокого давления, управляемые с дистанционного кнопочного пульта. Оборудованы насосом с одноступенчатой системой подачи рабочей жидкости.

Объем бака 5-100 л
Подача 1/2 ступени 3-25/0,2-4 л/мин
Давление 1/2 ступени 6-16/70 МПа
Электродвигатель 0,25-5,0 кВт

Электрические гидравлические станции высокого давления с двухступенчатой подачей масла и выносным кнопочным пультом управления.

Объем бака 10-00 литров
Подача 2-3 л/мин
Бензодвигатель 6,0 л.с.
Рабочее давление 70 МПа

Гидравлические насосные станции НБР предназначены для обеспечения гидравлической энергией промышленного гидравлического инструмента высокого давления в полевых условиях, при отсутствии системы электропитания.

Объем бака 5-60 л.
Подача на 70 МПа 0,5-2 л/мин
Пневмодвигатель 3,6 кВт
Рабочее давление 70 МПа

Гидростанции, преобразующие пневматическую энергию в гидравлическую, обеспечивая питание промышленного гидравлического инструмента высокого давления. Могут безопасно использоваться на взрыво- и пожароопасных предприятиях.

Объем бака 10-100 литров
Подача 2-10 л/мин
Электродвигатель 2,2 — 11 кВт
Рабочее давление 70 МПа

Гидравлические станции высокого давления, разработанные для применения в условиях пожаро- и взрывоопасных производств.

Объем бака 20-100 л
Подача 2-5 л/мин
Электродвигатель 2,2-7,5 кВт
Рабочее давление 70 МПа

Гидравлические насосные станции высокого давления с двумя гидрораспределителями, обеспечивающими одновременную или попеременную работу нескольких исполнительных механизмов.

Объем бака 20-60 л
Подача 2х1 л/мин, 2х2 л/мин
Электродвигатель 7,5 кВт
Рабочее давление 70 МПа

Насосные станции с двухпортовыми аксиально-поршневыми насосами с несколькими портами с независимой подачей рабочей жидкости для обеспечения одновременной или попеременной работы нескольких исполнительных механизмов.

Гидрораспределители с ручным или электромагнитным управлением и электроприводом для работы с одним или двумя инструментами одновременно. Двухступенчатый или одноступенчатый насос.

Гидростанции с бензиновым приводом, двухступенчатым насосом и гидрораспределителем с ручным управлением для работы с одним или двумя инструментами одновременно.

ИПГ «Энерпром» представляет насосные станции, работающие в диапазоне 50-80 МПа, предназначенные для привода промышленного гидравлического инструмента одностороннего и двухстороннего действия.

Гидравлические станции высокого давления «Энерпром» оборудованы насосами, распределительной и клапанной аппаратурой производства Bieri Swiss Hydraulics (Швейцария), что обеспечивает их высокое качество и надежность.

Для питания насоса гидравлических станций используется электропривод (кроме маслостанцций с бензиновым двигателем НБР и маслостанций с пневмоприводом НПР).

Насосные станции с двухступенчатой подачей на низком давлении обеспечивают увеличенный уровень подачи рабочей жидкости, что ускоряет преодоление свободного хода штока инструмента или его возврат, уменьшая время выполнения операции.

Управление насосными станциями осуществляется при помощи выносного кнопочного пульта или рукоятками гидрораспределителя (ручные гидравлические станции НЭР с одноступенчатой и двухступенчатой подачей масла).

Для обеспечения гидравлической энергией промышленного оборудования и инструмента в условиях пожаро- и взрывоопасных производств разработана линейка гидравлических станций ВНЭР с трехфазным асинхронным электродвигателем во взрывозащищенной конфигурации (маслостанции серии НПР также могут безопасно использоваться в таких условиях).

По требованию заказчиков специалисты «Энерпром» разрабатывают и изготавливают насосные станции со специальными параметрами (например, 4НЭЭ32-160Ж500Т1-Х-спец).

Расшифровка кодировки моделей гидравлических насосных станций «Энерпром»

Расшифровка приведена на примере гидравлической насосной станции с электроприводом, ручным управлением и двухступенчатой подачей масла – НЭЭ10/70-24/ЗА100Т2-В.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Хорошая шампунь для мойки двигателя
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector