Назначение, классификация насосов, их основные параметры

Насос предназначен для преобразования механической энергии приводного двигателя в энергию потока рабочей жидкости. Их рабочий процесс основан на попеременном заполнении рабочей камеры рабочей жидкостью и вытеснении ее из рабочей камеры.

Под рабочей камерой принято понимать емкость, ограниченную рабочими поверхностями деталей гидромашины, периодически изменяющую свой объем и попеременно сообщающуюся с каналами, подводящими и отводящими рабочую жидкость.

В гидроприводах мобильных машин применяют роторно-вращательные и роторно-поступательные насосы, которые по виду рабочих органов разделяют на шестеренные, пластинчатые и поршневые. По углу ротора с рабочими органами различают радиальные и аксиальные роторно-поршневые насосы. По механизму передачи движения радиально-поршневые насосы классифицируют на кулачковые и кривошипные, а аксиально-поршневые — с наклонным блоком и наклонным диском. Роторные насосы могут быть выполнены с нерегулируемым и регулируемым рабочим объем и предназначены для работы как в режиме объемного насоса, так и в режиме объемного гидромотора (насоса-мотора) с реверсивным, нереверсивным направлениями потока. В гидроприводах широко применяют обратимые аксиально-поршневые насосы, предназначенные для использования как в режиме насоса, так и в режиме гидромотора.

Основными параметрами насоса или гидромотора являются рабочий объем q, номинальное давление P_н и частота вращение n_н, а производными — подача Q_н и мощность N_н для насоса, расход рабочей жидкости Q_м и крутящий момент М для гидромотора, а также полный КПД гидромашин .

Теоретическая подача насоса или расход гидромотора пропорциональны рабочему объему и частоте вращения:

Q=q· n (1).

В действительности указанная пропорциональность отсутствует вследствие объемных потерь рабочей жидкости, поэтому действительная подача Q всегда меньше теоретической. Объемные потери характеризуются внутренними перетечками рабочей жидкости в гидромашине из полости высокого давления (нагнетания) в полость низкого давления (всасывания) и наружными утечками через зазоры из корпуса по дренажному трубопроводу во всасывающую гидролинию или в бак. По мере изнашивания сопрягаемых деталей и увеличения зазора между ними объемные потери увеличиваются. Они также возрастают при повышении перепада давления и уменьшении вязкости рабочей жидкости. Следовательно: увеличение объемных потерь вызывает уменьшение объемного КПД _о, представляющего собой отношение действительной подачи насоса к теоретической:

_о=Q_н/Q_т (2).

Тогда действительная подача.

Q_н=q· n·_о (3).

где q — рабочий объем насоса; n — частота вращения насоса.

При предварительных и приемочных испытаниях подачу, приведенную к частоте вращения насоса, рассчитывают по формуле.

Q_н=Q_измn_н/n_изм (4).

где n_н — частота вращения, к которой праведна подача; n_изм — частота вращения насоса, при которой измерялась подача Q_изм.

насос приводной двигатель параметр При изменении подачи расходомерами коэффициент подачи следует определять так.

K_Q=a· i_p /i_н; K_Q=10³ · Q_изм/ (q· n_изм) (5).

где a — коэффициент a=q_p· i_н/q_н·i_p1 (здесь q_p — рабочий объем расходомера, м³; i_н1 и i_р1 — число импульсов на валах соответственно насоса за один оборот); i_p и i_н — число импульсов соответственно на валах расходомера и насоса за время измерений.

Теоретическая мощность насоса или гидромотора.

N_т=Q_т· Р (6).

пропорциональна подаче (расходу) и перепаду давления на входе и выходе из гидромашины. Но если известны крутящий момент М_т и угловая скорость гидромашины, то N_т=М_т· _т.

Сопоставляя выражения теоретической мощности: находим крутящий момент на валу гидромашины:

М_т=Q_т· P/_т (7).

где P=Р₁-Р_2 — перепад давления в подводящем и отводящем трубопроводах.

Мощность (Вт), нес я для привода насоса (или гидромотора) всегда больше теоретической мощности на величину потерь:

N_{пр. н}=P· Q_т/_н (8).

где Р — в Па, Q — в м³/с; (здесь _о — КПД, учитывающий внутренние перетечки рабочей жидкости из полости нагнетания в полость всасывания и наружные утечки из корпуса через зазоры в сопряженных деталях; _м — механический КПД, учитывающий потери, возникающие при вращении и перемещении рабочих деталей относительно друг друга; _г — гидравлический КПД, учитывающий потери давления, возникающие при движении рабочей жидкости по внутренним каналам гидрооборудования).

Полный КПД, определяется из отношения полезной мощности N_п=· Q_н потребляемой, т. е.

_н = N_n/N_{пр н} (9).

Если измерен крутящий момент М_н, то КПД насоса определяют по формуле в системе СИ.

=Р· Q_н/2·М_н·n_н (10).

где Р — в Па; Q_н — подача насоса, м³/сек; М_н — Н· м; n_н — частота вращения насоса, об/сек.

Из сказанного следует, что КПД насоса можно определить следующим образом Объемный КПД.

_о=q_p· n_p/q_н·n_н (11).

Гидромеханический КПД.

_гм=q_н· (Р₁-Р₂) /M_н· 2 (12).

Полный КПД.

=_о· _гм (13).

где М_н — крутящий момент на валу насоса; Р₁, Р₂ — давление в напорной и всасывающей магистралях насоса.