Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Автоматизации и управления



 

1.1 Цели индивидуальной работы по выбору гидронасоса:

- рассчитать необходимые подачу и рабочее давление гидронасоса и выбрать серийно выпускаемый промышленностью гидронасос для проектируемой системы автоматизации и управления;

- определить мощность электродвигателя для выбранного гидронасоса системы автоматизации и управления.

 

Общие сведения по основным рабочим параметрам

Гидронасосов

 

Гидронасос представляет устройство, которое служит для преобразования механической энергии (чаще всего от электродвигателя) в энергию потока рабочей жидкости. По конструкции гидронасосы делятся на шестерённые, пластинчатые, аксиально-поршневые, радиально-поршневые, винтовые и кривошипно-шатунные. В системах автоматизации и управления наиболее распространёнными являются шестерённые, пластинчатые и аксиально - поршневые гидронасосы.

На рисунке 1 приведена упрощенная схема аксиально-поршневого гидронасоса. Опорно-распределительный диск 6 и наклонная шайба 2 ак­сиально-поршневого гидронасоса расположены неподвижно в корпусе, а ротор 4 приводится во вращение от электродвига­теля 1 через вал 15. В роторе выполнены рабочие камеры 5, в ко­торых перемещаются поршни 3. Каждая из камер имеет осевое отверстие, которое попеременно сообщается с полукольцевыми пазами 13 и 14 диска 6, связанными с напорной 7 и всасывающей 11 линиями гидросистемы. Ротор к диску и поршни к наклонной шайбе прижимаются пружинами (не показаны) и давлением масла.

При вращении ротора 4поршни, взаимодействующие с наклонной шайбой, совершают возвратно-поступательное движение: при движении от точки А до точки В - выдвигаются из ротора и вса­сывают масло из бака 12через линию 11и паз 14, а при движении от точки В к точке А - вдвигаются в ротор и через паз 13вы­тесняют масло в линию 7.

 

 

Рисунок 1 - Схема аксиально-поршневого гидронасоса [2]

 

Давление р, МПа, масла в напорной линии зависит от сопро­тивления подключенной к гидронасосу гидросистемы. При полностью открытом дросселе 9, манометр 8будет показывать давление, близ­кое к нулевому (потери давления в сливной линии 10). По мере закрытия дросселя давление в напорной линии растет, причем максимально допустимое давление не должно превышать паспорт­ного значения во избежание резкого снижения долговечности или поломки деталей гидронасоса.

В станкостроении кроме аксиально-поршневых гидронасосов широкое применение имеют пластинчатые регулируемые и нерегулируемые гидронасосы, развивающие давление до 6,3 - 16 МПа.

Основными деталями пластинчатых нерегулируемых гидронасосов типов Г12-2М, Г12-3М, БГ12-4 и БГ12-2М являются корпус с крышкой, приводной вал с подшипниками и рабочий комплект (рисунок 2а), состоящий из распределительных дисков 1 и 7, статора 3, ро­тора 4и пластин 5. Диски и статор, зафиксированные в угловом положении относительно корпуса штифтом 9, прижимаются друг к другу пружинами (не показаны), а также давлением масла в на­порной линии.

 

 


Рисунок 2-Рабочий комплект (а) иконструкция (б) пластинчатого гидронасоса [2]

 

 

При вращении ротора 4, связанного через шлицевое соединение с приводным валом, в направлении, указанном стрелкой (рисунок 2а), пластины 5центробежной силой и давлением масла, подведенного в отверстия 11, прижимаются к внутренней поверх­ности 10статора 3, имеющей форму овала, и, следовательно, со­вершают возвратно-поступательное движение в пазах ротора.

Во время движения пластин от точки А до точки В и от С до D объемы камер, образованных двумя соседними пластинами, внутренней поверхностью статора, наружной поверхностью ро­тора и торцовыми поверхностями дисков 1и 7, увеличиваются, и масло заполняет рабочие камеры через окна 2и 12диска 1, связанные со всасывающей линией.

При движении в пределах участков ВС и DA объемы камер уменьшаются, и масло вытесня­ется в напорную линию гидросистемы через окна 6и 8диска 7. Поскольку зоны нагнетания (ВС и DA) и всасывания (АВ и СО) расположены диаметрально относительно ротора, на него не действуют радиальные усилия, что положительно сказывается на долговечности подшипников приводного вала.

Конструкция гидронасоса показана на рисунке 2б. В расточках корпуса 15и крышки 1 установлен рабочий комплект (диски 3и 7, статор 5, ротор 6, пластины 16). Ротор через шлицевое соеди­нение связан с приводным валом 11, опирающимся на шарико­подшипники 2и 8. Наружные утечки или подсос воздуха по валу исключаются манжетами 10, установленными в расточке фланца 9.

Комплект сжимается тремя пружинами 12и давлением масла в камере 13. Окна 4 диска 3через отверстия 17статора соединены с глухими окнами всасывания 4диска 7, благодаря чему масло из всасывающей линии поступает в ротор с двух сторон, что облег­чает условия всасывания. В напорную линию масло вытесняется через окна 19диска 7.

Поворот комплекта предотвращается штиф­том 18(или винтами), проходящими через отверстия в деталях, 3, 5, 7и 15. Гидронасосы выпускаются одно- и двухпоточными; в последних на общем приводном валу установлены два рабочих комплекта (одинаковых или различных), что обеспечивает воз­можность нагнетания масла двумя независимыми потоками (вса­сывающая линия общая).

Основные параметры однопоточных гидронасосов типов Г12 приведены в таблице 1, гидронасосов БГ12 - в таблице 2. В обозначение гидронасосов по ГОСТ 13167 - 82 входит рабочий объем и номер стандарта, например, гидронасос Г12-31М обозначается: гидронасос 12,5 ГОСТ 13167 - 82.

 

 

Таблица 1

  Параметр   ГОСТ 13167 - 82
Г12-31АМ Г12-31М Г12-32АМ Г12-32М Г12-33АМ Г12-33М
Рабочий объем, см3/об 12,5
Номинальная подача, л/мин 5,8 9,7 12,7 21,1 27,9 35,7
Давление на выходе из на­соса, МПа: - номинальное; - предельное     6,3 7,0
Частота вращения, об/мин: - номинальная; - максимальная; - минимальная    
Мощность, кВт: - номинальная; - при давле­нии на выходе из насоса, равном нулю   1,04 0,3   1,6 0,3   1,9 0,3   2,8 0,45   3,6 0,6   4,3 0,75
КПД при номинальном ре­жиме работы, не менее: - объемный; - полный   0,76 0,58   0,81 0,65   0,83 0,70   0,88 0,78   0,91 0,81   0,93 0,85
Ресурс при номинальном ре­жиме работы, ч, не менее    
Предельное значение сред­него уровня звука, дБ, при номинальном режиме работы        
Масса, кг, не более 8,2

 

 

Продолжение таблицы 1

  Параметр   ГОСТ 13167 - 82 ТУ2-053
Г12-24АМ Г12-24М Г12-25АМ Г12-25М Г12-26АМ БГ12-21АМ
Рабочий объем, см3/об
Номинальная подача, л/мин 53,8 110,4 142,8 204,2 5,4
Давление на выходе из на­соса, МПа: - номинальное; - предельное     6,3 7,0     12,5 14,0
Частота вращения, об/мин: - номинальная; - максимальная; - минимальная      
Мощность, кВт: - номинальная; - при давле­нии на выходе из насоса, равном нулю   7,0 1,2   8,8 1,5   13,4 2,2   17,3 3,0   24,2 4,8   2,0 0,2
КПД при номинальном ре­жиме работы, не менее: - объемный; - полный   0,89 0,80   0,91 0,82   0,92 0,85   0,93 0,85   0,96 0,87   0,72 0,55
Ресурс при номинальном ре­жиме работы, ч, не менее            
Предельное значение сред­него уровня звука, дБ, при номинальном режиме работы            
Масса, кг, не более 9,5
                 

 

Таблица 2

  Параметр   ТУ2-053-1364-78Е
БГ12-21М БГ12-22АМ БГ12-22М БГ12-23АМ БГ12-24АМ БГ12-25АМ
Рабочий объем, см3/об 12,5
Номинальная подача, л/мин 9,0 14,6 19,4 25,3 56,0 102,0
Давление на выходе из на­соса, МПа: - номинальное; - предельное     12,5 14,0
Частота вращения, об/мин: - номинальная; - максимальная; - минимальная    
Мощность, кВт: - номинальная; - при давле­нии на выходе из насоса, равном нулю   3,06 0,2   4,6 0,2   5,65 0,3   6,94 0,4   15,1 0,8   26,0 1,5
КПД при номинальном ре­жиме работы, не менее: - объемный; - полный   0,75 0,60   0,78 0,66   0,81 0,70   0,85 0,75   0,83 0,76   0,90 0,85
Ресурс при номинальном ре­жиме работы, ч, не менее        
Предельное значение сред­него уровня звука, дБ, при номинальном режиме работы              
Масса, кг, не более 9,5 22,0
                   

 

В двухпоточных гидрона­сосах параметры каждого комплекта аналогичны параметрам соот­ветствующего однопоточного гидронасоса. Двухпоточные гидронасосы типа БГ12-4 могут продолжительно работать при давлении не более номинального и общей затрачиваемой мощности не более 4 кВт.

Гидронасосы могут устанавливаться в вертикальном или горизон­тальном положении выше уровня рабочей жидкости или с погру­жением в нее; в последнем случае улучшаются условия работы гидронасоса, однако затрудняется наблюдение за ним при эксплуата­ции. Валы гидронасоса и приводного электродвигателя должны соеди­няться только через эластичную муфту (несоосность не более 0,1 мм, перекос не более 10).

Направление вращения правое (по часовой стрелке со стороны вала гидронасоса), однако при необходимости детали рабочего комплекта могут быть перемонтированы для ле­вого вращения. Во всасывающей линии должен быть исключен подсос воздуха. Перед запуском гидронасоса следует заполнить его полости маслом из гидросистемы.

При установке гидронасосов типа БП2-4 следует вынуть картонную заглушку из дренажного от­верстия и подключить дренажный трубопровод. Ресурс гидронасоса (наработка в часах до предельного состояния, при котором объ­емный КПД уменьшается на 15 %) гарантируется при номиналь­ной тонкости фильтрации и температуре масла не более 55 °С. При уменьшении частоты вращения (в пределах, указанных в тех­нической характеристике) и рабочего давления ресурс увели­чивается.

В любом гидронасосе основными конструктивными элементами являются камеры, в которые рабочая жидкость поочерёдно всасывается из гидробака, а затем выталкивается в гидросистему привода, осуществляя таким образом подачу жидкости в систему автоматизации и управления.

Минутная теоретическая подача гидронасоса QТ.Н, см3 / мин, определяется по формуле

 

QТ.Н = , см3/мин, или (1)

 

QТ.Н = , л/мин,

 

где V - объём рабочей камеры гидронасоса, см 3;

Z - число рабочих камер гидронасоса; штук;

n - частота вращения вала гидронасоса, об/мин;

- рабочий объем гидронасоса (геометрическая подача жидкости за один оборот вала гидронасоса), см3.

Рабочий объём или принят в качестве основного параметра объёмных гидромашин (гидронасосов и гидромоторов). В соответствии с ГОСТ 13834-80 устанавливается следующий ряд номинальных рабочих объёмов гидромашин [2]: 1,1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; (11,2); 12,5; (14); 16; 20; (22,4); 25; 32; 40; (45); 50; (56); 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3200; 4000; 5000; 6300; 8000. Рабочий объём гидромашины может определяться экспериментально путём прокачки через неё рабочей жидкости в режиме нулевого перепада, при котором давление до и после гидромашины приблизительно равны между собой.

В регулируемых гидромашинах рабочий объём изменяется. Это изменение оценивается безразмерным коэффициентом регулирования

 

, (2)

 

где qтек, qmax - текущее (установленное на данный промежуток времени) и максимальное значение рабочего объёма гидромашины.

Фактическая подача (производительность) гидронасоса определяется по формуле [1]

 

QФ.Н = QТ.Н - D QН, (3)

 

где QТ.Н - теоретическая подача гидронасоса, определяемая по формуле (1);

DQН - объёмные потери (утечки) жидкости в гидронасосе.

Объёмные потери рабочей жидкости в гидронасосе зависят от непредусмотренных перетечек жидкости через рабочие сопряжения, от неполного заполнения рабочих камер жидкостью в процессе всасывания, от сжатия рабочей жидкости в процессе её нагнетания и от деформации деталей гидронасоса. Объёмные потери в гидронасосе характеризуются объёмным кпд (коэффициентом полезного действия).

Объёмный кпд гидронасоса показывает насколько фактическая подача гидронасоса отличается от теоретической и определяется по формуле [1]

 

. (4)

 

C учетом формулы (3) можно записать, что

 

.

 

Механический кпд гидронасоса, hм.н, учитывает потери мощности на трение механических частей и жидкости и определяется по формуле

 

hм.нТ / МФ, (5)

 

 

где МТ, МФ -теоретический крутящий момент на валу гидронасоса и фактический момент, приложенный к валу гидронасоса, Н/м.

Полный или общий кпд гидронасоса учитывает все потери мощности (энергии), как объёмные потери (на утечки), так и механические. Полный кпд гидронасоса показывает насколько полезная (эффективная мощность) NЭФ отличается от потребляемой (подводимой) мощности NПТ. Полный кпд вычисляется по формуле

 

, (6)

 

где NЭФ, NПТ - соответственно эффективная и подводимая к гидронасосу мощность, кВт.




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.