Где применяются гидравлические машины: Гидравлическая машина — что это такое, область применения, классификация. – Гидравлические машины — Википедия

Гидравлические машины — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 23 октября 2018; проверки требуют 3 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 23 октября 2018; проверки требуют 3 правки.

Гидравли́ческие маши́ны (гидромаши́ны) — гидравлические механизмы, в которых осуществляется передача энергии от потока жидкой среды к движущемуся (вращающемуся) твердому телу (гидравлические турбины) или от движущегося (вращающегося) твердого тела к жидкости (насосы)[1]. Термин «гидравлические машины» часто используют как обобщающий для насосов и гидродвигателей. Желательность такого обобщения вытекает из свойства обратимости насосов и гидродвигателей. Это свойство заключается в том, что гидравлическая машина может работать как в качестве насоса (генератора гидравлической энергии), так и в качестве гидродвигателя. Однако, в отличие от электрических машин, обратимость гидравлических машин не является полной: для реализации обратимости необходимо внесение изменений в конструкцию машины, и кроме того, не каждый насос может работать в качестве гидродвигателя, и не каждый гидродвигатель может работать в режиме насоса.

Номинальная мощность, отдаваемая насосом в гидросистему или потребляемая гидродвигателем из гидросистемы, может быть определена по формуле:

NH=QH∗PH{\displaystyle N_{H}=Q_{H}*P_{H}}

где QH{\displaystyle Q_{H}} — номинальная подача насоса (для гидродвигателя — номинальный расход рабочей жидкости), PH{\displaystyle P_{H}} — номинальное давление на выходе из насоса (для гидродвигателя — номинальное давление рабочей жидкости на входе в гидродвигатель).

Термин «гидравлические машины» не следует путать с термином «гидрофицированные машины». Под последними обычно понимаются машины, привод рабочих органов которых выполнен на базе гидравлического привода.

Гидравлические машины являются необходимой частью гидропривода.

Видеоурок: гидравлическая машина
  1. Пашков Н. Н., Долгачев Ф. М. Гидравлика. Основы гидрологии. — М., 1977. - с.289

Гидравлические машины это? Описание и принцип работы.

Содержание

Гидравлические машины в принципе своей работы основываются на применении закона Паскаля, который говорит, что давление, производимое на жидкость, передается внутри неё во все стороны с одинаковой силой.

Что же такое гидравлический агрегат? Гидравлический - значит работающий за счет давления или движения жидкости, например воды.

В этой статье мы собрали для Вас принцип действия и основные схемы наиболее часто применяемых гидростатических машин.

Гидравлический пресс применяется для получения больших сжимающих усилий, которые необходимы, например, для деформации металлов при обработке давлением (прессование, ковка, штамповка), при испытании различных материалов, уплотнении рыхлых материалов и т.д.

Схема и принцип действия

Самая простая схема гидравлической машины, такой как гидравлический пресс состоит из двух цилиндров А и В (малого и большого диаметра), соединенных между собой трубкой С. Такая схема похожа на работу сообщающихся сосудов.

В малом цилиндре расположен малый поршень гидравлической машины D, соединенный с рычагом ОКМ, имеющим неподвижную шарнирную опору в точке О, а в большом цилиндре – большой поршень гидравлической машины (плунжер) Е, составляющий одно целое с платформой F, на котором расположено прессуемое тело G.

Рычаг приводится в действие вручную или при помощи специального двигателя. При этом поршень D начинает двигаться вниз и оказывать на находящуюся под ним жидкость давление, которое передается на поршень Е и заставляет его вместе со столом двигаться до тех пор, пока тело G не войдет в соприкосновение с неподвижной плитой Н.

При дальнейшем подъеме стола начинается процесс прессования (сжатия) тела G.

Если данное устройство служит не для прессования, а только для поднятия груза, т.е. представляет собой так называемый гидравлический подъемник, то неподвижная плита Н в этом случае оказывается лишней и из конструкции исключается.

Вместе с указанными на схеме частями гидравлический пресс снабжается всасывающим и нагнетательным клапанами, регулирующими работу пресса, и клапаном, предохраняющим его от разрыва при чрезмерном возрастании давления (на схеме клапаны не показаны).

Сила давления, КПД и формула машины

Установим основные соотношения, определяющие работу пресса. Пусть усилие, действующее на конец М рычага ОКМ, будет называться Q, а плечи рычага ОК = a, КМ = b. Тогда, рассматривая равновесие рычага и составляя уравнение моментов относительно его центра вращения О выводим уравнение

Q*(a+b) = P1*a,

Находим силу передаваемую на поршень D малого цилиндра

P1 = Q*(a+b) / a

и создаваемое в жидкости добавочное гидростатическое давление

ρ= P1 / (πd12 / 4)

где d1 – диаметр малого цилиндра.

Давление ρ передается на поршень Е большого цилиндра, в результате чего полная сила давления на этот поршень, обусловленная силой Q, будет

P2 = ρ *(πd22 / 4) = Q (d2 / d1)2 * (a+b) / a,

где d2 – диаметр большого цилиндра.

Из этого выражения видно, что сила P2 может быть получена сколько угодно большой путем выбора соответствующих размеров цилиндров и плеч движущего рычага.

На самом деле действительная сила P2, передаваемая на стол и осуществляющая процесс прессования, оказывается несколько меньше из-за неизбежных потерь энергии на преодоление трения в движущихся частях пресса и утечек жидкости через различные неплотности и зазоры.

Эти потери учитываются введением в формулу коэффициента полезного действия – КПД. Таким образом формула гидравлической машины

P1 = КПД * Q (d2 / d1)2 * (a+b) / a,

Практически этот коэффициент имеет значение от 0,75 до 0,85.

В современных гидравлических прессах можно получить очень большие давления (до 25 000 т.). В таких конструкциях малый цилиндр выполняют обычно в виде поршневого насоса высокого давления, подающего рабочую жидкость (воду или масло) в большой цилиндр (собственно пресс), часто с добавлением в схему специального устройства – гидравлического аккумулятора, выравнивающего работу насоса.

Гидравлический аккумулятор

Как показывает название – гидравлический аккумулятор служит для аккумулирования, т.е. накапливания, собирания энергии. Он применяется на практике в тех случаях, когда необходимо выполнить кратковременную работу, требующую значительных механических усилий, например, поднять большую тяжесть, открыть и закрыть ворота шлюзов и т.п.

Наиболее широкое применение гидравлические аккумуляторы получили при работе гидравлических прессов, используемые здесь как установки, накапливающие жидкость в период холостого хода пресса и отдающие ее при рабочем ходе, когда подача насосов оказывается недостаточной.

Гидравлический аккумулятор состоит из цилиндра А, в котором помещен плунжер В, присоединенный своей верхней частью к платформе С, несущей груз большого веса. В аккумулятор по трубе D насосом нагнетается жидкость (вода или масло), которая поднимает вверх плунжер с грузом. При достижении крайнего верхнего положения насос автоматически выключается.

Обозначим вес плунжера с грузом через G, а его полную высоту подъема через Н. Тогда энергия, запасенная аккумулятором при полном подъеме плунжера, будет равна G*H, а создаваемое им в жидкости гидростатическое давление

P = G / F,

где F – площадь сечения плунжера

Под таким постоянным давлением находящаяся в аккумуляторе жидкость подводится по трубе Е к гидравлическим машинам – например, прессовым машинам, обеспечивая тем самым их работу с постоянной нагрузкой.

Гидростатическое давление, создаваемой аккумулятором, будет тем больше, чем меньше площадь сечения плунжера.

Однако при чрезмерном уменьшении сечения плунжера последний может оказаться недостаточно прочным. Поэтому при необходимости получения очень больших давлений применяются так называемые дифференциальные аккумуляторы со ступенчатым поршнем.

В этом случае давление на жидкость, находящуюся в цилиндре А, передается через небольшую площадь кольцевого уступа ступенчатого поршня, пропущенного сквозь обе крышки цилиндра (верхнюю и нижнюю), и следовательно, сечение поршня может быть выбрано такого размера, при котором обеспечивается необходимая прочность.

Гидравлическая турбина

Гидравлические двигатели служат для преобразования гидравлической энергии потока жидкости в механическую энергию, получаемую на валу двигателя и используемую в дальнейшем для различных целей, в основном для привода рабочих машин.

Наиболее распространенным представителем этой группы является гидравлическая турбина. Гидравлические турбины обычно для устанавливаются на гидроэлектрических станциях, где они служат приводом электрических генераторов.

Энергия воды преобразуется в турбине в механическую энергию на валу. Вал приводит в движение ротор электрогенератора и механическая энергия превращается в электрическую.

Насос

В насосах, применяемых для подъема и перемещения жидкости по трубопроводам, происходит обратный процесс. Механическая энергия, подводимая к насосам от двигателей, приводящих насосы в действие, преобразуется в гидравлическую энергию жидкости.

На рисунке схематично изображены
А – турбинная установка
Б – насосная установка

Насосы это самые распространенная разновидность гидравлических машин. Они применяются во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Насосы используются в водоснабжении, отоплении, вентиляции, для работы котельной установки и во многих других областях техники.

Подробная схема работы насоса размещена в этой статье

Гидравлические машины весьма широко используются в настоящее время в нефтяной промышленности. Насосы применяются при транспортировке нефти и нефтепродуктов по трубопроводам, при бурении нефтяных скважин для подачи в них промывочных растворов и т.д.

Гидравлические машины

7.4. Баланс энергии в насосах

Баланс мощности в насосе наглядно можно представить в виде схемы, представленной на рис 7.7.

Рис. 7.7. Баланс мощности насоса

Мощность, которая подводится к валу насоса называется подведенной. Она равна произведению крутящего момента на валу на его угловую скорость

NП = MКРω

Мощность, которую мы получаем от насоса в виде потока жидкости под давлением называется полезной мощностью насоса (в дальнейшем просто мощностью)

NП = QHPH

Отношение мощности насоса к подведенной мощности называется общим КПД насоса

а разность NП - NH = Nпот называется потерями мощности в насосе. Потери мощности в насосе делятся на объемные, механические и гидравлические.

Потери мощности на внутренние утечки и неполное заполнение камер насоса

Nоб = (Qут + Qнеп)PH

Объемный КПД насоса определится из соотношения

Для современных насосов объемный КПД находится в пределах 0,92…0,96. Значения КПД приведены в технических характеристиках насосов.

Механические КПД характеризует потери на терние в подвижных соединениях между деталями насоса. При относительном перемещении соприкасающихся поверхностей в зоне их контакта всегда возникает сила трения, которая направлена в сторону, противоположную движению. Эта сила расходуется на деформацию поверхностного слоя, пластическое оттеснение и на преодоление межмолекулярных связей соприкасающихся поверхностей.

Мощность, затраченная на преодоление сил трения, определяется

Nтр = Mтрω,

где Мтр - момент трения в насосе;
ω - угловая скорость вала насоса.

Механический КПД определяется из соотношения

Для современных насосов механический КПД также находится в пределах 0,92…0,96.

Гидравлический КПД характеризует потери на деформацию потока рабочей жидкости в напорной камере и на трение жидкости о стенки сосуда. Эти потери примерно на порядок ниже механических потерь на трение и часто в инженерных расчетах не учитываются или объединяются с механическими потерями на трение. В этом случае объединенный КПД называется гидромеханическим.

Мощность, затраченная на гидравлические потери, определится

Nг = QH

( PK - PH ),

где PК - давление в напорной камере насоса;
PН - давление в напорной гидролинии на выходе из насоса.

Гидравлический КПД определяется из соотношения

Общий КПД насоса равен произведению КПД объемного, гидравлического и механического

η = ηоб + ηмех + ηг

Таким образом, баланс мощности насоса дает представление о потерях, возникающих в насосе, общем КПД и всех его составляющих.

7.5. Обозначение элементов гидро- и пневмосистем

Кроме насосов и гидромоторов существуют и другие разнообразные по конструкции и назначению гидроэлементы. Одни управляют потоком рабочей жидкости, другие служат для обеспечения безотказной работы гидросистем и т.д. Совокупность этих устройств называется гидроприводом и требует отдельного изучения. Все гидроэлементы имеют свое условное обозначение, из которых составляются гидросхемы по аналогии с электрическими схемами.

Ниже приводятся условные обозначения основных гидроэлементов.

Таблица 7.1

Условные обозначения основных гидроэлементов

На рис. 7.8 изображен составленный из условных обозначений пример гидравлической схемы привода поворота стрелы челюстного погрузчика.

Схема состоит из бака, нерегулируемого гидромотора, трехпозиционного гидрораспределителя, двух регулируемых дросселей с параллельно подключенными к ним обратными клапанами, двух гидроцилиндров, фильтра и предохранительного клапана.

Рис.7.8. Гидросхема привода поворота стрелы

Принцип работы гидропривода заключается в следующем. Из бака рабочая жидкость (масло) забирается насосом и подается к гидрораспределителю. В нейтральном положении золотника гидрораспределителя при работающем насосе на участке трубопровода между насосом и распределителем начинает увеличиваться давление, при этом срабатывает предохранительный клапан и жидкость сливается обратно в бак. При смене позиции золотника (нижняя позиция на схеме) открываются проходные сечения в гидрораспределителе, и жидкость начинает поступать в полости нагнетания гидродвигателей (поршневые полости гидроцилиндров). Из штоковой полости гидроцилиндров масло по гидролинии слива проходит через регулируемые дроссели, гидрораспределитель и, очищаясь фильтром, попадает на слив в бак.

Скорость поступательного движения штоков гидроцилиндров регулируется дросселями. Реверсирование движения штоков осуществляется путем переключения позиций гидрораспределителя. При обратном движении штоков без нагрузки их скорость не регулируется и зависит от расхода рабочей жидкости в штоковые полости. При аварийной остановке штоков (например, непреодолимое усилие) давление в системе возрастает, вызывая тем самым открытие предохранительного клапана и сброс рабочей жидкости в бак.

Проверить себя ( Тест )

Наверх страницы

Гидравлические машины. Основные определения и классификация.

Гидравлические машины



Классификация гидравлических машин

Гидравлические машины - устройства для преобразования механической энергии в энергию потока и наоборот - для преобразования энергии движущейся жидкости в механическую энергию.
По функциональному назначению гидравлические машины подразделяют на две основные группы:

  • насосы;
  • гидравлические двигатели.

***

Насосы

Насосы являются одной из самых распространенных разновидностей машин, применяемых практически во всех отраслях машиностроения, строительства, промышленности и сельского хозяйства.
Их применяют в гидромеханических конструкциях многих механизмов и агрегатов, в трубопроводах разного назначения (нефтепроводы, газопроводы, транспортные трубопроводы и т. п.), в системах водоснабжения, отопления, охлаждения, вентиляции, в котельных установках, бытовой технике и т. д.

Насосы (как и гидродвигатели) применяют в гидропередачах, где основным элементом является гидравлический привод, назначение которого состоит в передаче энергии жидкости от насоса к исполнительному рабочему органу (гидромотору, гидроцилиндру и т. п.). Несколько иное назначение у насосов, применяемых для транспортировки жидкостей и газов (иногда - помещенных в жидкую или газообразную среду твердых объектов) по трубопроводам - здесь насосы служат для сообщения энергии движения транспортируемому веществу.

Насос преобразует механическую энергию приводного двигателя (электрического, теплового двигателя, ручного привода и т. п.) в энергию потока рабочей жидкости, т. е. насос является источником питания гидравлического привода или гидросистемы.

Согласно ГОСТ 17398-72 «Насосы. Термины и определения» по принципу действия и по виду сообщаемой жидкости энергии насосы подразделяют на две основные группы:

  • насосы динамические;
  • насосы объемные.

Динамические насосы преобразуют механическую энергию приводного электродвигателя преимущественно в кинетическую энергию потока рабочей жидкости за счет увеличения ее скорости.
К динамическим относят насосы, перемещающие жидкость посредством увеличивающего ее кинетическую энергию силового воздействия (лопатки и лопасти рабочего колеса, внешнее силовое поле, внешний поток, обладающий большей кинетической энергией и т. п.).
Характерная особенность динамических насосов - перемещающаяся в них жидкость имеет постоянное сообщение с входным и выходным патрубками, что конструктивно отличает их от насосов второй группы - объемных.

К динамическим относятся лопастные насосы, электромагнитные (использующие магнитное поле для ускорения потока жидкости), а также насосы, использующие силы трения и инерции (струйные, вихревые, лабиринтные, шнековые, червячные и т. п.).

Особую группу широко распространенных динамических насосов составляют насосы лопастные, передающие энергию жидкости посредством вращающегося рабочего органа - лопастного колеса.
Передача энергии в таких насосах осуществляется при динамическом взаимодействии лопастей колеса с обтекающей их жидкостью.

К лопастным относятся насосы центробежные, осевые и диагональные.
Центробежными называют лопастные насосы с движением жидкости через рабочее колесо от центра к периферии, осевыми - лопастные насосы с движением жидкости через рабочее колесо вдоль его оси.
Примером осевого лопастного насоса может послужить водометный движитель судна, винт которого является рабочим колесом.

***



Объемные насосы предназначены для преобразования механической энергии приводного электродвигателя преимущественно в потенциальную энергию потока рабочей жидкости за счет увеличения ее давления.
К объемным относят насосы, принцип работы которых основан на увеличении внешнего давления на замкнутый объем жидкости со стороны ограничивающих замкнутый объем поверхностей, и периодическим вытеснением жидкости из замкнутого объема в выходной патрубок (напорную магистраль).

Увеличение давления осуществляется за счет уменьшения замкнутого объема по пути переноса жидкости от входной (питающей) магистрали к напорной магистрали. При этом замкнутый объем попеременно сообщается то с входом (питающей магистралью), то с выходом (напорной магистралью) насоса.

Примеры наиболее распространенных конструкций объемных насосов: поршневые, плунжерные, диафрагменные, роторные и шестеренные.
К объемным насосам также относятся некоторые специальные устройства, служащие для подъема и перемещения жидкостей:

  • гидравлические тараны, работа которых основана на принципе использования давления, получающегося при гидравлическом ударе;
  • эрлифты - устройства для подъема жидкостей в скважинах посредством нагнетания воздуха в скважины и создания разности объемных масс в столбе воздухонасыщенной поднимаемой жидкости и жидкости, окружающей этот воздухонасыщенный столб.

Применение насосов для хозяйственных нужд человека известно с древних времен. Первые конструкции этих машин использовали мускульный (ручной или с использованием животных) привод и предназначались для водозабора из скважин, водоемов и т. п. В настоящее время разработаны сотни разнообразных конструкций насосов, способных удовлетворить самые разнообразные потребности в машиностроении, медицине, технике, строительстве и других областях человеческой деятельности.

По создаваемому напору различают низконапорные (до 20 м), средненапорные (20..60 м) и высоконапорные (свыше 60 м) насосы.
Кроме того, насосы классифицируют по мощности и подаче (микронасосы, мелкие, малые, средние, крупные), по быстроходности (тихоходные, нормальные, быстроходные), по конструктивным и некоторым другим параметрам.

***

Гидравлические двигатели

Гидравлический двигатель преобразует энергию потока рабочей жидкости, получаемой от насоса, в механическую энергию выходного звена (например, штока цилиндра или вала гидравлического мотора), которые непосредственно или через механическую передачу приводят в действие рабочий орган машины.
Таким образом, двигатель является потребителем энергии жидкости в гидравлическом приводе.

Гидравлические двигатели, как правило, имеют "конструктивных близнецов" среди насосов, т. е. большая часть известных конструкций гидравлических насосов может быть использована в качестве гидродвигателя. Это означает, что практически любой насос может выполнять две функции - передавать энергию жидкости от механических устройств, или отбирать ее у движущейся жидкости, передавая механическим устройствам.
По этой причине гидродвигатели, как и гидронасосы, можно классифицировать на две основные группы - динамические (крыльчатки, турбины и т. п.) и объемные (по аналогу с объемными насосами).
Несколько особняком стоят объемные гидравлические двигатели - гидроцилиндры, которые, впрочем, тоже можно использовать и в качестве насосов.

***

Основными рабочими параметрами, характеризующими гидравлические машины и режимы их работы, являются напор (или давление), подача (для насоса) или расход (для гидродвигателя), мощность (потребная и полезная), а также коэффициент полезного действия.

***

Объемные насосы



Гидравлические механизмы — Википедия

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.

Примеры гидравлической силы и умножения вращающего момента.

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=πr2{\displaystyle S=\pi 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.

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:

Power loss=△pls⋅Qtot{\displaystyle \mathbf {Power~loss} =\vartriangle \mathbf {p} _{ls}\cdot \mathbf {Q} _{tot}}

Обычно △pls{\displaystyle \vartriangle p_{ls}} берётся около 2 МПа (290 psi). Если скорость потока высокая, потери могут быть значительными. Потери также увеличиваются, если действующая нагрузка сильно меняется.

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.

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

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.

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

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

Гидравлические машины и их классификация

Гидравлические машины – специальные устройства, по средством которых можно преобразовывать гидравлическую энергию в механическую. Так же к данным устройствам относят те, которые предназначены для перемещения и подъема жидкости.

 

Они классифицируются следующим образом:


  • водоструйные насосы с подъемом и перемещением жидкости за счет кинетической энергии струи;
  • гидравлические тараны, работающие за счет давления, которое образуется во время гидравлического удара;
  • эрлифты – устройства, где разность объемной массы достигается за счет подачи воздуха в скважины.

Для каждого вида гидравлических машин есть свое предназначение. Например, насосы (машины, осуществляющие подъем, нагнетение и перемещение капельной жидкости) чаще всего используются в пищевой промышленности. Оборудование насосно-компрессорного типа, требует некоторого разнообразия гидромашин. Поэтому предусмотрена их классификация. Исходя из принципа действия данные устройства, осуществляющие перекачку жидких суспензий, капельных жидкостей, могут иметь поршневые и центробежные насосы. Первый тип машин работает по принципу вытеснения жидкой субстанции из насосного цилиндра поршнем или плунжером. Аналогичный принцип работы и у ротационных насосов. Второй тип машин транспортируют жидкую среду, суспензию за счет центробежной силы, которая возникает во время вращения лопастных рабочих колес.

Исходя из производственного назначения, все промышленные насосы можно классифицировать по свойствам тех жидкостей, для которых осуществляется перекачка. Есть гидромашины, осуществляющие перекачку горячих конденсатов и очищенной холодной воды, концентрированных сиропов и жидких соков, густых заторов и соков с некоторым содержанием мякоти.

Исходя из принципа действия, все гидравлические машины можно разделить на две группы:


  • динамические – объединяют те гидравлические машины, у которых рабочий орган контактирует с перекачиваемой субстанцией непосредственно в проточной полости, которая имеет регулярный контакт с выходом и входом агрегата;
  • объемные - объединяют те гидравлические машины, у которых рабочий орган не контактирует с перекачиваемой субстанцией, а находится в герметичной рабочей камере, которая поочередно сообщается с входом и выходом агрегата.

 


Если работа гидравлической машины происходит при постоянных низких температурах, то во время запуска, а так же первого периода работы агрегата будут фиксироваться значительные потери давления в трубопроводе. Если температура достигает -50…-60°С, то общие потери давления в трубопроводе будут больше в 15-20 раз по сравнению с аналогичными показателями при температуре +50°С. Чтобы снизить показатель потерь как можно больше, нужно использовать трубопровод с меньшим количеством изгибов. Кроме этого сама длина трубопровода должна быть минимально достаточной, без запасных участков. Так же на величину потерь давления играют наличие у трубопровода переходников, соединений и т.д.

3/09/2013, 07:09

Презентация на тему :"Гидравлические машины. Применение гидравлических машин."

7 класс. Гидравлические машины.  Применение гидравлических машин.

7 класс.

Гидравлические машины. Применение гидравлических машин.

Одно из проявлений закона Паскаля можно наблюдать в гидравлических машинах.

Одно из проявлений закона Паскаля можно наблюдать в гидравлических

машинах.

Гидравлическая машина

Гидравлическая машина

Давление в левом и правом сосудах равны.

Давление в левом и правом сосудах равны.

Гидравлический пресс

Гидравлический пресс

По закону Паскаля давление покоящейся жидкости передается одинаково по всем направлениям и во все стороны передается без изменений. 

По закону Паскаля давление покоящейся жидкости передается одинаково по всем направлениям и во все стороны передается без изменений. 

Гидравлический пресс

Гидравлический пресс

Использование гидропрессов Гидравлические прессы используются там, где требуется большая сила ( на маслобойных заводах; для прессования фанеры, картона, сена и т.д.). Гидропрессы используются в технологическом оборудовании — металлорежущих станках, кузнечно-прессовых машинах.

Использование гидропрессов

Гидравлические прессы используются там, где требуется большая сила ( на маслобойных заводах; для прессования фанеры, картона, сена и т.д.).

Гидропрессы используются в технологическом оборудовании — металлорежущих станках, кузнечно-прессовых машинах.

Гидравлический пресс

Гидравлический пресс

Гидравлический пресс гидравлический лифт

гидравлический лифт

Гидравлические тормоза

Гидравлические тормоза

Гидравлический тормоз

Гидравлический тормоз

Гидравлические тормоза

Гидравлические тормоза

Гидравлические тормоза

Гидравлические тормоза

Гидравлические машины для стыковой сварки труб

Гидравлические машины для стыковой сварки труб

Аллигаторные ножницы - Гидравлические

Аллигаторные ножницы - Гидравлические

Гидравлические тренажёры

Гидравлические тренажёры

Гидроцилиндры поршневые

Гидроцилиндры поршневые

Гидроцилиндры поршневые подъёмники

подъёмники

подъёмники подъёмники погрузчик

погрузчик

погрузчик Самосвал с гидроподъёмником

Самосвал с гидроподъёмником

Кран-манипулятор 

Кран-манипулятор 

Гидравлический кран с ручной подъемной лебедкой

Гидравлический кран с ручной подъемной лебедкой

Гидравлический кран с ручной подъемной лебедкой Гидравлический кран с ручной подъемной лебедкой дорожно-строительная техника

дорожно-строительная техника

дорожно-строительная техника

дорожно-строительная техника

Экскаватор-погрузчик

Экскаватор-погрузчик

Буровая установка

Буровая установка

 Задачи  1.  Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2 , чтобы поднять тело весом 500 Н, находящееся на поршне площадью 5м 2 ?   2.  Два сообщающихся сосуда с различными поперечными сечениями наполнены водой. Площадь поперечного сечения у узкого сосуда в 100 раз меньше, чем у широкого. На меньший поршень поставили гирю весом 10 Н. Какой груз можно положить на больший поршень, чтобы оба груза находились в равновесии?  3.  Какой выигрыш в силе можно получить на гидравлических машинах, у которых площади поперечных сечений поршней относятся как: а) 1: 10; б) 2:50; в) 1:100; г) 5: 60; д) 10:100.

Задачи

1. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2 , чтобы поднять тело весом 500 Н, находящееся на поршне площадью 5м 2 ?

2. Два сообщающихся сосуда с различными поперечными сечениями наполнены водой. Площадь поперечного сечения у узкого сосуда в 100 раз меньше, чем у широкого. На меньший поршень поставили гирю весом 10 Н. Какой груз можно положить на больший поршень, чтобы оба груза находились в равновесии?

3. Какой выигрыш в силе можно получить на гидравлических машинах, у которых площади поперечных сечений поршней относятся как: а) 1: 10; б) 2:50; в) 1:100; г) 5: 60; д) 10:100.

About Author


admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о