Насосы и другие источники питания гидроприводов

Категория:
Металлорежущие станки


Насосы и другие источники питания гидроприводов

Насосы, применяемые в гидроприводах станков, могут быть подразделены на две основные группы — постоянной и переменной производительности.

Насосы постоянной производительности. Шестеренные насосы. Подача масла осуществляется шестернями, находящимися в зацеплении, расположенными в отверстиях корпуса. Зазор между поверхностью отверстий корпуса и шестернями должен находиться в пределах 0,07—0,12 мм, а торцовой зазор —в пределах 0,04—0,08 мм.

При вращении вала масло засасывается через подводящее отверстие и переносится во впадинах зубьев к нагнетательному отверстию. Зубья, входя во впадины, выдавливают масло, которое через нагнетательное отверстие поступает в трубопровод.

Входной конец вала уплотнен с помощью втулки, торец которой прижат к торцу фланца пружиной, упирающейся в кольцо, перемещение которого ограничено штифтом.

Масло, просачивающееся через зазоры в стыках, направляется через соответствующие дренажные каналы в бак.

Отечественная промышленность выпускает ряд типоразмеров шестеренных насосов производительностью от 3 до 140 л/мин и давлением до 13 кГ/см2.

Лопастные насосы. Различные модификации лопастных (шиберных) насосов находят широкое применение в гидроприводах станков. Подача масла осуществляется с помощью радиальноподвижных лопастей, расположенных в пазах ротора, вращающегося вместе с валом. В процессе вращения ротора лопасти прижимаются центробежной силой и давлением масла к внутренней криволинейной поверхности статора. Цилиндрическая поверхность ротора и криволинейная поверхность статора образуют две серповидные камеры. С торцов объем серповидных камер ограничен неподвижным и подвижным стальными дисками. Первоначальный поджим подвижного диска осуществляется пружинами; в процессе работы поджим осуществляется давлением нагнетаемого масла. В диске имеется два выреза, через которые серповидные камеры сообщаются с кольцевым подводящим каналом корпуса. В кольцевой канал корпуса масло поступает через всасывающее отверстие.

Рис. 1. Шестеренный насос.

При вращении ротора против часовой стрелки лопасти попадают в зону серповидной камеры, в которой расположены подводящие вырезы, При повороте ротора лопасти выдвигаются в радиальном направлении и объем пространства между двумя смежными лопастями увеличивается, благодаря чему происходит всасывание масла, заполняющего пространство между лопастями. При дальнейшем повороте ротора лопасти вдвигаются в пазы, пространство между смежными лопастями уменьшается и масло выдавливается через вырезы диска в пространство между торцом диска и корпуса, откуда оно поступает к нагнетательному отверстию.

Через отверстия диска масло попадает в торцовую выточку ротора, откуда оно поступает во внутреннюю часть пазов, в которых перемещаются лопасти, и осуществляет прижим лопастей к внутренней поверхности статора.

Входной конец вала уплотнен манжетой из маслостойкой резины.

Рис. 2. Лопастной насос.

Отечественная промышленность выпускает ряд типоразмеров лопастных насосов производительностью от 5 до 200 л/мин и давлением до 65 кГ/см2. Лопастные насосы выпускаются также сдвоенными, при этом в одном корпусе помещается два насоса различной производительности, роторы которых расположены на общем валу.

Поршневые насосы. Конструкции поршневых насосов весьма многообразны. В качестве примера мы рассмотрим комбинированный насос, состоящий из лопастного насоса низкого давления и акси-ально-поршневого насоса высокого давления. Лопастной насос низкого давления рассмотренной выше конструкции служит для подачи масла в цилиндры поршневого насоса. Восемь цилиндров поршневого насоса расположены в неподвижном блоке. Поршни насоса получают движение от расположенной под углом, вращающейся обоймы. Обойма сидит на шарикоподшипнике на ступице, вращающейся вместе с валом. При вращении вала обойма, воздействуя на концы упирающихся в нее поршней, сообщает последним движение вдоль оси.

Поршни одновременно выполняют функции распределительных устройств, попеременно связывая полость цилиндра другого поршня то с линией подачи масла от насоса низкого давления, то с линией нагнетания.

Рис. 3. Комбинированный лопастной и поршневой насосы.

От насоса низкого давления масло поступает по каналу к кольцевой канавке, которая сообщается с полостью каждого из восьми цилиндров. При нагнетании масло попадает в кольцевую канавку, которая также связана с полостью каждого из восьми цилиндров.

Рассмотрим взаимодействие поршней в процессе работы. На рис. 3, б представлено только два поршня: поршень, который осуществляет нагнетание масла и поршень, который выполняет функции распределительного устройства в отношении поршня. При положении наклонной обоймы, показанном на схеме, поршень находится в крайнем нижнем положении, а поршень в среднем. В этот момент выточка поршня не сообщается ни с кольцевой канавкой, в которую по каналу поступает масло от насоса низкого давления, ни с кольцевой канавкой, от которой масло поступает к линии нагнетания. При повороте обоймы по часовой стрелке поршень начнет опускаться вниз, при этом выточка поршня соединит кольцевую канавку, сообщающуюся с полостью цилиндра, с каналом, по которому масло поступает под поршень. По мере поворота обоймы поршень будет опускаться вниз а поршень под действием масла, поступающего от насоса низкого давления, поднимается вверх. После поворота обоймы на 90° поршень достигнет самого низкого положения и начнет подниматься. При повороте обоймы на 180° она будет занимать положение, показанное на схеме пунктиром; поршень вновь окажется в среднем положении и разобщит полость цилиндра поршня с линией подачи масла от насоса низкого давления. При дальнейшем повороте обоймы поршень будет продолжать подниматься вверх и его выточка свяжет канал с кольцевой канавкой линии нагнетания. Поршень начнет опускаться и будет выдавливать масло в кольцевую канавку.

Для поршня, который также осуществляет нагнетание масла, распределительным устройством является поршень VII и т. д.

В сдвоенных насосах, выпускаемых отечественной промышленностью, поршневой насос имеет производительность от 3 до 8 л!мин и развивает давление до 100 кГ/см2, а лопастной насос имеет производительность от 25 до 100 л!мин и развивает давление до 25 кГ/см2.

Насосы переменной производительности. Насосы переменной производительности чрезвычайно многообразны по конструкции, они могут быть выполнены лопастными, радиально- и аксиально-поршневыми.

Радиально-поршневой насос переменной производительности. Поршни размещаются в радиально расположенных цилиндрах вращающегося ротора. Насос, представленный на рис. 4, имеет два ряда поршней. Ротор, в который запрессована биметаллическая втулка, являющаяся подшипником скольжения, вращается на неподвижной оси. Через отверстия оси осуществляется подвод и отвод масла. В положении, показанном на чертеже, подвод масла осуществляется через два нижних канала оси, а отвод — через два верхних канала. Через окна, выфрезерованные в оси, и отверстия втулки масло поступает к цилиндрам. Нижние каналы оси связаны с цилиндрами, расположенными ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала, а верхние — с цилиндрами, расположенными выше горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала. При вращении ротора головки поршней прижимаются под действием центробежной силы к кольцу, закрепленному внутри кожуха. Кожух с крышкой смонтирован на шарикоподшипниках в подвижном корпусе, который может перемещаться в горизонтальном направлении. Благодаря смещению корпуса кольцо располагается эксцентрично относительно оси вращения ротора, вследствие чего при вращении ротора поршни будут совершать возвратно поступательное движение, причем ход поршня равен удвоенной величине эксцентриситета. Поршни, расположенные ниже горизонтальной плоскости, при повороте ротора выдвигаются и засасывают масло через нижние каналы оси. Поршни, расположенные выше горизонтальной плоскости, при повороте ротора вдвигаются и выдавливают масло в верхние каналы оси. Изменяя величину эксцентриситета смещением корпуса в горизонтальной плоскости можно изменять величину хода поршня и производительность насоса. Изменяя направление эксцентриситета, можно изменять направление потока масла.

Кожух вращается на подшипниках качения вместе с ротором, благодаря чему уменьшается скольжение головок поршней относительно кольца. Так как кольцо имеет коническую поверхность, то поршни одновременно получают вращение вокруг своей оси, чем обеспечивается равномерный износ поршней.

Ротор получает вращение от вала, на котором закреплен фланец. Фланец связан с ротором через промежуточное кольцо и ролики.

Рис. 4. Радиально-поршневой насос переменной производительное

Два ролика, расположенные на чертеже в горизонтальной плоскости, связывают фланец с кольцом, а два ролика, расположенные в вертикальной плоскости, связывают кольцо с ротором, что компенсирует несоосность осей, которая может возникнуть при сборке.

От того же вала получают вращение шестерни шестеренного насоса, который служит для питания аппаратуры системы управления насосом.

Отечественная промышленность выпускает ряд модификаций насосов этого типа производительностью от 15 до 400 л/мин и давлением от 50 до 200 кПсм2.

Аксаильно-поршневые насосы. Поршни перемещаются в цилиндрах вращающегося ротора. Ротор смонтирован на шарикоподшипниках и получает вращение от ведущего вала. В центральное отверстие ротора входит распределительная ось с подводящими и отводящими каналами. При вращении ротора относительно неподвижной распределительной оси цилиндры через вырезы оси поочередно сообщаются то с подводящими, то с отводящими каналами.

Рис. 5. Аксиально-поршневой насос переменной производительности.

Поршни связаны шатунами с шаровыми головками с гильзой, которая получает вращение от вала. Вращение передается роликами, сидящими на оси, которые входят в пазы гильзы. При одновременном вращении ротора и гильзы поршни получают возвратно поступательное движение. Гильза смонтирована в обойме на подшипнике. Поворотом обоймы гильза может устанавливаться под различными углами к оси. В зависимости от угла установки гильзы будет изменяться ход поршней и производительность насоса.

Аккумуляторы и пневматические питатели. В отдельных случаях для питания гидравлического привода используются аккумуляторы. В полость аккумулятора масло подается насосом. При поступлении масла поршень поднимается и сжимает мощную пружину. При включении гидросистемы масло поступает от аккумулятора по трубопроводу.

Гидроаккумуляторы используются при циклической работе гидропривода в тех случаях, когда максимальный «пиковый» расход значительно превышает средний или время работы мало по сравнению со временем остановки привода, благодаря чему можно использовать насос значительно меньшей производительности, а соответственно и мощности, чем при выборе насоса по максимальному расходу.

В частности гидроаккумуляторы используются в гидроприводах зажимных приспособлений.

При использовании пневмопитателей масло подается давлением сжатого воздуха, поступающего от сети. Наиболее простое конструктивное решение может быть получено при использовании герметически закрытого резервуара, в котором находится масло, подаваемое по трубопроводу в гидравлическую систему. Сжатый воздух подается в резервуар по трубопроводу через глушитель. Воздух давит на залитое в резервуар масло и подает его в трубопровод. После выполнения требующихся перемещений рабочих органов масло возвращается через трубопровод в резервуар, который при этом связывается с атмосферой.

Глушитель предотвращает вспенивание масла и поступление сжатого воздуха в систему. Однако при непосредственном контакте сжатого воздуха с маслом попадание воздуха в систему не может быть исключено полностью, что является существенным дефектом данной схемы. При подобной схеме масло поступает при низком давлении, величина которого определяется давлением сжатого воздуха в заводской пневматической сети, не превышающим 4—5 кГ/см2.

Рис. 6. Схема аккумулятора.

Рис. 7. Схемы пневматических питателей.

Высокое давление может быть получено при использовании схемы, представленной на рис. 7, б. Сжатый воздух, поступающий по трубопроводу, действует на большую площадь поршня, а масло подается поршнем, имеющим малую площадь. Давление масла возрастает приблизительно во столько раз, во сколько раз площадь поршня больше поршня. Подобного рода устройства называются пневмогидравлическим мультипликатором или пневмогидравлическим повысителем давления.

Пневмопитатели находят применение в приводах приспособлений и пневмогидравлических приводах.

Рис. 8. Схема работы лопастного гидродвигателя.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум