Гидравлический насос нагнетает рабочую жидкость в трубопроводы, что необходимо для бесперебойной работы двигателя и приведения в движение исполнительных механизмов спецтехники. При выборе агрегата нужно учитывать область применения и условия эксплуатации. В нашей статье мы расскажем, как работает гидронасос и каких видов он бывает.
Гидронасос: устройство и принцип работы
В конструкции агрегатов данного типа предусмотрены две камеры, которые герметичны от друг от друга. Первая выполняет всасывающую функцию, а вторая отвечает за нагнетание жидкостной среды. Между этими камерами постоянно циркулирует рабочая жидкость. Как только РЖ полностью заполнит нагнетательную камеру, под давлением среды перемещается поршень. Этот элемент, в свою очередь, приводит в движение рабочий механизм. Рабочие камеры не имеют прямого сообщения, поэтому их можно использовать в условиях повышенных нагрузок.
Это конструктивное решение позволяет реализовать принцип работы гидронасоса, т.е. преобразовывать механическую энергию в гидравлическую. Под действием получаемой энергии, исполнительные органы спецтехники приводятся в движение.
Какие бывают гидронасосы и чем они отличаются?
Гидравлические насосы различаются между собой конструктивными особенностями и эксплуатационными характеристиками, влияющими на выбор оборудования. Всего существует 5 основных видов агрегатов. Далее рассмотрим каждый вариант по отдельности.
Ручные гидронасосы
Это простые гидромашины, работающие по принципу вытеснения жидкости. Для них оптимальным является давление до 15 МПа, некоторые модели рассчитаны на 50 МПа. Обычно ручные насосы используют в качестве вспомогательного оборудования или резервного источника энергии для гидродвигателей.
Радиально-поршневые гидронасосы
Представляют собой малошумные аппараты, рассчитанные на давление более 40 МПа. У некоторых моделей предельное давление достигает 100 МПа. Агрегаты данной группы делятся на два типа:
- С валом-эксцентриком. Элементы поршневой группы расположены внутри статора. На валу присутствует кулачок, сообщающий движение поршням во время вращения. Благодаря системе клапанного распределения, вращение вала приводит к выдвижению поршней, которые начинают заполняться РЖ через всасывающие клапаны. Жидкость нагнетается посредством клапана нагнетания в момент обратного вхождения поршневых элементов в цилиндры.
- С ротором-эксцентриком. Поршневая группа расположена в роторе, откуда и произошло название данного вида. Когда он вращается, поршень начинает совершать поступательные движения. Поскольку гидронасос выполнен с золотниковым распределением, в процессе вращения происходит попеременное соединение цилиндров со сливными полостями и нагнетательными, которые разделяет центральный золотник.
Аксиально-поршневые гидронасосы
Далее подробнее рассмотрим, как работает гидравлический насос аксиально-поршневого типа, поскольку это самый востребованный агрегат в спецтехнике.
Особенность гидроаппаратуры состоит в аксиальном расположении цилиндров, а вытесняющую функцию выполняет плунжерная система вместо поршневой. Гидроагрегаты бывают двух видов:
- С наклонным блоком. Вращающийся вал сообщает движение блоку цилиндров, сочлененному с ним шарнирами. В это время поршни осуществляют движения поступательного характера. Блок цилиндра оснащен двумя пазами: один соединяется с всасывающей линией, второй – нагнетающей. Когда поршень выдвинут, цилиндр выполняет движения над всасывающим пазом и заполняется рабочей жидкостью. После того, как поршень выдвинется на всю длину, цилиндр примыкает к пазу нагнетания, что приводит к вытеснению жидкости. Процесс происходит до тех пор, пока цилиндр не коснется точки, при которой поршень будет максимально утоленным в цилиндре. Затем происходит соединение цилиндра с всасывающимся пазом и повторение процесса. В этих насосах используется золотниковый способ распределения;
- С наклонным диском. Принцип работы идентичен предыдущему агрегату. Конструкции различаются между собой только соосностью осей БЦ и вала.
Аксиально-плунжерные гидронасосы получили широкое применение в тяжелой спецтехнике за счет высокого КПД и способности функционировать на частоте до 4 тыс. об/мин. Хотя некоторые модели для узкого применения в тяжелых условиях эксплуатации рассчитаны на 20 000 об/мин. Обычно номинальное давление у насосов составляет 40 МПа.
Шестеренные гидронасосы
Представляют собой разновидность роторных гидравлических машин, где основным звеном выступают 2 шестерни, которые вращаются. Шестеренчатые насосы делятся на два типа: с внешним и внутренним зацеплением. Область применения насосов:
- Системы смазывания;
- Техника для дорожных и строительных работ;
- Специальные гидросистемы (выступают вспомогательными агрегатами);
- Сельхозмашины и другие системы, работающие под давлением не более 20 МПа.
НШ с наружным зацеплением
В процессе движения шестерен, рабочая жидкость, пребывающая во впадинах зубьев, трансформируется в нагнетательную линию из всасывающей. Объем жидкости, выталкиваемой верхней парой зубьев, намного больше вместительности впадин, которые образуются второй парой зубьев. В результате происходит выталкивание РЖ в нагнетательную линию за счет разности объемов. На участках контакта шестерен формируются зоны «запертого» объема, что становится причиной довольно высоких пульсаций.
НШ с внутренним зацеплением
Эти гидронасосы отличаются меньшими пульсациями и тихоходной работой, поэтому широко используются в стационарной технике и мобильных машинах (например, погрузчиках), работающих в закрытом пространстве.
Принцип работы гидравлического насоса с внутренним зацеплением идентичен предыдущим моделям, т.е. происходит перемещение РЖ из линии всасывания в линию нагнетания. Во всасывающем канале объем камеры становится больше в процессе вращения шестерен, а сама камера наполняется жидкостью. В нагнетательной зоне, РЖ вытесняется в линию нагнетания за счет уменьшения объема камеры.
Разновидностью НШ с наружным зацеплением являются героторные насосы. Они отличаются от традиционной конструкции отсутствием разделителя серпообразного типа. Эту функцию в выполняет профиль особой формы, способствующей непрерывному контакту шестерен. При этом принцип действия абсолютно идентичен. Героторные гидронасосы стабильно работают в гидросистемах под давлением до 15 МПа и обеспечивают подачу жидкости со скоростью не более 120 л/мин.
Роторно-винтовые
Эти насосы входят в отдельную категорию. В конструкции агрегатов основными звеньями выступают косозубые шестерни, количество которых совпадает с численностью числа заходов винтовой нарезки. Благодаря такому исполнению, агрегаты отличаются равномерным потоком РЖ и тихоходной работой. Кроме того, они не предъявляют требований к чистоте рабочей среды и транспортируют РЖ с твердыми примесями. Стабильно работают при давлении до 20 МПа.
Несмотря на все преимущества, роторно-винтовые гидронасосы применяют редко. Это обусловлено сложностью сборки.
Пластинчатые гидронасосы
Конструктивно отличаются использованием пластин-вытеснителей, установленных радиально. При вращающемся роторе, рабочий элемент прилегает к статору, что приводит к образованию герметичных полостей в левой части рабочих камер. Когда пластины проходят через зону всасывания, правая часть камеры становится меньше. Так и происходит вытеснение рабочей жидкости. Существуют модели двойного действия, имеющие по 2 всасывающе-нагнетательные зоны. В этих устройствах рабочий процесс осуществляется два раза.
Пластинчатые агрегаты обладают малошумной работой и равномерной подачей РЖ, а также отличаются относительно большим объемом, несмотря на компактные размеры. Номинальное давление у таких устройств составляет 21 МПа, а частота вращения в минуту достигает отметки 1500 оборотов.
Обслуживание и ремонт гидронасосов
Для поддержания насосов в исправном состоянии, необходимо проводить плановое обслуживание согласно регламенту. В список мероприятий входят:
- Контроль уровня РЖ и заливка до установленной отметки;
- Замена масла;
- Замена расходных деталей;
- Проверка и подтяжка креплений и др.
При появлении первых признаков поломки, сразу обращайтесь в нашу компанию. Мы имеем все необходимые инструменты для диагностики и запчасти, что позволяет нам решить задачи любой сложности. Устранение неисправности на ранней стадии позволит избежать внезапного отказа и продлить срок службы агрегата
