Гидромашины. Ответы. Билет 7 Требования, предъявляемые к рабочим жидкостям. Жидкость

• Название: Билет 7 Требования, предъявляемые к рабочим жидкостям. Жидкость
• Анкор: Гидромашины
• Дата: 13.10.2022
• Размер: 31.14 Kb.
• Имя файла: Ответы.docx
• Тип: Документы; #732303

Билет №7

1. 
   Требования, предъявляемые к рабочим жидкостям.
   

Жидкость – физическое тело, молекулы которого слабо связаны между собой.

2.2. Требования, предъявляемые к рабочим жидкостям

1. Хорошая смазывающая способность.

2. Малое изменение вязкости во всем диапазоне рабочих темпера-

тур.

3. Химическая стабильность в течении длительного времени рабо-

ты (устойчивость к старению).

4. Хорошие противоизносные свойства.

5. Хорошая теплопроводность.

6. Нейтральность к материалам гидроэлементов и уплотнений.

7. Малая токсичность жидкости и ее паров.

8. Высокая температура кипения и низкая температура замерзания.

9. Высокая устойчивость к воспламенению (пожаробезопасность).

10. Малая склонность к пенообразованию.

11. Возможность регенерации (т.е. восстановления) начальных

свойств.

12. Низкая стоимость и недефицитность

2. 
   Винтовые насосы
   

Винтовые насосы обычно выполняют с одним, двумя, тремя и пя-

тью винтами, при этом один винт ведущий, а остальные ведомые.

Винты выполняют двухзаходными, они могут иметь прямоуголь-

ный, трапециидальный или циклоидальный профиль.

Самые распространенные – трехвинтовые с циклоидальным про-

Филем

Принцип действия

Перекачивание жидкости происходит за счёт перемещения её вдоль

оси винта в камере, образованной винтовыми канавками и поверхно-

стью корпуса. Винты, входя винтовыми выступами в канавки смежного

винта, создают замкнутое пространство, не позволяя жидкости переме-

щаться назад.

Предназначены для перекачивания жидкостей различной степени

вязкости, газа или пара, в том числе и их смесей.

Эти насосы могут работать при давлениях до 30 МПа.

Применение в нефтегазовой промышленности:

 Одновинтовые насосы применяются для подъёма воды и нефти

из скважин.

 В системах смазки насосных и газоперекачивающих агрегатов.

 В технологических процессах нефтехранилищ и нефтебаз.

 В гидроприводах машин и механизмов агрегатов для подземного

и капитального ремонта скважин.

54

Достоинства:

 Высокая равномерность подачи.

 Минимум движущихся частей.

 Отсутствие клапанов и сложных проточных каналов.

 Меньшие габариты и вес.

 Бесшумность работы.

 Надежность.

 Возможность перекачивать загрязненные жидкости и жидкости

большой вязкости.

 Способны транспортировать глинистые и цементные растворы,

масла, пасты, кремы и другие неньютоновские жидкости.

 Возможность превращения в гидравлические двигатели.

Недостатки:

 сложность и высокая стоимость изготовления насоса;

 нерегулируемость рабочего объёма;

 нельзя пускать вхолостую без перекачиваемой жидкости, так как

в этом случае повышается коэффициент трения деталей насоса и ухуд-

шаются условия охлаждения; в результате насос может перегреться

и выйти из строя.

Основные параметры:

 КПД 80–90 %.

 Подача 1,5..500 м3/ч.

 Давление до 30 МПа.

 Скорости вращения до 10000 об/мин.

Билет№8

1. 
   Радиально-поршневые насосы .
   

К типу радиальных роторно-поршневых гидромашин относятся

насосы и гидравлические моторы, в которых рабочие цилиндры, с раз-

мещенными в них поршнями (плунжерами), расположены радиально к

оси вала и вращаются во время работы.

Их используют в качестве насосов постоянной и переменной пода-

чи, гидродвигателей вращательного движения с постоянным и перемен-

ным крутящим моментом.

Достоинства:

 Отсутствие всасывающих и напорных клапанов.

 Большая быстроходность.

 Компактность.

 Отсутствие кривошипно-шатунных механизмов.

 Высокая надежность.

 Большая равномерность подачи.

 Давление до 700 бар

В радиально-поршневых гидромашинах ротор 2 расположен экс-

центрично относительно статора 1. В роторе просверлены радиальные

цилиндрические отверстия (цилиндры). Поршни 3 при вращении ротора

совершают в цилиндрах возвратно-поступательное движение, скользя

своими сферическими головками по внутренней поверхности статора.

Средняя подача радиально-поршневого насоса Q

2 2

O O 4 O 2

Q qn d h z n d e z n

 

      ,

где q – рабочий объём насоса;

z – число поршней;

d – диаметр поршня;

е – эксцентриситет;

h = 2е – ход поршня;

ηo – объемный КПД.

Число поршней у однорядных радиально-поршневых машин, как пра-

вило, принимают 5, 7, 9 или 13 для увеличения равномерности подачи.

Распределительная цапфа обычно несет на себе цилиндровый блок,

воспринимая реакции сил давления жидкости, действующие на поршни.

В целях улучшения условий работы узла распределения применяют

гидравлическую разгрузку цапфы. Для этого на поверхности цапфы

обычно выполняют некруговые (на угле < 180°) канавки шириной с, ко-

торые соединяют с полостями высокого и низкого давления

2. 
   Гидроцилиндры
   

Гидроцилиндры используют для создания определенного усилия

при осуществлении возвратно-поступательных движений.

По принципу действия подразделяются:

 на одностороннего действия;

 двухстороннего действия.

По конструктивному исполнения:

 поршневые;

 плунжерные;

 телескопические.

Основные параметры гидроцилиндров регламентированы ГОСТ:

Диаметр поршня D: 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125,

160, 200, 250…

Диаметр штока d: 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100,

125, 160, 200, 250…

Номинальное давление pном: 2.5, 6.3, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63

Диаметр штока выбирается из условия:

d 0,3 0,7

D

Усилие на штоке:

F  p S М ,

где М  0,95 – механический КПД гидроцилиндра.

Скорость поршня:

v Q O

S

Билет №9

1. 
   Поворотные гидродвигатели.
   

Для привода машин с неполным поворотом выходного вала приме-

няются поворотные гидродвигатели

2. 
   Аксиально-поршневые насосы. Устройство и принцип действия.
   

Достоинства:

 Экономичность.

 Компактность.

 Малая металлоемкость.

 Малый момент инерции.

 Надежность.

 Возможность создавать высокое давление.

 Бесступенчатость и простота регулирования подачи.

 Большая высота всасывания.
Схема аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком: состоит из:

1 – приводной вал; 2 – корпус; 3 – поршни; 4 – блок цилиндров;

5 – корпус блока цилиндров

В зависимости от угла наклона блока поршни при вращении вала

совершают возвратно-поступательное движение
Принцип работы системы аксиально-поршневых насосов заключаются в том, что из-за угла между валом и блока цилиндра часть поршней выходит из ротора, в то же время другая часть движется в противоположную сторону. Такое действие позволяет уменьшать объем рабочих камер, либо увеличивать их в зависимости от конкретного случая.
Благодаря этому идет выдавливание и всасывание рабочей жидкости. Она проходит через специальное окно, сделанное в основании цилиндрического блока и распределительного диска. После пройденного этапа, рабочая жидкость движется дальше по каналам устройства.
Так же одним из отличий приборов с наклонным блоком является то, что в нем можно механически воздействовать на величину хода поршней. Работая с поршневым гидронасосом достаточно поменять угол наклона блока цилиндра. Данное вмешательство откорректирует исходные значения рабочего объема гидравлических насосов.
Билет№10

1. 
   Принцип действия и основные элементы объемного гидропривода
   

Объемный гидропривод — это гидропривод, в котором используются объемные гидромашины. Принцип действия объемного гидропривода основан на практической несжимаемости рабочей жидкости и на ее свойстве передавать давление по всем направлениям в соответствии с законом Паскаля

Он состоит из двух гидроцилиндров 1 и 2, расположенных вертикально. Нижние полости в них заполнены жидкостью и соединены трубопроводом.

Давление в насосе не зависит от его параметров, а зависит

только от нагрузки на гидродвигателе !!!
Героторные насосы.. Устройство и принцип действия.

2. 
   
   

Героторный насос - это разновидность шестеренного насоса с внутреннем зацеплением, в котором используется зацепление специального профиля, число впадин на статоре превышает число зубьев на роторе на 1, отсутствует разделитель

В героторных насосах ротор совершает планетарное движение

и имеет на 1 зуб меньше, чем статор с внутренними зубцами

Состоит из ротора и статора:

Подвижный ротор, установлен в неподвижном статоре 2. Зубья на статоре и роторе спрофилированы таким образом, что ротор способен перекатываться по поверхности статора, кроме того, число зубьев (и впадин) на статоре больше чем число зубьев на роторе на 1. Ротор установлен в статоре с эксцентриситетом.

Принцип работы героторного гидродвигателя заключается в запуске зубчатого ротора. Под давлением жидкость поступает в паз. Затем гидравлическая жидкость воздействует на зубья ротора, что создает крутящий момент. В результате ротор совершает орбитальное движение по роликам.
Достоинства геготорных насосов

Героторные насосы обладают всеми достоинствами, характерными для шестеренных машин с внутренним зацеплением:

• 
  компактностью;
  
• 
  высокой надежностью;
  
• 
  отсутствием запираемых объемов;
  
• 
  плавностью работы;
  
• 
  отсутствием значительных пульсаций давления;
  
• 
  низким уровнем шума;
  
• 
  возможностью работы на высоких скоростях вращения, до 5000 об/мин.
  

Рабочий объем героторного насоса можно вычислить зная минимальный и максимальный объем межзубьевой камеры:

q=Z*(V_max-V_min)*h

• 
  где q - объем рабочей камеры героторного насоса;
  
• 
  z - число зубьев;
  
• 
  V - объем межзубьевой камеры;
  
• 
  h - ширина зуба.
  

Для того, чтобы вычислить теоретическую (идеальную) подачу героторного насоса, необходимо его рабочий объем умножить на частоту вращения приводного вала.

Q=q*n

• 
  где Q - подача насоса;
  
• 
  n - частоа вращения вала насоса.
  

Билет№11

1. 
   Основные свойства рабочей жидкости
   

Жидкость – физическое тело, молекулы которого слабо связаны

между собой. Поэтому незначительные силы способны легко изменить

форму жидкости, которая способна сохранить объем, но не форму.

Жидкость является рабочим телом в гидроприводах, с помощью ко-

торого энергия от ее источника передается к исполнительным механиз-

мам.

Кроме того, ею одновременно выполняются функции смазки кон-

тактирующих поверхностей, отвода тепла и защиты от коррозии.

Поэтому, от рабочей жидкости во многом зависит работоспособ-

ность и надежность гидропривода в целом.

Основные свойства жидкости:

 Плотность.

 Вязкость.

 Поверхностное натяжение.

 Сжимаемость.

 Температурное расширение.

 Растворимость газов.

Плотностью жидкости называют массу жидкости m, заключенную

в единице объема V

Удельным весом называют вес единицы объема жидкости

Вязкостью называют свойство жидкостей оказывать сопротивле-

ние сдвигу (скольжению) одного слоя жидкости относительно другого.

2. 
   Двушестеренные насосы
   
3. 
   Рис. 5.3. Конструкция двушестеренного насоса:
   
4. 
   1 – корпус; 2 – шестерни
   
5. 
   Подача насоса
   
6. 
   Вытесняемый объем:
   
7. 
   V  h b S ,
   
8. 
   где h  2m – высота зуба;
   
9. 
   b – ширина шестерни;
   
10. 
    S  d0 – длина окружности по делительному диаметру;
    
11. 
    d0 – делительный диаметр шестерен;
    
12. 
    m – модуль зацепления, м;
    
13. 
    n – частота вращения, мин–1;
    
14. 
    ηv = 0,7..0,9 – объемный КПД;
    
15. 
    ηм = 0,6..0,7 – механический КПД;
    
16. 
    z = 6..16 – число зубьев;
    

Билет№12

1. 
   Основные разновидности и элементы гидро- и пневмосистем.
   

1.2. Основные разновидности и элементы

гидро- и пневмосистем

Насос – машина, предназначенная для перемещения жидкости

и увеличения ее энергии

Машины для подачи газовых сред в зависимости от развиваемого

ими давления подразделяют:

 на вентиляторы – машины, перемещающие газовую среду при

степени повышения давления до 1,15;

7

 газодувки – машины, работающие при e > 1,15, без искусствен-

ного охлаждения;

 компрессоры – машины, сжимающие газ при e > 1,15, с искус-

ственным охлаждением;

 гидро- и пневмодвигатели – машины, превращающие энергию

потока текучей среды в механическую энергию (гидротурбины, гидро-

и пневмомоторы, гидроцилиндры).

Устройства, предназначенные для регулирования потоков жидко-

стей (распределения, изменения направления движения, регулирования

расхода, давления и т.п.) называют гидроаппаратурой.

Емкости (баллоны, баки, расширительные сосуды), кондиционеры

жидкости (фильтры, теплообменники), гидравлические и пневматиче-

ские аккумуляторы составляют группу вспомогательных устройств.

Совокупность гидравлических машин, гидроаппаратуры и вспомо-

гательных устройств соединенные в определенной последовательности

трубопроводами образуют гидравлическую (пневматическую) систе-

му, которая предназначена для выполнения определенных функций,

не свойственных каждому из ее элементов, взятому в отдельности.

Гидравлическая система, предназначенная для передачи и преобра-

зования механической энергии посредством жидкости, называется гидравлическим приводом.

Если насос и гидродвигатель конструктивно составляют один узел,

то такой простейший гидропривод называют гидропередачей

Преимущества гидропривода:

 Возможность получения любого вида механического перемеще-

ния выходного звена: поступательного или вращательного.

 Возможность плавного бесступенчатого регулирования скоро-

сти, крутящего момента или скорости.

 Надежная защита элементов машины от перегрузок.

 Возможность передачи больших мощностей при малых габаритах.

 Высокая надежность.

 Независимое расположение входных и выходных элементов

привода.

 Хорошие динамические свойства, малое время реверсирования

и высокое быстродействие

Недостатки гидропривода:

 Жесткие требования к точности изготовления.

 Возможность загрязнения и утечек рабочей жидкости.

 Более низкий КПД, чем у механических передач.

Достоинства пневмопривода:

 Простота устройства (забор и выброс воздуха в атмосферу).

 Экологичность.

2. 
   Гидромоторы. Устройство и принцип действия
   

Гидромотор - это устройство, которое преобразовывает энергию жидкости в механическую энергию, приводящую в действие рабочий орган машины.

У всех видов гидромоторов общий принцип работы. В корпус мотора поступает гидравлическая жидкость. Далее жидкость проходит через устройство гидромотора, вращая рабочие элементы мотора (лопасти, поршни или шестерни), которые соединены с выходным валом. Вследствие вращения вала запускаются другие механизмы системы
Преимущества по сравнению с электродвигателями:

 в среднем меньше в 6 раз по объему и 4-5 раза по массе,

 при наибольшей частоте вращения 2500 об/мин, наименьшее

значение может быть 20–30 об/мин,

 время разгона и торможения – несколько сотых долей секунды,

 допустимы режимы работы при частых пусках и реверсах.

Практически все роторные насосы с бесклапанным распределением

жидкости могут быть применены в качестве гидромоторов.

Подразделяются на группы:

 поршневые;

 шестеренные;

 винтовые;

 пластинчатые.

Бывают:

 нерегулируемые – постоянный рабочий объем;

 регулируемые – изменяемый рабочий объем.

По частоте вращения подразделяются:

 на быстроходные – n = 500...10000 об/мин;

 тихоходные – n = 0,5...1000 об/мин;

По развиваемому моменту подразделяются:

 на низкомоментные;

 высокомоментные;

К высокомоментным гидродвигателям относят гидромоторы, кото-

рые имеют относительно большой крутящий момент на валу (более

2000 Н∙м) и работают только в режиме гидромотора при относительно

малой частоте вращения (менее 600 об/мин). Высокомоментные гид-

родвигатели могут быть аксиально- и радиально-поршневыми.