Что такое гидравлическая система | Как работает гидравлический насос?

Гидравлический насос — это оборудование, которое преобразует механическую энергию гидравлической жидкости в гидравлическую энергию (гидравлическая мощность, такая как давление, поток). Этот насос производит поток с достаточной мощностью, чтобы преодолеть давление, вызванное нагрузкой.

• Эти насосы подают гидравлический поток к другим частям (таким как гидроцилиндр, плунжер, гидромотор и т.д.) гидравлической системы.
• Они создают поток, который в дальнейшем производит давление для преодоления сопротивления потока.

Гидравлический насос — это тип объемного насоса, который используется для работы с жидкостью. Он используется для подачи гидравлической жидкости к различным частям системы, таким как двигатели, плунжеры, цилиндры и т.д. В насосах PD основной целью гидравлических насосов является подача гидравлического масла к поршню, чтобы поршень мог быстро двигаться вперед и назад. Насос гидроусилителя руля в автомобиле является примером гидравлических насосов. Другим распространенным примером являются масляные насосы трансмиссии двигателя.

Более того, максимальные гидравлические насосы приводятся в действие электродвигателем и содержат клапан сброса давления, чтобы предотвратить избыточное давление в насосе.

Эти насосы в основном используются в системах с высоким расходом и низким давлением. Это связано с тем, что они заставляют жидкости низкого давления двигаться с более высокой скоростью и перекачивать большие объемы жидкостей за короткое время.

Что такое гидравлическая система?

Гидравлическая система — это технология передачи, которая использует жидкость для передачи энергии от электродвигателя к исполнительному механизму, такому как гидравлический цилиндр. Эта жидкость несжимаема, и путь жидкости так же гибок, как и провод.

Такие системы в основном используются, когда требуется высокая плотность мощности или когда потребность в нагрузках быстро возрастает. Гидравлическая система особенно применима для всех типов подвижного оборудования (например, экскаваторов) и промышленных систем (например, прессов).

В ветряной турбине гидравлическая система используется для управления наклоном и тормозами. В некоторых случаях различные вспомогательные конструкции (например, краны и люки) также управляются с помощью гидравлической системы.

Работа гидравлического насоса

Гидравлический насос работает по основному принципу вытеснения. Гидравлический насос работает следующим образом:

• Гидравлический насос имеет две шестерни: ведущую или силовую и ведомую или холостую. Эти шестерни входят в зацепление друг с другом.
• Электрический двигатель подает энергию на ведущую шестерню через ведущий вал.
• Когда ведущая шестерня начинает вращаться, то вместе с ней вращается и ведомая шестерня.
• Благодаря движению этих шестерен на входе создается вакуум. Благодаря этому разрежению насос всасывает жидкость или масло из бака или резервуара.
• Всасывающая и нагнетательная секции насоса оснащены обратными клапанами. Основная задача обратного клапана — остановить обратный поток жидкости. Этот насос всасывает жидкость со стороны всасывания, а обратный клапан, расположенный на всасывании, помогает нагнетать жидкость внутрь насоса.
• Когда давление жидкости внутри насоса становится выше, чем давление внешней жидкости, всасывающий клапан закрывается.
• Перед разряжением эта жидкость должна пройти между шестернями насоса, поскольку прямого пути к выпускному клапану нет.
• После попадания в насос жидкость задерживается между ведущей и ведомой шестернями.
• Эта жидкость или масло движется вместе с движением шестерен. По мере прохождения жидкости между шестернями ее объем уменьшается, а скорость потока увеличивается.
• После достижения желаемого расхода гидравлическое масло или жидкость вытекает через выпускной клапан и подается к различным частям системы, таким как поршень или цилиндр.

Компоненты гидравлической системы

В большинстве случаев гидравлические насосы используются для перекачки жидкостей с более низкого давления на более высокое. Гидравлическая система состоит из множества подвижных и статичных компонентов. Ниже приведены основные компоненты гидравлической системы:

1) Корпус

Это внешний компонент гидравлического насоса, обеспечивающий безопасность внутренних деталей. В небольших насосах используется алюминиевый корпус, а в других насосах — чугунное литье. Основная задача корпуса — предотвратить разбрызгивание жидкости за пределы насоса. Этот компонент также предохраняет гидравлическую систему от каких-либо повреждений в случае падения тяжелого груза на корпус системы.

2) Лопасти бегунка

Бегунок — это вращающаяся часть насоса, которая вращается внутри корпуса гидравлического насоса. Он имеет несколько лопастей, которые вращаются вместе с вращением бегунка. При вращении лопастей бегунка жидкость внутри насоса также вращается. Этот процесс увеличивает давление жидкости. Кроме того, эти лопасти играют важную роль в охлаждении и смазке системы.

3) Вал

Вал насоса используется для сборки бегунка. Этот вал изготавливается из нержавеющей стали или стали. Его размер регулируется в зависимости от бегунка.

4) Подшипники

Подшипники играют важную роль для вращения бегунка. Поэтому это очень важный компонент гидравлической системы и насоса.

5) Уплотнение

Уплотнение — это элемент, который предотвращает утечку жидкости из насоса. Большинство насосов выходят из строя из-за повреждения подшипниковых узлов. Уплотнение может значительно снизить риск отказа, защищая компоненты подшипника от охлаждающей жидкости и загрязняющих веществ.

6) Бак для хранения масла

В масляном баке хранятся несжимаемые жидкости (например, гидравлическое масло). Этот бак также предохраняет гидравлическое масло от загрязнений. Таким образом, бак для хранения масла помогает гидравлической системе работать правильно.

7) Трубопровод

Прокладка трубопровода внутри системы проста, но самое главное, что этот трубопровод транспортирует гидравлическую жидкость из одного места системы в другое.

8) Электродвигатель

Электродвигатель используется для привода ведущего вала системы. Этот ведущий вал далее приводит в движение ведущую шестерню. Таким образом, электродвигатель приводит в действие насос.

9) Гидравлический привод

Гидравлический привод — это компонент, преобразующий гидравлическую энергию жидкости в механическую для достижения желаемого эффекта.

• Гидравлический цилиндр создает линейное движение (линейное перемещение).
• Гидравлический мотор создает крутящий момент (момент вращения) и вращается.

10) Перепускной клапан

Этот клапан используется для контроля давления внутри системы. Эти клапаны также имеют несколько типов. Перепускной клапан направляет избыточное давление жидкости обратно к входу.

Типы гидравлических насосов

Гидравлические насосы имеют следующие основные типы:

1. Пластинчато-роторный насос
2. Внешний шестеренчатый насос
3. Лопастной насос
4. Винтовой шестеренчатый насос
5. Лопастные насосы
6. Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением

Аксиально-поршневые насосы

Радиально-поршневой насос

Гидравлический насос сцепления

1) Роторно-лопастной насос

Это объемный насос с рядом лопастей, прикрепленных к рабочему колесу, которое вращается в соответствии с вращением рабочего колеса. Иногда эти лопасти могут иметь разную длину и/или натяжение для поддержания контакта со стенкой при движении насоса.

Важным фактором в конструкции лопастных насосов является способ приведения лопасти в контакт с корпусом и обработка наконечника лопасти в этой точке. Существуют различные конструкции «кромки», используемой в лопастном насосе. Но основная цель «кромки» — обеспечить плотное уплотнение между внутренней частью лопасти и корпусом насоса и минимизировать износ и контакт металла с металлом.

• Эти насосы имеют хорошие характеристики износа лопастей.
• Переменная производительность насоса может быть спроектирована путем изменения угла наклона рабочего колеса
• Обеспечивает стабильный поток гидравлической жидкости

2) Насос с внешним зацеплением

Насос с внешним зацеплением имеет две шестерни (ведомую и ведущую). Этот насос создает поток жидкости, пропуская ее между этими двумя шестернями. Эти шестерни входят в зацепление друг с другом. Одна шестерня (ведущая) приводится в движение ведущим валом. Вследствие движения этой шестерни начинает вращаться и ведомая (ведущая) шестерня. Полость, образованная между зубьями этих шестерен, закрыта корпусом насоса и боковыми пластинами (также известными как износостойкие или нажимные пластины).

Когда зубья шестерен расцепляются, на входе в насос создается ограниченный вакуум. После расцепления жидкость начинает двигаться, заполняя образовавшийся вакуум, и выводится из насоса. Когда шестерни снова входят в зацепление, жидкость снова начинает поступать внутрь насоса.

Насос с внешним зацеплением имеет елочные, косозубые или прямые цилиндрические шестерни. Прямозубые шестерни очень распространены в различных областях применения, и они легко режутся. Эти шестерни имеют низкую стоимость по сравнению с елочными и косозубыми шестернями. Супер-шестерни имеют высокий уровень шума по сравнению с другими шестернями.

• Это самый известный тип гидравлического насоса.
• Шестеренчатый насос имеет очень малое количество движущихся компонентов
• Эти насосы просты в обслуживании
• Они имеют относительно низкую стоимость
• Шестеренчатые насосы могут переносить загрязнения
• Они очень эффективны

3) Лопастной насос

Этот тип насоса представляет собой роторный насос с внешним зацеплением. В лопастном насосе используется более одной лопасти. Эти лопасти вращаются вокруг параллельного вала внутри корпуса насоса для перекачки жидкости. В шестеренчатом насосе одна шестерня приводит в движение другую, а в случае с лопастным насосом обе лопасти приводятся в движение соответствующими шестернями вне камеры корпуса насоса.

Эти насосы используются в таких областях, как биофармацевтическое производство, производство напитков и продуктов питания, гигиеническая обработка и т.д.

• Лопастной насос может работать с пастами, суспензиями и твердыми веществами.
• Он обеспечивает непульсирующий поток
• Он может работать в сухом состоянии в течение длительного времени

4) Винтовой шестеренчатый насос

Основная статья: Винтовой насос

Это шестеренчатый насос с осевым потоком. Принцип работы этого насоса схож с ротационным винтовым компрессором, но основное отличие заключается в рабочей жидкости. Поток через винтовой насос происходит в осевом направлении и в направлении ведущего винта. При вращении ведущего винта всасываемая гидравлическая жидкость или масло, окружающее ловушки между ведущим и ведомым винтами. При вращении винтов вдоль оси жидкость плавно перемещается от одного конца к другому.

Жидкость, подаваемая винтовым насосом, не вращается, а движется линейно. Винты работают как бесконечный поршень и всегда движутся вперед. Пульсации отсутствуют даже при высоких скоростях.

Винтовые насосы бывают следующих пяти типов:

i) Одновинтовой насос

В одновинтовом насосе винтовой ротор вращается эксцентрично во внутреннем статоре. Он имеет только один винт.

ii) Двухвинтовой насос

Двухвинтовой насос состоит из двух параллельных винтов, входящих в зацепление друг с другом. Эти винты вращаются в корпусе насоса и обрабатываются с жесткими допусками.

iii) Трехвинтовой насос

Трехвинтовой насос имеет три винта (один ведущий и два ведомых). Два ведомых винта входят в зацепление с одним ведущим винтом. Эти винты вращаются в корпусе, обработанном с жесткими допусками.

i v) Четырехвинтовой насос

Принцип работы этого гидравлического насоса такой же, как и у двухвинтового насоса. Однако у этого насоса два ротора, и каждый ротор имеет два винта.

v) Пятивинтовой насос

Работа этого насоса такая же, как и трехвинтового насоса, но у него пять винтов.

• Винтовые насосы нуждаются в более низком техническом обслуживании, чем другие типы насосов.
• Эти насосы обладают способностью самовсасывания
• Они могут работать в сухом состоянии
• Винтовой насос имеет низкую пульсацию
• Он обладает высокой надежностью
• Они работают бесшумно
• Они перекачивают жидкости с высокой скоростью

5) Лопастные насосы

В лопастном насосе ряд лопастей скользит по пазам ротора, который вращается внутри корпуса или кольца насоса. Этот корпус может иметь эксцентрическую форму относительно центра ротора или овальную форму. В некоторых конструкциях центробежная сила заставляет лопатки соприкасаться с корпусом, а эксцентриситет корпуса заставляет лопатки двигаться внутрь и наружу от паза.

Во время работы, когда пространство, закрытое корпусом, ротором и лопатками, увеличивается, на входе насоса образуется вакуум. После этого атмосферное давление выталкивает гидравлическую жидкость в этот образовавшийся вакуум. Когда пространство уменьшается, гидравлическая жидкость вытесняется через выпускной клапан.

6) Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением

Основная статья: Внутренний шестеренчатый насос

Эти типы гидравлических насосов имеют внешние и внутренние шестерни. Эти насосы имеют компактные и небольшие детали.

Насос с внутренним зацеплением имеет на один или два зуба внешней шестерни больше, чем внутренней, поэтому такие конструкции имеют меньшую относительную скорость между внутренней и внешней шестернями. Например, если внутренняя и внешняя шестерни имеют 8 и 9 зубьев соответственно, то внутренняя шестерня будет вращаться 9 раз, а внешняя — 8 раз. Такая низкая относительная скорость означает низкую скорость износа.

• У него один сальник
• Насос с внутренним зацеплением имеет только два движущихся компонента
• Он идеально подходит для жидкостей высокой вязкости
• Имеет гибкую конструкцию

7) Поршневые насосы

Основная статья: Поршневой насос

Поршневой насос — это вращающееся устройство, которое использует принцип работы поршневого насоса для создания потока жидкости. Эти насосы обычно используются, когда требуется более высокое рабочее давление жидкости. Они могут выдерживать более высокое давление по сравнению с шестеренчатыми насосами с таким же рабочим объемом. Поршневые насосы традиционно выдерживают более высокое давление, чем шестеренчатые насосы с аналогичным рабочим объемом. Но поршневые насосы имеют высокую цену и сложную конструкцию по сравнению с шестеренчатыми насосами. Разработчики оборудования и специалисты по техническому обслуживанию должны понимать эту сложность, чтобы обеспечить надлежащее функционирование других движущихся компонентов поршневого насоса и соответствие более жестким допускам и более строгим требованиям к фильтрации. Поршневые насосы обычно используются на автокранах, но могут применяться и в других областях (например, в борьбе со снегом и льдом), где требуется изменение потока в системе без изменения частоты вращения двигателя.

Этот тип насоса имеет цилиндр и поршень. Поршень движется вперед и назад в цилиндре насоса. Движение этого поршня толкает гидравлическое масло внутрь гидравлического насоса. При 1-м ходе он всасывает жидкость из масляного бака и проталкивает ее внутрь насоса, а при 2-м ходе он увеличивает давление жидкости, которая выходит через выпускной клапан. Угол наклона поворотной плиты определяет длину хода поршня, а угол наклона поворотной плиты контактирует со скользящим концом поршня.

• Этот насос может выдерживать высокое давление
• Он имеет допуск на закрытие
• Автокраны
• Эти насосы выпускаются как в фиксированном, так и в переменном исполнении
• Разбивочные пластины остаются неподвижными
• Он обладает способностью самовсасывания
• Имеет высокую эффективность

8) Аксиально-поршневые насосы

Поршень аксиально-поршневого насоса вращается в направлении, параллельном осевой линии приводного вала поршневого блока. Благодаря этому движение вращающегося вала преобразуется в осевое возвратно-поступательное движение. Максимально аксиально-поршневые насосы — это многопоршневые насосы, в которых используются односторонние клапаны или порты для перекачки жидкости из зоны всасывания в зону выпуска.

9) Радиально-поршневой насос

В этом насосе поршень располагается в радиальном направлении внутри блока цилиндров. Эти поршни совершают возвратно-поступательное движение перпендикулярно осевой линии вала. Они также могут классифицироваться в зависимости от расположения штифтовых или односторонних клапанов. Радиально-поршневые насосы бывают с переменным и фиксированным рабочим объемом.

10) Гидравлический насос сцепления

Насос сцепления — это небольшой шестеренчатый насос объемного типа, который связан с электромагнитной муфтой с ременным приводом, очень похожей на компрессор кондиционера автомобиля. Он располагается в моторном отсеке грузовика с помощью монтажного комплекта для крепления на месте.

Насосы сцепления часто используются, когда выходное отверстие трансмиссии отсутствует или недоступно. Как правило, такие насосы используются в сенокосах, кранах, ковшовых тележках и т.д. Обычно, когда выходной поток насоса превышает 15 GPM, ремень двигателя проскальзывает под большой нагрузкой, и насос сцепления не может быть использован в таких условиях.

• Ременной привод
• Насос с муфтой — это насос малого рабочего объема.
• Эти насосы могут использоваться для сенажных колосьев и эвакуаторов
• Он не нуждается в регулировке

11) Гидравлический насос коробки отбора мощности

Это насос шестеренчатого типа, который используется для тяжелых условий эксплуатации. Он предназначен для использования на всех видах тракторов с приводом от ВОМ. Гидравлический насос ВОМ не требует дополнительного зацепления.

Он имеет высокопроизводительный алюминиевый корпус, минимальный люфт шестерен и торцевую пластину, изготовленную из чугуна. Внутренний шлицевой вал проходит через и поддерживается на обоих концах роликовыми подшипниками.

• Гидравлический насос отбора мощности имеет саморегулирующуюся износостойкую пластину
• Случаи утечки очень редки
• У него наименьший зазор в шестернях
• Корпус изготовлен из высокопрочного алюминия.
• Этот насос не нуждается в дополнительной передаче.

Обслуживание гидравлического насоса

• Проверьте уровень масла в масляном баке блока питания.
• Проверьте изменения температуры масла.
• Откройте насос и проверьте его на наличие масляных загрязнений.
• Осмотрите его на предмет возможной утечки. Если есть утечка, то остановите его.
• Проверьте хомуты и винты трубопроводов и затяните их.
• Контролируйте уровень давления на предохранительном клапане
• Проверьте шум гидравлического масляного насоса и двигателя на предмет изменений. Если насос производит громкий шум по сравнению с тем, что было раньше, такой высокий шум может указывать на проблему. Попробуйте обратиться к техническому специалисту для выявления и устранения проблемы.
• Перед осмотром проверьте блок клапанов на наличие утечек.
• Содержите поверхность масляных баков, компонентов и труб в чистоте.
• Свяжитесь с техническим специалистом, чтобы определить необходимость технического обслуживания.
• Прочитайте инструкцию производителя, чтобы проверить, объяснил ли производитель какую-либо проблему.

Применение гидравлического насоса

• Гидравлический насос используется в автомобильной промышленности для различных транспортных средств, например, он используется в системе гидроусилителя руля автомобиля.
• Гидравлические насосы используются в таких областях, как горное оборудование, самосвалы, грейдеры, устройства для обслуживания рейнджеров, вакуумные грузовики, сельскохозяйственные машины, погрузчики, краны и экскаваторы и т.д.
• Эти насосы также используются в таких установках, как продольно-поперечные машины, сталелитейные и литейные заводы, домкраты, вилочные погрузчики, блендеры, подъемники, транспортеры, машины для обработки материалов, прессы и машины для формирования инфузий.

Раздел часто задаваемых вопросов

Каковы 4 типа гидравлического насоса?

Основными четырьмя типами гидравлических насосов являются:

1. Пластинчато-роторный насос
2. шестеренчатый насос
3. Лопастной насос
4. Винтовой шестеренчатый насос

Где используются гидравлические насосы?

Гидравлические насосы используются в различных областях, таких как погрузчики, горное оборудование, самосвалы, вакуумные грузовики, грейдеры, сельскохозяйственные машины, краны, устройства для обслуживания рейнджеров, экскаваторы и т.д.

Кто изобрел гидравлическую систему?

Джозеф Брамах изобрел первый гидравлический пресс в 1975 году.

Создает ли гидравлический насос давление?

Гидравлический насос создает движение жидкости, но он не может создавать давление.