Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тема № 21: «Назначение, разновидности, основные технические характеристики, общее устройство и принцип работы гидравлических насосных станций и гидравлических ручных (ножных) насосов»
Учебные вопросы:
1. Общие понятия и определения
2. Принципиальные схемы работы ручного (ножного) гидравлического насоса и гидравлической насосной станции
3. Общее устройство и особенности эксплуатации ручных насосов и насосных станций ГАСИ
4. Особенности эксплуатации, технического обслуживания и ремонта ручных насосов и насосных станций
Используемая литература:
1. Технические средства проведения и обеспечения аварийно-спасательных работ, справочное пособие, изд. 2-е (перераб. и дополн.) – М.: «ВНИИПГОЧС МЧС России», 2009, - 256 с. (с. 94-95)
2. Одинцов Л.Г., Парамонов В.В., Технология и технические средства проведения поисково-спасательных и аварийно-спасательных работ, справочное пособие – М.: ЗАО «Издательство НЦ ЭНАС», 2004, - 232 с. (с.131-132)
3. Фадеев С.В., Тимофеева О.Ю., Семенова Н.Н. и др. Аварийно-спасательный инструмент и оборудование, учебное пособие – М.: УМЦ ПО ДОМ, 2009, - 104 с. (с. 26-27; 37-39; 52-53; 57-58)
Принцип действия ГАСИ основан на передаче энергии (рабочей жидкости под давлением), преобразующей поступательное движение поршня и штока гидроцилиндра с помощью рычажно-шарнирных звеньев в механическую работу по выполнению различных операций.
Комплект ГАСИ включает:
- источники энергии;
- блок управления;
- набор исполнительных инструментов с высокими параметрами силовых характеристик.
Источники энергии представляют собой насосные станции с механическим приводом или поршневые насосы с ручным приводом.
Применение гидравлической энергии.
Применение гидравлической (жидкостной) энергии является очень эффективным способом передачи энергии.
Преимущества гидравлической энергии:
- эффективность и точность при перемещении тяжелых грузов с точной регулировкой;
- гибкостью для точного регулирования больших и малых усилий;
- надежность (оборудование можно защитить от перегрузки с помощью простых клапанов сброса давления.);
- компактность и экономичность систем.
Основные компоненты гидравлической системы:
1. Привод-поршень
2. Гидрораспределитель
3. Масляный фильтр
4. Аварийный клапан сброса давления (предохранительный)
5. Насос
6. Резервуар
7. Контрольно-измерительные приборы
Наиболее важным компонентом любой гидравлической системы является рабочая жидкость, которую содержит система.
Рассмотрим основные свойства, которые требуются от гидравлических жидкостей.
Основные функции рабочей жидкости и требования к ней
Гидравлическая жидкость должна выполнять несколько функций.
1. Передача энергии - является основной целью использования гидравлической жидкости. Для эффективной передачи гидравлической энергии необходима жидкость, которая не сжимается и легко течет по гидравлическому контуру. Необходимо отметить, что нагрузка на гидравлические масла постоянно растет. Индекс нагрузки за последние 40 лет увеличился в 15 раз!
2. Смазывание - оборудование, используемое в гидравлических системах, изготавливается, как правило, с высокой точностью. Все движущиеся детали должны быть соответствующим образом смазаны для минимизации трения и изнашивания. Гидравлическая жидкость постоянно используется для этой цели, также как для передачи энергии.
3. Защита - система должна быть защищена от коррозии.
4. Охлаждение - жидкость должна быть способна рассеивать любое количество тепла, выделяющееся в гидравлической системе.
Способность выдерживать условия, которые существуют в системе - гидравлическая жидкость должна быть устойчива к воздействию тепла и окислению, а также не должна разлагаться с образованием отложений и шламов.
Жидкость также должна быстро отделять воду и легко фильтроваться для удаления твердых примесей, должна иметь гидролитическую стабильность.
В основе любой гидравлической системы находится насос. Наиболее часто используется один из 4-х типов насосов:
- шестеренные;
- пластинчатые;
- поршневые (плунжерные) насосы;
- роторно-поршневые насосы (радиально-поршневой, аксиально-поршневой, кулачковые (эксцентриковые).
Принципы работы насосов этих типов приводятся ниже.
Гидравлические насосы и насосные станции предназначены для обеспечения рабочей жидкостью под давлением гидравлических инструментов.
Ручные и ножные гидравлические насосы - выпускаются сериями различных типов, начиная от простых 1-ступенчатых насосов до 3-ступенчатых насосов большой производительности. Используются в основном в качестве резервного оборудования, или в тех ситуациях, где бензиновые насосы не могут быть применены.
Легкие гидравлические насосы - имеют небольшую массу, компактные насосы с мотоприводом, являются по большей части портативными. Мобильность этих насосов делает их идеальными для использования в удаленных и труднодоступных местах.
Многофункциональные насосы - могут приводиться в действие бензиновыми, дизельными или электрическими двигателями. Обеспечивают возможность управления 2-мя или большим числом различных инструментов одновременно. Из-за своего веса эти насосы обычно устанавливаются на аварийно-спасательном автомобиле, но также могут и переноситься от указанного автомобиля. Снабжаются катушками для шлангов, прикрепленными к корпусу или отдельно пристыкованными.
Катушки со шлангами предназначены для подачи рабочей жидкости от гидравлических насосов и станций к ГАСИ.
Принцип работы и общее устройство ручных насосов
Ручные насосы предназначены для подачи рабочей жидкости в гидравлические системы АСИ и другие малогабаритные механизмы с высокими характеристиками.
Ручные насосы используются там, где применение насосных станций нерентабельно или работа с ними опасна по технике безопасности. Они обычно двухступенчатые и развивают давление 80 МПа. В зависимости от параметра давления их масса находится в пределах 4,5-16 кг, а объем бака от 0,7 до 2,5 л.
Принцип действия ручного насоса заключается в преобразовании механической работы в гидравлическую энергию жидкости. При перемещении рукоятки насоса вверх и вниз, жидкость через систему клапанов плунжерной и поршневой камер, расположенных в корпусе насоса, нагнетается поршнем в нагнетательную магистраль.
В корпусе насоса находятся: двухступенчатый плунжер, впускные и напорные клапаны на 1-ю и 2-ю ступени, фильтр для очистки масла, перепускной автоматический клапан, предохранительный клапан, рукоятка сброса давления. Клапаны представляют собой полированные шарики различного диаметра, поджатые пружинами с тарированным усилием, что обеспечивает работу в любом положении. При холостом ходе подстыкованного инструмента в работе участвуют обе ступени насоса, что позволяет существенно экономить время. При достижении давления в напорной магистрали 12 МПа перепускной клапан автоматически включает в работу высоконапорную ступень, при этом оператор практически не ощущает изменения прикладываемого усилия на рабочей рукоятке. При достижении давления рабочей жидкости максимально допустимой величины срабатывает предохранительный клапан, и часть жидкости сливается обратно в бак.
Настройка давления срабатывания перепускного и предохранительного клапанов производится заводом изготовителем.
Подвод рабочей жидкости и ее слив осуществляются через пластиковые рукава, один из которых нагнетательный с давлением разрушения 250 мПа, а другой сливной с давлением разрушения – 100 МПа. На конце нагнетательного рукава инструмента установлен быстроразъемный клапан с накидной гайкой, а сливного – с резьбовой частью. При полном завинчивании накидной гайки клапанов рукавов инструмента и насоса оба клапана устанавливаются в положение «открыто».
На корпусе насоса имеется ручка сброса давления, котрая при работе должна быть всегда закрыта.
Рукава высокого давления РДВ армированные предназначены для использования как гибкие трубопроводы для подачи рабочей жидкости от насосной станции в гидроинструмент. Они имеют условный проход 6 мм, рассчитаны на рабочее давление 80 МПа (разрушающее давление не менее 190 МПа). Длина до 20 м.
Рукава на концах снабжены быстросъемными гидроразъемами. Стыкуемые части разъемов на насосах, рукавах и инструментах установлены таким образом, что исключают возможность неправильного подключения инструментов.
Соответственно в применяемых комплектах должны быть согласованы источники рабочей жидкости (насосы и насосные станции) и исполнительные устройства (инструменты).
Предусмотрено подключение к ручному насосу 2-х гибких рукавов. Насос может использоваться с инструментом или другим исполнительным устройством (ИУ), имеющим гидроцилиндр как одностороннего, так и двухстороннего действия. При применении ИУ с цилиндром одностороннего действия используют 1 напорный рукав насоса, который при обратном ходе является сливным. Для ИУ с цилиндром двухстороннего действия используют 2 рукава: напорный и сливной. В качестве рабочей жидкости в гидросистеме АСИ необходимо использовать масло ВМГЗ (АМГ-10) ТУ 38.101479-86 или его заменители. Смешение масел различных марок не допускается.
Перед началом работы поверните выходной клапан ручного насоса (см. рис. ниже) против часовой стрелки и несколько раз нажмите на рычаг насоса. Это позволит выпустить лишний воздух из насоса.
Затем поверните выходной клапан полностью по часовой стрелке и не трогайте его вовремя дальнейшей работы с оборудованием!
Теперь при работе рычагом масло под давлением будет подаваться в подключенный парой шлангов аварийно-спасательный инструмент.
Принцип действия поршневого (плунжерного) гидравлического насоса
Поршневые насосы могут создавать гораздо более высокое давление (20 МПа и выше), а также обеспечивать более высокую скорость потока по сравнению с шестеренными и пластинчатыми насосами.
Поршневые насосы часто используются в стационарных и больших по величине передвижных устройствах, а также в ГАСИ.
Плунжер - вытеснитель цилиндрической формы, длина которого намного больше диаметра.
В отличие от поршня уплотнитель располагается на цилиндре и при совершении плунжером возвратно-поступательного движения движется по поверхности плунжера. Плунжеры используются главным образом в гидравлических аксиально-плунжерных, радиально-плунжерных гидромашинах, а также в плунжерных насосах. Также в системах подачи топлива дизельных двигателей (топливные насосы высокого давления) получили распространение плунжерные пары.
Плунжерные насосы способны работать при бо́льших давлениях, чем поршневые насосы. Причиной этого является то, что в плунжерах высокая чистота обработки должны быть у внешней цилиндрической поверхности, а у поршневых насосов наиболее важным является обработка внутренней цилиндрической поверхности, что технологически осуществить сложнее.
Порядок подключения рабочего инструмента к ручному насосу
Для подключения и использования инструмента необходим расчет из двух спасателей:
спасатель № 1 – непосредственно работает на гидроинструменте;
спасатель № 2 – обеспечивает бесперебойную работу ручного насоса или насосной станции, а также при необходимости помогает спасателю № 1.
Старшим в расчете назначается спасатель № 1.
Перед началом работы необходимо проверить надежность соединения всех узлов и соединительных деталей ручного насоса, наличие индивидуальных защитных средств, наличие пломб на предохранительных клапанах, наличие масла в насосе.
При подключении гидроинструмента к ручному насосу необходимо:
1 – установить ручной насос на горизонтальной площадке или так, чтобы непосредственно насосная часть находилась ниже уровня заливной горловины;
2 – расправить напорный и сливной рукав так, чтобы они не соприкасались с агрессивными жидкостями, нагревательными приборами, открытым огнем;
3 – поднести гидроинструмент к месту предполагаемой работы;
4 – снять защитные колпачки с напорных и сливных рукавов гидроинструмента и ручного насоса;
5 – при необходимости удалить сухой, чистой ветошью воду, пыль, грязь с быстроразъемных клапанов гидроинструмента и ручного насоса;
6 – соединить нагнетательный рукав (светло-коричневого цвета) насоса ручного с нагнетательным рукавом (светло-коричневого цвета) гидроинструмента так, чтобы соединительные муфты были завернуты до упора;
7 – соединить сливной рукав (белого цвета) гидроинструмента со сливным рукавом (белого цвета) ручного насоса, так чтобы соединительные муфты были завернуты до упора;
8 – на ручном насосе закрутить до упора ручку сброса давления;
9 – первому номеру расчета, встав одной ногой на станину, поднимая и опуская рабочую рукоятку насоса, а второму – поворачивая блок управления гидроинструмента вправо (влево) – сделать два (три) пробных рабочих движения гидроинструмента;
10 – проверить подтекает ли масло (если подтекает – устранить причину);
11 – удалить воздух из гидросистемы: для этого необходимо поставить гидроинструмент вертикально, блоком управления вверх, и сделать полный цикл движения рабочих органов.
При использовании катушки-удлинителя необходимо следить за тем, чтобы короткие сливной и нагнетательные рукава были соединены с ручным насосом, а длинные – с гидроинструментом.
Работа ручным насосом без подключения гидроинструмента категорически запрещается.
Насосные станции предназначены для нагнетания рабочей жидкости в гидравлические системы АСИ. В качестве рабочей жидкости используется масло МГЕ-10А.
Современные насосные станции осуществляют подачу рабочей жидкости поршневыми насосами. Их приводами могут быть бензиновые двигатели внутреннего сгорания или электродвигатели, работающие от сети переменного тока с частотой 50 Гц и напряжении 220 В, 380 В.
Насосные станции бывают одно - и двухпостовые, обеспечивающие работу одного или двух инструментов одновременно.
При относительно небольших размерах (площади 0,1-0,2м2 и высота до 0,5 м) станции имеют относительно малые массы, поэтому их можно подносить близко к месту работы. Параметры технических характеристик насосных станций представлены в таблице № 1.
|
Показатели |
Размерность |
Средние значения |
«Эконт» Россия |
«Вебер-Гидравлика» Австрия |
|
Рабочее давление |
МПа |
25-80 |
80 |
63 |
|
Подача станции |
л/мин |
0,25-1,1 |
0,89 |
|
|
Мощность двигателя |
КВт |
0,5-1,85 (3,3-4,1)* |
1,84(4,05) |
1,3(3,3) |
|
Масса станции |
кг |
13-28 (42-48)* |
15(42) |
18(46) |
|
Вместимость масляного бака |
л |
1,5-15 |
1,5(5,5) |
2(6) |
(*в скобках указаны 2-х постовые станции)
Мотонасосные агрегаты МНА25/2-1 (МНА63/21) и МНА25/2-2 (МНА63/2-2) с приводом от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) предназначены для обеспечения подачи в инструменты рабочей жидкости под давлением.
Цифра «2» после косой черты указывает на возможность подключения к агрегату одновременно двух инструментов. Следующая цифра «-1» указывает на возможность работы от агрегата только одного инструмента или на возможность последовательной работы одного из двух подключенных инструментов. Цифра «-2» указывает на возможность работы от агрегата одновременно двух подключенных инструментов.
Пневмогидравлическая насосная станция ПНА 25 обеспечивает работу любого инструмента, работающего на давлении 25 МПа.
Станция преобразует давление сжатого воздуха (от компрессора или баллона высокого давления с редуктором) в давление рабочей жидкости для гидроинструментов. Входное давление воздуха для станции - 5 кгс/см2, расход воздуха - 600 л/мин.
Подача рабочей жидкости (масла) от насосов или агрегатов к исполнительным устройствам (инструментам) и слив рабочей жидкости осуществляется с помощью гибких рукавов. В рабочем состоянии рукава должны быть заполнены рабочей жидкостью.
Общее устройство и принцип работы насосных станций
Насосы в совокупности с масляным баком и различного рода аппаратурой называются насосными гидравлическими станциями. В их состав входят гидравлический бак, насос с приводным двигателем, манометр, фильтр для очистки рабочей жидкости от загрязнения, аппаратура управления работой станций. Аппаратура управления может монтироваться непосредственно на баке или на специальной стойке. Обычно на баке устанавливаются указатели уровня жидкости (маслоуказатели), а также воздушный фильтр, называемый сапуном, для соединения внутренней полости бака с атмосферой. Для обеспечения нормального температурного режима работы гидравлической системы насосные станции могут быть оснащены теплообменниками. В качестве аппаратуры управления в насосных станциях применяются предохранительные клапаны давления, разделительные панели и гидравлические распределители для включения манометров, которые будут рассмотрены ниже.
Привод или гидравлический мотор является основным компонентом системы, в котором механическая работа выполняется с помощью движения гидравлической жидкости. Простейшими двигателями являются линейные приводы, в которых жидкость оказывает давление на поршень цилиндра. Линейные приводы могут использоваться для создания движения только в одном либо двух направлениях. Вращательное движение можно получить с помощью гидравлических моторов, которые аналогичны насосам, но принцип их действия противоположен. Жидкость подается в устройство под давлением и выполняет механическую работу, поворачивая вал.
Рассмотрим оборудование насосных станций, наиболее часто встречающееся в различных моделях.
Гидравлический бак насосных станций предназначен не только для хранения рабочей жидкости. Он изготавливается таким образом, чтобы обеспечить установку на нем непосредственно самого насоса и приводного электродвигателя, а также аппаратуры управления и вспомогательных аппаратов, обеспечивающих надежную и долговременную работу станции. Кроме того, масляный бак насосных станций должен также обеспечить минимальную вспениваемость рабочей жидкости, ее очистку, удобную заливку и слив, а также контроль уровня рабочей жидкости. Для выполнения всех этих требований при изготовлении баков необходимо предусмотреть следующее. Во-первых, внутреннюю полость бака 1 рекомендуется разделить с помощью перегородок на три отсека (рисунок). Поскольку в процессе работы гидравлического привода гидравлический бак одновременно выдает рабочую жидкость в гидросистему по всасывающему трубопроводу и принимает по сливному, то в самом баке происходит интенсивное перемешивание жидкости. При этом со дна бака поднимается отстой и увеличиваются загрязненность рабочей жидкости и пенообразование, что, в конечном счете, ухудшает процесс всасывания. Наличие перегородок позволяет разместить всасывающий патрубок 3 и сливной трубопровод 5 в противоположных отсеках, благодаря чему всасывание происходит из отсека, в котором жидкость находится в спокойном состоянии. Высота перегородок не должна превышать 2/3 минимального уровня жидкости в баке. Во-вторых, для предотвращения всасывания осевших на дно бака загрязнений срез всасывающей трубы (патрубка) должен отстоять от дна бака на расстоянии, равном нескольким ее диаметрам. В-третьих, для уменьшения вспениваемости жидкости на конец сливного трубопровода рекомендуется устанавливать сетчатое устройство 6 для дробления струи. В-четвертых, для удобства слива жидкости из бака его дно выполняют с небольшим уклоном либо к центру бака, либо к одной из его боковых стенок, где устанавливается сливная пробка. В-пятых, в боковых стенках бака изготавливаются окна для установки маслоуказателей (позиция 2 на рис.2.35). В-шестых, в крышке 2 бака должна быть предусмотрена возможность установки сапуна 4, который обеспечивает связь внутренней полости бака с атмосферой и очистку попадающего внутрь бака воздуха. Соединение внутренней полости бака с атмосферой необходимо для предотвращения создания разрежения над поверхностью рабочей жидкости при понижении ее уровня и давления подпора при повышении ее уровня во время работы гидравлической системы.
Рис. – Схема масляного бака
Одним из аппаратов управления насосной станции является предохранительный клапан давления.
Клапаны используются в гидравлических контурах для регулировки рабочего давления (которое определяет нагрузку для перемещения), направление потока (определяющее направление движения) и расход (определяющий скорость переноса нагрузки).
По принципу действия различают предохранительные клапаны прямого и непрямого действия.
Рассмотрим устройство и принцип работы предохранительного клапана давления прямого действия. Назначением такого клапана является предохранение гидравлической системы от перегрузки, что по сути своей есть ограничение максимального давления рабочей жидкости в той гидролинии (том трубопроводе), к которой подключен этот клапан. Кроме этого, предохранительный клапан прямого действия может поддерживать постоянное давление в гидросистеме, а также создавать давление подпора в сливных гидролиниях.
Рис.- Предохранительный клапан давления прямого действия: а - конструкция; б - условное обозначение
На рисунке показана конструкция этого аппарата трубного монтажа и его условное обозначение на принципиальных гидравлических схемах. В корпусе 3 аппарата установлен плунжер (затвор) 2, поджимаемый сверху пружиной 5. Натяг пружины может изменяться гайкой 6, вворачиваемой в крышку 4. В корпусе 3 выполнены каналы А и В, к которым присоединяются соответственно входной и выходной трубопроводы, а также канал управления Б. В крышке 1 изготовлена полость управления Г, соединенная со входом А каналом Б. Этот аппарат относится к аппаратам нормально закрытого типа, что означает: проходной канал аппарата при отсутствии соответствующего давления перекрыт, и рабочая жидкость не может пройти из канала А в канал В. Если же давление на входе в аппарат, а значит и в полости Г таково, что сила от давления Р жидкости на нижний торец плунжера 2 преодолевает силу пружины 5, то плунжер поднимается вверх и открывает проход жидкости со входа А на выход В. Таким образом, изменяя натяг пружины 5, можно настроить необходимое максимальное давление на входе в аппарат, при котором он откроется и пропустит жидкость на выход В.
Для обеспечения предохранения насоса от перегрузки путем ограничения давления в его напорной гидролинии (напорном трубопроводе) рассматриваемый клапан давления подключается к насосу параллельно, как это показано на рисунке. Если давление в напорной гидролинии начнет расти (по причине увеличения сопротивления на пути движущейся от насоса рабочей жидкости, например, в виде нагрузки на гидравлическом двигателе), то при достижении им величины, соответствующей настройке клапана, последний откроется, и часть потока жидкости направится в бак. Дальнейший рост нагрузки уже не вызовет увеличения давления, только в бак будет направляться все больший поток жидкости вплоть до всей подачи насоса. Таким образом, при открытом положении клапана в напорной гидролинии будет поддерживаться постоянное давление, равное настройке предохранительного клапана. При этом насос будет испытывать максимальную нагрузку и развивать наибольшую мощность Nн = Pкл Qн, где Qн- подача насоса. Потребляемая насосом мощность Nпотр будет зависеть от его полного КПД ηн и определяться выражением: Nпотр = Nн/ηн.
Величина настройки давления предохранительным клапаном контролируется манометром, установленным на насосной станции. Манометры, как уже отмечалось, являются приборами измерения давления. Они бывают жидкостными (пьезометры) и механическими (пружинные или мембранные). Именно механические приборы измерения давления и называют манометрами.
Важным элементом насосных станций является фильтр, обеспечивающий надежную и долговечную работу как самой насосной станции, так и гидравлического привода. Главное назначение фильтров – обеспечить требуемую очистку рабочей жидкости в течение длительного режима работы гидропривода.
Степень чистоты рабочей жидкости регламентируется государственным стандартом, который устанавливает 19 классов чистоты рабочих жидкостей от класса 00, 0, 1… до 17 класса. Класс чистоты 00 предъявляет самые жесткие требования к фильтрации жидкости, а класс чистоты 17 допускает грубую очистку рабочей жидкости.
Известно большое многообразие различных фильтров. Их классифицируют обычно по степени очистки и по применяемому способу очистки (по типу фильтрующего элемента). По степени очистки фильтры разделяются на фильтры грубой, нормальной, тонкой и особо тонкой очистки. К фильтрам грубой очистки относят те, которые обеспечивают задержание частиц размером 100 мкм и более, нормальной очистки – задержание частиц размером 10–100 мкм. Фильтры тонкой очистки задерживают частицы загрязнений размером 5–10 мкм, а особо тонкой – 1–5 мкм. Чтобы обеспечить выполнение таких условий очистки, применяют различные фильтрующие элементы и способы. По типу фильтрующего элемента фильтры бывают сетчатые, щелевые (пластинчатые), пористые и силовые.
Принцип действия шестеренчатых и пластинчатых гидравлических насосов
Шестеренные насосы компактны, механически просты и относительно дешевы. Они часто используются в устройствах низкого давления (до 4 МПа) небольших передвижных устройств, например в землеройных машинах или экскаваторах.
Шестеренный насос наружного зацепления состоит из пары зубчатых колес, которые вращаются внутри плотно пригнанного корпуса.
Принцип действия шестеренного насоса заключается в следующем. При вращении шестерен 2 и 3, установленных в корпусе 1, (рис.) в направлении, показанном на рисунке, во всасывающей камере А создается разрежение за счет ее увеличения при выходе зуба одного колеса из впадины другого. Вследствие этого на концах всасывающего трубопровода 4 создается разность давлений (между атмосферным давлением Pa и разрежением в камере насоса) и сила, поднимающая жидкость из бака 5 в полость насоса А. Жидкость заполняет эту полость и находящиеся в ней впадины зубьев обеих шестерен и переносится ими по периферии зубчатых колес при их вращении в полость Б, где зубья входят во впадины и вытесняют рабочую жидкость в напорную гидролинию насоса, создавая поток Qн. Величина этого потока будет зависеть от числа впадин зубьев и их размеров.
Внешний вал приводит в действие одно зубчатое колесо, которое, в свою очередь, приводит в действие другое зубчатое колесо пары и вращает его в противоположном направлении. При вращении зубчатых колес жидкость всасывается с одной стороны, переносится по окружности корпуса во впадинах между зубьями зубчатых колес и, в конечном итоге, выталкивается с другой стороны.
Пластинчатые насосы широко распространены, так как компактны и при одинаковом давлении могут нагнетать большее количество жидкости по сравнению с шестеренными насосами. Эти насосы часто используются в промышленном оборудовании при давлении до 7 МПа.
Простейший пластинчатый насос имеет цилиндрический ротор, который устанавливается в цилиндрическом корпусе со смещением относительно центра. В роторе установлен ряд пластин, которые могут входить и выходить из пазов при вращении. Когда ротор вращается, объем между смежными пластинами попеременно то увеличивается, то уменьшается. Жидкость всасывается насосом в то место, где расстояние между ротором и корпусом увеличено, затем переносится по окружности корпуса и выталкивается там, где это расстояние минимально.
Пластинчатые насосы выдвигают повышенные требования к смазочным свойствам гидравлической жидкости. Это происходит из-за контакта стальных поверхностей пластин, скользящих по поверхности стопорного (статорного) кольца.
Роторно-поршневые насосы по конструктивному исполнению можно разделить на три большие группы: радиально-поршневые, аксиально-поршневые и кулачковые (эксцентриковые).
Насосы называются так потому, что в качестве вытеснителей рабочей жидкости используются поршни или плунжеры, которые, благодаря вращению ротора, совершают возвратно-поступательные движения и обеспечивают подачу жидкости.
Радиально-поршневой насос содержит в своем составе четыре основных элемента: статор 1, ротор 2, плунжеры 3 и разделитель 4 (рис.).
Действует насос следующим образом. Ротор 2 установлен относительно статора 1 с эксцентриситетом е. При его вращении по стрелке с частотой п плунжеры 3, находящиеся в верхнем полукруге, движутся поступательно от центра вращения, увеличивая объем всасывающей камеры А
Рис.- Принцип действия радиально-поршневого насоса
. При этом в ней создается разрежение, и рабочая жидкость, находящаяся в баке, под действием силы, вызванной разностью между атмосферным давлением и давлением во всасывающей камере, заполняет весь ее объем. Плунжеры, находящиеся в нижнем полукруге, движутся поступательно к центру вращения и вытесняют рабочую среду в напорную камеру Б и далее в гидравлическую систему. Таким образом, за один оборот ротора каждый плунжер совершает один такт всасывания и нагнетания, причем каждый такт происходит за пол-оборота.
Аксиально-поршневой насос, имеет ряд поршней, установленных вокруг оси блока цилиндров. Поршни соединены с диском, который установлен под углом к блоку таким образом, чтобы при вращении диска поршни вдвигались в свои цилиндры и выдвигались из них, соответственно всасывая и выталкивая жидкость.
Аксиально-поршневой насос назван так потому, что его плунжеры расположены в роторе параллельно оси вращения. К этой же группе относят и те насосы, в которых плунжеры (поршни) расположены под углом, меньшим 45°, к оси вращения ротора. Принципиальные конструктивные схемы аксиально-поршневых насосов приведены на рисунке.
Рис.- Принципиальные схемы аксиально-поршневых насосов
Основными конструктивными элементами таких насосов являются корпус 1, планшайба 2, плунжеры 3, ротор 4. Принцип действия насосов заключается в следующем. При вращении ротора 4 (рисунок) благодаря наклонной планшайбе 2 плунжеры 3 совершают возвратно-поступательное движение. При смещении верхнего плунжера влево увеличивается объем полости у правого его торца, и за счет этого там создается разрежение. Под действием силы, возникшей из-за разности атмосферного давления и давления в полости у плунжера, рабочая жидкость заполняет эту полость из бака через канал А и левую всасывающую канавку К в распределительном диске 5 (рисунок). При пересечении плунжером перемычки между канавками К он начинает перемещаться вправо и вытеснять жидкость в правую напорную канавку К, канал Б и далее в гидравлическую систему.
Этот насос отличается еще и тем, что может работать и как насос, и как гидравлический мотор.
Кулачковые (эксцентриковые) насосы нашли большое применение потому, что обеспечивают получение значительных потоков жидкости (более 1000 л/мин) и могут работать при высоких давлениях, достигающих 100 и более МПа. Кроме того, их удобно встраивать непосредственно в корпус какого-либо технологического оборудования. Все кулачковые насосы являются, как правило, насосами клапанного распределения жидкости. На рисунке представлен насос, в котором вращение эксцентрикового (коленчатого, кулачкового) вала 1, смонтированного на опорах 2, вызывает возвратно-поступательное движение плунжеров 5, установленных в корпусе 3. Поджим плунжеров 5 и связанных с ними подпятников 4 к поверхности вала осуществляется пружинами б. Внутренняя полость насоса каналом А связана с баком и заполнена рабочей жидкостью. На такте всасывания, когда плунжеры движутся вверх, увеличивается объем полости у нижнего торца плунжера. Благодаря наличию канавок К, выполненных на поверхности вала, в такте всасывания жидкость заполняет увеличивающуюся полость под плунжером. В такте нагнетания, когда плунжер уже не контачит с канавкой К, движущийся вниз плунжер вытесняет жидкость через клапан 7, отжимая шарик 8 от седла и преодолевая силу пружины обратного клапана, в канал Б и далее в гидросистему по трубопроводу, подсоединяемому к выходу Б.
Рис.- Принцип действия кулачкового (эксцентрикового) насоса
Подключение рабочего инструмента к насосной станции
Перед началом работы необходимо проверить надежность соединения всех узлов и соединительных деталей насосной станции, наличие индивидуальных защитных средств, наличие пломб на предохранительных клапанах, наличие масла и топливной смеси в насосной станции.
При подключении гидроинструмента к насосной станции необходимо:
1 – установить станцию на горизонтальной площадке или так, чтобы непосредственно насосная часть находилась ниже уровня заливной горловины;
2 – расправить напорный и сливной рукав так, чтобы они не соприкасались с агрессивными жидкостями, нагревательными приборами, открытым огнем;
3 – поднести гидроинструмент к месту предполагаемой работы;
4 – снять защитные колпачки с напорных и сливных рукавов гидроинструмента и насосной станции;
5 – при необходимости удалить сухой, чистой ветошью воду, пыль, грязь с быстроразъемных клапанов гидроинструмента и насосной станции;
6 – соединить нагнетательный рукав (светло-коричневого цвета) насосной станции ручного с нагнетательным рукавом (светло-коричневого цвета) гидроинструмента так, чтобы соединительные муфты были завернуты до упора;
7 – соединить сливной рукав (белого цвета) гидроинструмента со сливным рукавом (белого цвета) насосной станции, так чтобы соединительные муфты были завернуты до упора;
8 – перевести тумблер управления зажиганием в верхнее положение;
9 – шток управления воздушной заслонкой подать от себя;
10 – шток управления подачей топливной смеси вытянуть на себя;
11 – взяться за ручку тросового стартера правой рукой и три-четыре раза энергично вытянуть трос на длину 50-60 см, при этом левой рукой придерживать раму насосной станции;
12 – вытянуть шток управления воздушной заслонкой на себя до упора;
13 – взяться за ручку тросового стартера правой рукой и энергично вытянуть трос на длину 50-60 см – при этом двигатель запустится;
14 – прогреть двигатель на малых оборотах в течение двух-трех минут и проверить, не подтекает ли гидравлическая жидкость из штуцеров и рукавов;
15 – сделать два-три пробных движения гидроинструментом, поворачивая блок управления вправо-влево.
Уход за гидравлическими насосными агрегатами
За гидравлическим оборудованием нужно систематически следить. Эти проверки осуществляются как после работы с этим инструментом, так и систематически (ежемесячно и раз в год).
Техническое обслуживание АСИ и О – это периодически выполняемый в соответствии с инструкцией по эксплуатации и техническому обслуживанию, комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности спасательного оборудования и инструмента и готовности их к использованию по назначению.
Виды ТехО гидравлических ручных насосов и насосных станций:
- ежедневное обслуживание (послеоперационные проверки) – проводится после проведенных операций и при приеме-сдаче дежурства (смены) спасателями;
- систематическое обслуживание:
- один раз в месяц;
- один раз в год;
- обслуживание при подготовке изделий к консервации и хранению.
Ремонт ручных насосов и насосных станций заключается в устранении дефектов с целью восстановления в первую очередь работоспособности инструмента, а затем и полной его исправности.
Хранение ручных насосов и насосных станций:
1. Кратковременное хранение – срок хранения не более 1 года
2. Длительное хранение - срок хранения 2 года
Перечень работ по техническому обслуживанию гидравлических насосов и насосных станций
1. Ежедневное техническое обслуживание (послеоперационные проверки) включают проверку приводного двигателя и проверку узлов и деталей ручного насоса и насосной станции:
- проверить уровень рабочей жидкости (гидравлического масла) в масляном баке гидросистемы;
- проверить уровень масла в баке приводного двигателя;
- заправить бензиновый бак приводного двигателя.
- обслужить все узлы, детали, шланги и при необходимости просушить их;
- обратить особое внимание на состояние подвижных соединений, соединительных муфт, патрубков и пылезащитных колпачков и при необходимости заменить их;
- проверить все шланги на наличие явных повреждений;
- проверить смазку подвижных частей и соединений, при необходимости смазывать их густой смазкой типа солидол.
- сообщить о любых обнаруженных неполадках техническому обслуживающему персоналу, составить отчет в специально отведенной для этой технической документации.
2. При ежемесячных проверках необходимо:
- проверить уровень масла в баке приводного двигателя и в маслобаке агрегата давления;
- подключить инструменты к насосу и проверить работу инструментов;
- подключить манометр в линию подвода давления и проверить инструменты, открывая и закрывая их, на наличие утечки при полном рабочем давлении;
- проверить уровень максимального давления (не менее 68 МПа и не более 74 МПа). Если показатели давления выходят за указанные пределы, нужно сообщить техническому обслуживающему персоналу;
- если насос не используется в течение длительного периода, его следует запускать на 10 мин. раз в неделю.
- через каждые 6 месяцев производить замену масла в приводном бензиновом двигателе и замену свечи зажигания
3. При ежегодной проверке необходимо:
- проделать все операции ежемесячной проверки;
- заменить рабочую жидкость (гидравлическое масло) в маслобаке агрегата давления, а в случае сильной загрязненности маслобака его нужно прочистить (у насосов фирмы Вебер через 3 года);
- проверить состояние и обслужить воздушный фильтр бензинового двигателя;
- проверить состояние и обслужить масляный фильтр гидросистемы;
- проверить легкость поворота и возврат в нейтральное положение рукояток управления агрегатов давления;
- проверить работу предохранительного клапана гидросистемы;
- закрыть клапан сброса давления и проверить под давлением все шланги гидросистемы на наличие повреждений и утечек;
- то же самое проделать с соединительными муфтами, которые в случае необходимости заменить;
- проверить все шарнирные соединения, и оси шарнирных соединений и смазать маслом или консистентной смазкой.
Перед выездом на место происшествия насосная станция должна быть заправлена рабочей жидкостью в соответствии с эксплуатационной документацией. К штуцеру нагнетательной магистрали насоса должен быть подсоединен один конец соединительного шланга. Должна быть проверена работа быстроразъемных клапанов для подсоединения образцов инструмента к соединительному шлангу. Это все должно быть сделано при заступлении спасателей на дежурство. Перед выездом весь инструмент в подготовленном состоянии должен находиться в аварийно-спасательной машине.
При прибытии на место аварии водитель с помощью второго спасателя разгружает этот инструмент, разворачивает соединительный шланг во всю длину и подсоединяет нужный образец инструмента для выполнения нужной в соответствующий момент работы.