Functie en basisprincipe van de hydraulische pomp en motor
Functie en basisprincipe van hydraulische pomp en motor
1.1 werkingsprincipe en samenstelling van hydraulisch systeem
Hydraulische technologie is een soort technologie die vloeistof als werkmedium gebruikt en de statische druk van vloeistof in een gesloten systeem gebruikt om de overdracht van informatie, beweging en kracht en technische controle te realiseren. Een compleet hydraulisch systeem bestaat uit vier soorten hydraulische componenten en werkmedia: energiecomponenten (hydraulische pomp), uitvoerende componenten (hydraulische cilinder, hydraulische motor en hydraulische zwenkmotor), besturingscomponenten (diverse hydraulische regelkleppen) en hulpcomponenten (olie tank-, filter- en leidingfittingen). Wanneer de mechanische uitrusting of het apparaat voor hydraulische transmissie en besturing werkt, neemt het hydraulische systeem de hydraulische olie met continue stroom als werkmedium. Via de hydraulische pomp wordt de mechanische energie van de krachtbron (motor of verbrandingsmotor) die de pomp aandrijft, omgezet in de drukenergie van de vloeistof, en vervolgens via de gesloten pijpleiding en regelklep naar de actuator gestuurd, die wordt omgezet in mechanische energie om de last aan te drijven en het werk te realiseren. Maak de vereiste beweging van het mechanisme.
1.2 functie en basisprincipe van hydraulische pomp en motor
1.2.1 functie en belang
Hydraulische pomp is een onmisbare energiecomponent van elk hydraulisch-mechanisch apparaat, waarvan de functie is om de mechanische energie van de aandrijfmotor om te zetten in hydraulische energie, dat wil zeggen om het hydraulische systeem van een bepaalde druk en vloeistofstroom te voorzien; en hydraulische motor is elk hydraulisch mechanisch apparaat of werkmechanisme dat een roterende beweging nodig heeft (zoals verschillende industriële productiemachines, een roterend werkmechanisme voor militaire uitrusting en verschillende voertuigen). De functie van de actuator is om de hydraulische energie om te zetten in mechanische energie en de aandrijving aan te drijven daarmee verbonden werkmechanisme om werk te doen in de vorm van koppel en snelheid.
Het functieprincipe van de hydraulische pomp en de hydraulische motor is tegengesteld aan elkaar, maar de structuur is vergelijkbaar en beide nemen een aanzienlijk deel in de hydraulische technologie in. Bij de ontwikkeling van allerlei hydraulische apparatuur en het ontwerp en gebruik van hydraulische systemen is de juiste en redelijke selectie, gebruik en onderhoud van de hydraulische pomp en hydraulische motor van groot belang om de werkkwaliteit en betrouwbaarheid van het hydraulische systeem en zelfs de hele hydraulische uitrusting. Daarom moeten het ontwerp- en fabricagepersoneel, het installatie- en debugpersoneel en het on-site gebruiks- en onderhoudspersoneel van hydraulische technologie het werkingsprincipe, de typestructuur, de technische kenmerken en de gebruiks- en onderhoudsmethoden van de hydraulische pomp en hydraulische motor beheersen.
1.2.2 basisprincipe
In het hydraulische systeem zijn er veel soorten hydraulische pompen en motoren (zoals tandwieltype, schoeptype, plunjertype, enz.) met verschillende structuren, maar ze zijn allemaal volumetrisch, dat wil zeggen dat ze allemaal werken op basis van de verandering van één of meerdere sealvolumes.
Figuur a toont een omkeerbaar hydraulisch apparaat: het kan zowel als hydraulische pomp als als hydraulische motor worden gebruikt. De structuur ervan wordt als volgt beschreven: de excentriciteit van excentrische nok 1 en 3 is e, en de excentriciteit van excentrische nok 2 is e. De rotatiecentra 01, 02 en 03 van de drie nokken zijn verbonden en aangedreven door dezelfde transmissie-as 4 (rotor). De nokken 1 en 3 regelen het openen of sluiten van de terugslagkleppen 5 en 7; nok 2 houdt contact met plunjer 6 (knijper), en de drie nokken maken gegarandeerd contact met de delen 5, 6 en 7 door overeenkomstige veren. De plunjer kan heen en weer bewegen in het gat van het cilinderblok (stator) 8, en tussen het cilinderblok en de plunjer wordt een afdichtende werkholte 12 met variabel volume gevormd. Neem nu figuur a als voorbeeld om het fundamentele werkingsprincipe van de hydraulische pomp en hydraulische motor te analyseren en te bespreken.
(1) Basisprincipe van de hydraulische pomp Wanneer het apparaat getoond in figuur A wordt gebruikt als een hydraulische pomp, drijft de aandrijfas de transmissie-as 4 (rotor) aan om met de klok mee te draaien, zoals weergegeven in de figuur, waarna de drie nokken meedraaien met de transmissie-as met de klok mee. Stel dat de pomp begint te draaien vanuit de positie getoond in figuur a (a), dan beweegt de plunjer 6 naar beneden, neemt het volume van de afdichtingswerkkamer 12 toe en wordt er een vacuüm gegenereerd; tegelijkertijd opent nok 3 de olieaanzuigterugslagklep 7 (in plaats van de zuiger). Nok 1 sluit alleen de aftapterugslagklep 5). Onder invloed van atmosferische druk wordt de olie in de open olietank (niet weergegeven in de figuur) in de afdichtingswerkkamer 12 gezogen via de olie-inlaat a, de olieaanzuigterugslagklep 7 en de oliedoorgang B, die de oliezuigproces. Wanneer de rotor blijft roteren naar de positie getoond in figuur a (b), wordt de plunjer 6 samengedrukt en naar boven bewogen door de nok 2, neemt het volume van de afdichtingswerkholte 12 af en wordt de in de holte geabsorbeerde olie gecomprimeerd. en de druk neemt toe om de olie af te voeren; Tegelijkertijd opent nok 1 net de olieafvoerterugslagklep 5 (terwijl nok 3 net de olieaanzuigterugslagklep 7 sluit), en wordt de olie getransporteerd door de oliedoorgang C, de olieafvoerterugslagklep 5 en de olieafvoerpoort D De olie wordt naar het systeem afgevoerd. De transmissie-as draait één cirkel rond, waarbij olie respectievelijk één keer wordt gepompt en afgevoerd. Wanneer de krachtbron de transmissie-as aandrijft om continu te draaien, absorbeert de hydraulische pomp voortdurend olie uit de olie-inlaat a en voert olie af naar het systeem via de olie-uitlaat D. Als de krachtbron de transmissie-as of rotor aandrijft om tegen de klok in te draaien, zal de de oliestroom zal worden omgekeerd, dat wil zeggen dat de pomp olie zal absorberen via poort D en olie via poort a naar het systeem zal afvoeren.
De hydraulische pomp met enkele plunjer heeft de fundamentele structurele principekarakteristieken van de hydraulische verdringerpomp.
① Er zijn drie onderdelen, stator, rotor en knijper genaamd, die variëren afhankelijk van de structuur van de hydraulische pomp.
② Er zijn verschillende afgesloten ruimtes die periodiek kunnen veranderen. Deze ruimte wordt werkholte genoemd. Het is over het algemeen samengesteld uit stator, rotor en knijper. De werkholte wordt oliezuigholte genoemd als deze een oliezuigfunctie heeft en een olieafvoerholte als deze een oliedrukfunctie heeft. De overgangszone tussen de oliezuigholte en de olieafvoerholte wordt afgedicht door het oppervlak van relevante onderdelen. Om het volume van de werkholte te veranderen, moet er een relatief bewegende knijper in de delen van de werkholte zijn. De knijper kan het volume van de werkholte periodiek van klein naar groot maken en de vloeistof continu absorberen; het kan het volume van de werkholte periodiek van groot naar klein maken en de vloeistof continu afvoeren.
③ Het gebruiksmodel heeft een olieaanzuigpoort en een olieafvoerpoort. De twee oliepoorten zijn respectievelijk verbonden met de olieaanzuigholte en de olieafvoerholte. Het stroomoppervlak van de olieaanzuigpoort van de hydraulische pomp moet groot genoeg zijn om cavitatie en cavitatie te voorkomen als gevolg van het hoge debiet van de olie daarin; het debiet van de olieafvoerpoort van de pomp kan groot genoeg zijn om de omvang en het gewicht van de pijpleiding te verminderen.
④ De invoerparameters van de hydraulische pomp zijn mechanische parameters (koppel en snelheid) en de uitvoerparameters zijn hydraulische parameters (druk en stroom).
De druk van de oliezuigkamer van de hydraulische pomp hangt af van de oliezuighoogte en het drukverlies veroorzaakt door de weerstand van de oliezuigleiding; de druk van de olieafvoerkamer hangt af van het drukverlies veroorzaakt door de belasting en de weerstand van de olieafvoerleiding.
De theoretische olieverplaatsing van de hydraulische pomp is recht evenredig met de volumeverandering (of geometrische afmeting) van de werkkamer en het aantal veranderingen (of rotatiesnelheid) per tijdseenheid, maar heeft niets te maken met de olieverplaatsingsdruk en andere factoren. Als het theoretische slagvolume van de pomp niet kan worden gewijzigd, is het een pomp met constant slagvolume, anders is het een pomp met variabel slagvolume.
⑤ Het heeft een klepmechanisme (ook wel klep genoemd). De ombouw van een hydraulische pomp van oliezuiging naar olieafvoer of van olieafvoer naar oliezuiging wordt klepverdeling genoemd. Om ervoor te zorgen dat de hydraulische pomp de vloeistof regelmatig aanzuigt en afvoert, moet deze over het overeenkomstige stroomverdelingsmechanisme beschikken om de olieaanzuigholte te scheiden van de olieafvoerholte, om ervoor te zorgen dat de pomp de vloeistof regelmatig aanzuigt en afvoert. Afhankelijk van de verschillende structuur van de hydraulische pomp zijn er twee soorten stroomverdeling: de deterministische stroomverdeling is afhankelijk van het gat of de groef in de juiste positie van een deel van de pomp om de stroomverdeling te realiseren. De meeste hydraulische pompen gebruiken deze stroomverdelingsmodus, die over het algemeen de omkeerbaarheid heeft als een hydraulische motor; De stroomverdeling van het kleptype is afhankelijk van de terugslagklep om de stroomverdeling te realiseren (de olieaanzuig- en afvoerkleppen zijn logisch). Het wordt vaak gebruikt in ultrahogedrukzuigerpompen. Omdat de stroomrichting van dit soort pompen soms niet veranderd kan worden, verliest deze zijn omkeerbaarheid als hydraulische motor.
Zoals weergegeven in figuur a, is de stroomverdelingsmodus van de hydraulische pomp met enkele plunjer bijvoorbeeld een kleptype met terugslagklep (zuigklep 7 en drukklep 5).
⑥ De absolute druk van de vloeistof in de tank moet gelijk zijn aan of groter zijn dan de atmosferische druk. Om de normale olieopname van de pomp te garanderen, moet de olietank in verbinding staan met de atmosfeer of moet een gesloten, met gas gevulde olietank worden gebruikt.
(2) Basisprincipe van de hydraulische motor. Wanneer het apparaat getoond in figuur a wordt gebruikt als hydraulische motor, wordt de transmissie-as niet langer aangedreven door een krachtbron, maar verbonden met het werkmechanisme. De drukolie wordt ingevoerd via de olie-inlaat a, zoals weergegeven in figuur a (a). De drukolie komt de werkkamer 12 van de motor binnen via de olie-inlaatterugslagklep 7 en het stroomkanaal B, en genereert een hydraulische kracht op het bovenste uiteinde van de plunjer 6 om de plunjer te duwen. Vanwege het bestaan van de excentriciteit e van nok 2, zal de kracht een koppel vormen op het rotatiecentrum 02 van nok 2, waardoor de nokken en de transmissie-as 4 met de klok mee draaien. Nadat nok 2 roteert naar de positie weergegeven in Fig. a (b), hij draait nog steeds met de klok mee om de plunjer 6 omhoog te laten bewegen, en de olie die in de werkkamer 12 is gedaan, wordt via het stromingskanaal afgevoerd naar de olietank (niet weergegeven in de figuur). C, eenrichtingsolie-aftapklep 5 en olie-aftapopening D. vanwege de juiste fase van nok 1 en 3 is de olie-aftapklep 5 van de hydraulische drukmotor gesloten wanneer de olie wordt toegevoerd, en de olie-inlaatklep 7 is gesloten wanneer de olie wordt afgetapt, om zo de oliedistributiestroom te realiseren. Als de drukolie continu wordt ingevoerd via de olie-inlaat a van de hydraulische motor, kan de motor het werkmechanisme aandrijven dat is verbonden met de transmissie-as om een continue draaibeweging met de klok mee te realiseren, en de gebruikte olie wordt continu afgevoerd via de olieaftapklep 5. Vergelijkbaar met de situatie van de hydraulische pomp: als de richting van de invoerolie wordt omgekeerd, dat wil zeggen dat de olie wordt toegevoerd vanuit poort D en afgevoerd via poort a, dan zal de rotatierichting van de transmissie-as of rotor ook worden omgekeerd, dat dat wil zeggen dat het tegen de klok in draait.
De hydraulische motor van het plunjertype heeft de fundamentele structurele principekarakteristieken van de hydraulische motor van het verplaatsingstype.
① Net als de hydraulische pomp heeft deze ook drie delen, stator, rotor en knijper genaamd, die variëren afhankelijk van de structuur van de hydraulische motor.
② Net als de hydraulische pomp heeft deze ook verschillende afgedichte en periodiek veranderbare werkholtes, die over het algemeen bestaan uit stator, rotor en knijper. De werkholte die is verbonden met de hogedrukolie wordt olie-inlaatholte of hogedrukholte genoemd, en de werkholte die naar de olietank leidt, wordt olieafvoerholte of lagedrukholte genoemd. Het overgangsgebied tussen de olieaanzuigholte en de olieafvoerholte wordt afgedicht door het oppervlak van de relevante onderdelen. Om het volume van de werkholte te veranderen, moet er een relatief bewegende knijper in de delen van de werkholte zijn. Onder invloed van drukolie strekt de extruder zich uit, zodat het volume van de werkkamer periodiek verandert van klein naar groot. Onder invloed van de tuimelschijf en andere onderdelen trekt de extruder zich terug, zodat het volume van de werkkamer periodiek verandert van groot naar klein en de lagedrukvloeistof continu wordt afgevoerd.
③ Net als de hydraulische pomp heeft de hydraulische motor ook olie-inlaat en olie-uitlaat, maar de olie-inlaat en olie-uitlaat van de motor zijn respectievelijk verbonden met de hogedrukkamer en de lagedrukkamer. Omdat de druk van de lagedrukkamer van de hydraulische motor iets hoger is dan de atmosferische druk, anders dan bij de hydraulische pomp, kunnen de afmetingen van de olie-inlaat en de olie-uitlaat van de motor hetzelfde zijn. De draairichting van de hydraulische motor kan worden gewijzigd door de olie-inlaat en -uitlaat van de hydraulische motor te veranderen of te verwisselen.
④ De invoerparameters van de hydraulische motor zijn hydraulische parameters (druk en stroom) en de uitvoerparameters zijn mechanische parameters (koppel en snelheid).
De druk van de olie-inlaatkamer van de hydraulische motor hangt af van het drukverlies veroorzaakt door de ingangsoliedruk en de weerstand van de olie-inlaatleiding, terwijl de druk van de olie-uitlaatkamer afhangt van het drukverlies veroorzaakt door de weerstand van de olie uitlaatpijp.
De theoretische olieverplaatsing van de hydraulische motor houdt verband met de volumeverandering (of geometrische afmeting) van de werkkamer, maar niet met de olie-inlaatdruk en andere factoren. Als de theoretische olieverplaatsing van de motor niet kan worden gewijzigd, is het een kwantitatieve motor, anders is het een variabele motor.
De uitgangssnelheid van de hydraulische motor hangt af van de ingangsstroom en verplaatsing van de motor; het uitgangskoppel is afhankelijk van de cilinderinhoud van de motor en het drukverschil tussen de inlaat en uitlaat.
⑤ Net als de hydraulische pomp heeft de hydraulische motor ook een stroomverdelingsmechanisme en de functie ervan is in principe dezelfde als die van de hydraulische pomp. Maar omdat de motor voorwaarts en achterwaarts moet draaien, moet de structuur van het stroomverdelingsmechanisme van de hydraulische motor symmetrisch zijn. De stroomverdelingsmodus van de hydraulische motor varieert afhankelijk van de structuur van de motor. Over het algemeen zijn er twee soorten stroomverdelingsmodi: een bepaald type en een kleptype. Zoals weergegeven in figuur a is de stroomverdelingsmodus van de hydraulische motor van het plunjertype bijvoorbeeld een kleptype met eenrichtingsklep.
Samenvattend kunnen we zeggen dat de hydraulische pomp en de hydraulische motor twee verschillende energieomzettingsapparaten zijn. In principe kan de hydraulische pomp met positieve verplaatsing worden gebruikt als de hydraulische motor, dat wil zeggen om drukolie in de hydraulische pomp in te voeren en de transmissieas te dwingen te roteren, het wordt de hydraulische motor. Maar hoewel hetzelfde type pomp en motor qua structuur vergelijkbaar zijn, kunnen veel typen hydraulische pompen en motoren in de praktijk in de praktijk niet omgekeerd worden gebruikt vanwege de verschillen in gebruiksdoel, prestatie-eisen en structurele symmetrie.