Тема 7.1. Общие сведения.

Объемные гидромашины – это машины, которые преобразуют энергию в замкнутом изменяющемся объеме.

Основные элементы объемных гидромашин: рабочая камера, подвижной элемент (вытеснитель) и распределитель.

Рабочая камера - пространство внутри машины, объем которого меняется. Изменяемая часть объема рабочей камеры, представляющая разность между ее наибольшим и наименьшим объемами, называется полезным Vn объемом, а неизменяемая - мертвым Vm объемом или мертвым (вредным) пространством. Последнее практически не влияет на рабочий процесс объемной машины при мало сжимаемых жидкостях, а при сжимаемых — его влияние существенно.

Подвижной элемент изменяет объем рабочей камеры, а распределитель попеременно сообщает ее с местами входа и выхода жидкости.

По числу рабочих камер гидромашины делятся на одно- и многокамерные, а но конструктивному выполнению подвижных элементов—на поршневые (рис. 7.1,а), шестеренные (рис. 7.1,6), пластинчатые (рис. 7.1,в), винтовые (рис 7.1, г), мембранные (рис 7.1, д), сильфонные (рис. 7.1 , е) и др.

У гидромашин (рис. 7.1) рабочая камера (или рабочие камеры) образована рабчими поверхностями: корпуса  (цилиндра) и поршня 2 (поршневая полость), а также корпуса 1, поршня 2 и штока 3 (штоковая полость); корпуса 7 с зубчатыми колесами 8 и 9 коpпyca 10, ротора 11 и пластин 12; корпуса 13, винтов 14 и 15; корпуса 16, мембраны 17 гибкой перегородки) и штока I *"^э! сильфона 19 (гофрированной коробки с эластичными стенками). Если подвижным элементом объем рабочей камеры увеличивается, то она через распределитель заполняется жидкостью, если объем уменьшается, то жидкость из камеры вытесняется. Так работают все объемные гидромашины. В частности, у поршневой машины (см. рис, 7.1 , а) при движении поршня 2 вправо увеличивается объем поршневой полости и уменьшается объем штоковой полости. Соответственно этому через распределитель (позиция 4) в поршневую полость будет входить жидкость, а из штоковой полости — выходить. При движении поршня 2 влево будет увеличиваться объем штоковой полости и уменьшаться объем поршневой полости. Теперь через распределитель (заменив позицию 4 на 6) жидкость будет входить в штоковую полость и выходить из поршневой. Распределителем можно запереть (замкнуть) поршнвую и штоковую полости, если заменить позицию 4 на 5. Тогда подвижными элементы и в запертых камерах могут быть созданы весьма высокие давления, опасные для гидромашины. Поэтому распределители, если не предусмотрены предохранительные устройства, не должны запирать рабочих камер в процессе уменьшения объема камер, так как может возникнуть кавитация. Роль распределителя в шестеренной, пластинчатой и винтовой

Рис. 7.1 Гидромашины.

гидромашинах выполняет уплотнительная часть и корпуса и подвижные элементы, зубья и впадины у шестеренной (рис.7.1,6), ротор и пластины у пластинчатой (рис. 7. 1. в) впадины и гребни винте, у винтовой (рис; 7.1, г). В шестереннои гидромашине зубья, находясь во впадинах (рис. 7.1 б,), разделяют сторону питания от стороны выдачи жидкости. Далее зуб, выходя из впадина увеличивает объем рабочей камеры и сообщает ее со стороной питания, а зуб, входящий во впадину, уменьшает объем камеры и жидксть из

нее вытесняется в сторону выдачи. При вытеснении зуб может запереть некоторый объем жидкости во впадине, что повлечет там резкое повышение давления и в некоторых случаях даже останов машины.

Чтобы этого не происходило, обычно в корпусе делают специальные разгрузочные канавки К (на рис. 11.1, б запертые, объемы жидкости во впадинах показаны точками). В пластинчатой гидромашине, так же как и в шестеренной, возможно запирание жидкости в рабочей камере, поэтому уплотнительную часть корпуса на выходе делают минимальной протяженности или применяют разгрузочные клапаны (у высокомоментных гидромоторов).

В винтовой гидромашине в запертых рабочих камерах не происходит уменьшение их объема и жидкость свободно переносится винтами из линии питания линию выдачи. Для предотвращения короткого тока жидкости (из линии выдачи в линию питания, и наоборот) нужно, чтобы длина винта была несколько больше его шага. В мембранной (рис. 7.1, д) и сильфонной (рис. 7.1, е) гидромашинах, как и в поршневой, в качестве распределителей применяются специальные клапаны, золотники и краны.

Если в рабочей камере гидромашины совершается один рабочий цикл - один раз она заполняется и освобождается от жидкости за один оборот соответствующего звена, то машина называется однократного действия, если несколько циклов - многокоотного действия.

Гидромашины, в которых подвижные элементы совершают вращательное или вращательное и возвратно-поступательное, или вращательное и возвратно-поворотное движения, называются роторными (радиально-поршневые и аксиально-поршневые, шестеренные, пластинчатые и винтовы;- насосы и гидромоторы).

Характерным техническим показателем объемных гидромашин является рабочий объем, который указывается в справочниках и марках насосов, гидромоторов и пневмомоторов. Например, насос ВНР 32/20: В- высоконапорный; Н — насос; Р — радиальный; 32 — рабочий объем, см³/об; 20 — давление, МПа. Рабочим объемом называют сумму изменений объемов рабочих камер гидромашины за один ее оборот, т. е. рабочий объем представляет объем несжимаемой жидкости, выдаваемый идеальным насосом, работающим без потерь, или расходуемый идеальным гидромотором за один оборот.

Вопросы для самопроверки.

1. Какие элементы являются основными в объемной гидромашине?

2. Почему в объемных гидромашинах не происходит изменение их объема?

3. Что представляет собой рабочий объем?

4. Что такое объемная гидромашина?

Литература: 3, 2