Гидравлические машины.
Гидравлические машины в принципе своей работы основываются на применении закона Паскаля, который говорит, что давление, производимое на жидкость, передается внутри неё во все стороны с одинаковой силой.
В этой статье мы собрали для Вас принцип действия и основные схемы наиболее часто применяемых гидростатических машин.
Содержание статьи
Гидравлический пресс применяется для получения больших сжимающих усилий, которые необходимы, например, для деформации металлов при обработке давлением (прессование, ковка, штамповка), при испытании различных материалов, уплотнении рыхлых материалов и т.д.
Схема и принцип действия
Самая простая схема гидравлической машины, такой как гидравлический пресс состоит из двух цилиндров А и В (малого и большого диаметра), соединенных между собой трубкой С. Такая схема похожа на работу сообщающихся сосудов.
В малом цилиндре расположен малый поршень гидравлической машины D, соединенный с рычагом ОКМ, имеющим неподвижную шарнирную опору в точке О, а в большом цилиндре – большой поршень гидравлической машины (плунжер) Е, составляющий одно целое с платформой F, на котором расположено прессуемое тело G.
Рычаг приводится в действие вручную или при помощи специального двигателя. При этом поршень D начинает двигаться вниз и оказывать на находящуюся под ним жидкость давление, которое передается на поршень Е и заставляет его вместе со столом двигаться до тех пор, пока тело G не войдет в соприкосновение с неподвижной плитой Н.
При дальнейшем подъеме стола начинается процесс прессования (сжатия) тела G.
Если данное устройство служит не для прессования, а только для поднятия груза, т.е. представляет собой так называемый гидравлический подъемник, то неподвижная плита Н в этом случае оказывается лишней и из конструкции исключается.
Вместе с указанными на схеме частями гидравлический пресс снабжается всасывающим и нагнетательным клапанами, регулирующими работу пресса, и клапаном, предохраняющим его от разрыва при чрезмерном возрастании давления (на схеме клапаны не показаны).
Работу гидравлического пресса объясняет закон Паскаля. В котором говорится о гидростатическом парадоксе, когда кружка воды, добавленная в бочку, приводит к ее разрыву.
Сила давления, КПД и формула машины
Установим основные соотношения, определяющие работу пресса. Пусть усилие, действующее на конец М рычага ОКМ, будет называться Q, а плечи рычага ОК = a, КМ = b. Тогда, рассматривая равновесие рычага и составляя уравнение моментов относительно его центра вращения О выводим уравнение
Находим силу передаваемую на поршень D малого цилиндра
и создаваемое в жидкости добавочное гидростатическое давление
где d1 – диаметр малого цилиндра.
Давление ρ передается на поршень Е большого цилиндра, в результате чего полная сила давления на этот поршень, обусловленная силой Q, будет
где d2 – диаметр большого цилиндра.
Из этого выражения видно, что сила P2 может быть получена сколько угодно большой путем выбора соответствующих размеров цилиндров и плеч движущего рычага.
На самом деле действительная сила P2, передаваемая на стол и осуществляющая процесс прессования, оказывается несколько меньше из-за неизбежных потерь энергии на преодоление трения в движущихся частях пресса и утечек жидкости через различные неплотности и зазоры.
Эти потери учитываются введением в формулу коэффициента полезного действия – КПД. Таким образом формула гидравлической машины
Практически этот коэффициент имеет значение от 0,75 до 0,85.
Пример расчета
Для наглядного примера того как работают малый и большой поршень гидравлического машины рассмотрим простой пример.
S1=(F1*S2)/F2=(300*50*10 (-2) )/2000=0.075 м 2 =7,5cм 2
В современных гидравлических прессах можно получить очень большие давления (до 25 000 т.). В таких конструкциях малый цилиндр выполняют обычно в виде поршневого насоса высокого давления, подающего рабочую жидкость (воду или масло) в большой цилиндр (собственно пресс), часто с добавлением в схему специального устройства – гидравлического аккумулятора, выравнивающего работу насоса.
Гидравлический аккумулятор
Как показывает название – гидравлический аккумулятор служит для аккумулирования, т.е. накапливания, собирания энергии. Он применяется на практике в тех случаях, когда необходимо выполнить кратковременную работу, требующую значительных механических усилий, например, поднять большую тяжесть, открыть и закрыть ворота шлюзов и т.п.
Наиболее широкое применение гидравлические аккумуляторы получили при работе гидравлических прессов, используемые здесь как установки, накапливающие жидкость в период холостого хода пресса и отдающие ее при рабочем ходе, когда подача насосов оказывается недостаточной.
Гидравлический аккумулятор состоит из цилиндра А, в котором помещен плунжер В, присоединенный своей верхней частью к платформе С, несущей груз большого веса. В аккумулятор по трубе D насосом нагнетается жидкость (вода или масло), которая поднимает вверх плунжер с грузом. При достижении крайнего верхнего положения насос автоматически выключается.
Обозначим вес плунжера с грузом через G, а его полную высоту подъема через Н. Тогда энергия, запасенная аккумулятором при полном подъеме плунжера, будет равна G*H, а создаваемое им в жидкости гидростатическое давление
где F – площадь сечения плунжера
Под таким постоянным давлением находящаяся в аккумуляторе жидкость подводится по трубе Е к гидравлическим машинам – например, прессовым машинам, обеспечивая тем самым их работу с постоянной нагрузкой.
Гидростатическое давление, создаваемой аккумулятором, будет тем больше, чем меньше площадь сечения плунжера.
Однако при чрезмерном уменьшении сечения плунжера последний может оказаться недостаточно прочным. Поэтому при необходимости получения очень больших давлений применяются так называемые дифференциальные аккумуляторы со ступенчатым поршнем.
В этом случае давление на жидкость, находящуюся в цилиндре А, передается через небольшую площадь кольцевого уступа ступенчатого поршня, пропущенного сквозь обе крышки цилиндра (верхнюю и нижнюю), и следовательно, сечение поршня может быть выбрано такого размера, при котором обеспечивается необходимая прочность.
Гидравлическая турбина
Гидравлические двигатели служат для преобразования гидравлической энергии потока жидкости в механическую энергию, получаемую на валу двигателя и используемую в дальнейшем для различных целей, в основном для привода рабочих машин.
Наиболее распространенным представителем этой группы является гидравлическая турбина. Гидравлические турбины обычно для устанавливаются на гидроэлектрических станциях, где они служат приводом электрических генераторов.
Энергия воды преобразуется в турбине в механическую энергию на валу. Вал приводит в движение ротор электрогенератора и механическая энергия превращается в электрическую.
Насос
В насосах, применяемых для подъема и перемещения жидкости по трубопроводам, происходит обратный процесс. Механическая энергия, подводимая к насосам от двигателей, приводящих насосы в действие, преобразуется в гидравлическую энергию жидкости.
На рисунке схематично изображены
А – турбинная установка
Б – насосная установка
Насосы это самые распространенная разновидность гидравлических машин. Они применяются во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства.
Насосы используются в водоснабжении, отоплении, вентиляции, для работы котельной установки и во многих других областях техники.
Подробная схема работы насоса размещена в этой статье
Гидравлические машины весьма широко используются в настоящее время в нефтяной промышленности. Насосы применяются при транспортировке нефти и нефтепродуктов по трубопроводам, при бурении нефтяных скважин для подачи в них промывочных растворов и т.д.
История
Группа ГМС была основана в 1993 году как акционерное общество «ГИДРОМАШСЕРВИС», основная деятельность которого заключалась в поставках насосного и сопутствующего оборудования в Россию из стран СНГ (Украина, Беларусь, Молдова, Киргизстан), где находились традиционные поставщики определенных типов насосов для российского рынка. К 1995 году сфера деятельности Группы ГМС начала охватывать рынок насосного оборудования России и СНГ, где АО «ГИДРОМАШСЕРВИС» стало одним из ведущих игроков, специализирующимся на комплектных поставках насосного оборудования для нефтегазового комплекса, энергетики, жилищно-коммунального и водного хозяйства.
С момента основания по 1996 год генеральным директором общества являлся Цой Г.А. С 1996 по 2005 компанию возглавлял Молчанов К.В.
Начиная с 2003 года, Группа ГМС выступает в качестве одного из крупнейших в России и СНГ интегратора производственных, проектных и сервисных активов в области насосного и нефтегазового машиностроения.
В 2005 году на базе приобретаемых активов была создана «Инвестиционно-промышленная группа «Гидравлические машины и системы», а для управления этими активами – «Управляющая компания «Гидравлические машины и системы», которая стала осуществлять функции единоличного исполнительного органа в отношении всех дочерних российских компаний Группы ГМС (в том числе управление АО «ГИДРОМАШСЕРВИС»).
В сентябре 2008 года ООО «Инвестиционно-промышленная группа «Гидравлические машины и системы» было преобразовано в открытое акционерное общество «Группа ГМС». Президентом общества назначен Молчанов А.В., занимающий данную должность в настоящее время.
В сентябре 2010 года ООО «Управляющая компания «Гидравлические машины и системы» переименовано в ООО «Управляющая компания «Группа ГМС». Генеральным директором компании с 2005 года и по настоящее время является Молчанов А.В.
В течение 2010-2011 года структура Группы ГМС была изменена, что позволило ей в феврале 2011 года разместить глобальные депозитарные расписки (GDR) в рамках первичного публичного размещения акций (IPO) на Лондонской фондовой бирже. Тикер глобальных депозитарных расписок Группы ГМС – HMSG.
В период с 2003 до 2013 года в структуру Группы ГМС вошли крупные специализированные производители насосного, компрессорного и блочно-модульного нефтепромыслового оборудования, а также ряд проектных, строительно-инжиниринговых и сервисных компаний:
Гидравлическая машина — что это такое
Гидравлическая машина – это специальное оборудование, в котором подаваемая из насоса жидкость передаёт свою механическую энергию турбинам (так называемые гидродвигатели). Есть другой вариант – это машина, которая придаёт протекающей через неё жидкости механическую энергию (проще говоря – насос).
Гидравлическая машина, берущая энергию из протекающей воды, состоит из:
Насос является одним из самых распространённых агрегатов. Они применяются в сельском хозяйстве, строительстве, химической, металлообрабатывающей, текстильной и пищевой промышленностях.
Гидравлическими машинами называют агрегаты, которые могут перемещать различные виды жидкостей и газов, а также, вырабатывать энергию от текущей жидкости (гидродвигатели). Именно создание и перемещение потока жидкостей и есть главное назначение гидравлических машин.
Классификация гидравлических машин
Гидравлические машины классифицируют по принципу действия и внутреннему строению.
Главное разделение – насосы и гидравлические двигатели.
К насосам относятся такие группы:
Гидравлические двигатели разделяются на:
Однако у гидравлических двигателей, большинство моделей можно использовать как насос. Следовательно, они могут разделяться на объёмные и динамические.
Принцип работы и устройство гидромашин
С развитием технологий, появляется все больше новых машин, используемых в различных отраслях промышленности.
Лопастные насосы
Этот тип гидромашин, получил огромное распространение в обеспечение населения водой. Эти насосы можно разделить на осевые и центробежные.
Если говорить о принципе действия центробежного насоса, то в этом случае жидкость будет двигаться от центра колеса к периферии под воздействием центробежных сил.
Из каких элементов состоит: основное колесо (рабочее) на котором располагаются лопасти, подвод воды и отвод, а также двигатель. Колесо состоит из двух круглых пластин, между которыми располагаются изогнутые лопасти и подвижная ось двигателя. Колесо вращается в противоположную сторону изгиба лопаток. Тем самым, двигатель с помощью него передаёт потоку механическую энергию.
Осевой насос подразумевает движение жидкости только вдоль подвижной оси, на которой могут располагаться несколько рабочих колёс с лопастями. Они расположены так, чтобы вода поднималась вокруг оси до нужно отметки. В некоторых моделях таких насосов, можно регулировать положение лопастей.
Поршневой насос
Принцип работы заключается в вытеснение жидкости находящийся в рабочей камере, с помощью подвижных элементов насоса. Рабочая камера представляет собой емкость, в которой есть вход и выход для жидкости. Подвижные элементы бывают трёх видов: диафрагма, плунжер и поршень.
Устройство поршневого насоса: шатун, кривошип, поршень, цилиндр (корпус в котором двигается вытесняющая поверхность), пружинные клапаны (впускной и выпускной), ёмкость для жидкости.
Именно поршневые модели являются самыми распространёнными из вытеснителей. В них может присутствовать один, два или несколько поршней.
Плунжерные варианты используются реже вследствие своей дороговизны (это связанно с высокой точностью изготовления движущихся элементов). Однако их преимуществом перед поршневыми, является возможность получения высокого давления.
Состоит плунжерный насос из: ведущий вал, кулачок, плунжер, корпус (цилиндр), пружина (плунжер двигается вперёд с помощью кулачка, а обратно под воздействием пружины).
Самый постой в изготовление, вследствие этого дешёвый вариант – Диафрагменный насос. Из-за простой конструкции, этот вариант не подходит для создания большого давления. Прочность диафрагмы не предназначена для высоких нагрузок. Он состоит из: шток, гибкая диафрагма, корпус, два клапана (впускной и выпускной).
Шестерные насосы
Это машины роторного типа. Они получили большую популярность среди нерегулируемых насосов. Такой агрегат состоит из: две одинаковые шестерни (зацепленные друг за друга), камера п-образной формы (в ней и находятся шестерни), разделитель.
Принцип работы: после запуска двигателя, из всасывающего отверстия, вода попадает в зону между зубьями. Дальнейшее вращение шестерней, приводит к передвижению жидкости в нагнетательную плоскость. В месте зацепления шестерен, жидкость вытесняется и под воздействием давления попадает к дальнейшим рабочим частям насоса.
Преимущества таких гидромашин:
Пластинчатые гидромашины
Это не то же самое, что и лопастные машины (динамический вид). Рабочими поверхностями здесь являются шиберы (пластины). Они относятся к объёмному виду. Подвижным элементом является ротор. Он совершает вращательные движения. А шиберы двигаются по возвратно-поступательной траектории внутри ротора.
Пластинчатые гидромашины подразделяются на две группы: однократные и двукратные. Первый вариант может быть регулируемым, второй нерегулируемый.
Состоят такие агрегаты из: шиберы с пружинами (от двух и более), рабочие камеры (условно разделяются пластинами), ротор.
Рабочий процесс: после запуска двигателя, ротор начинает движение. Шиберы под воздействием пружин, плотно соприкасаются со стенками статора и разделяют общую рабочую емкость на две герметичные камеры (если пластине две). Под воздействием всасывания, емкости заполняются жидкостью и в ходе вращения, передают её в выходное отверстие.
Преимущества пластинчатых гидромашин:
Поворотный гидродвигатель
Особенностью таких агрегатов, является ограничение угла рабочего вала. Они широко применяются в создание рулевого управления сельскохозяйственных машин. Угол оборота, напрямую зависит от количества пластин. Если она одна, он будет составлять примерно 270 градусов, если две – 150, три – 70.
Чтобы регулировать работу вала, потребуется специальный гидрораспределитель. Этот вид агрегатов не подходит для работы с большим давлением жидкости.
Гидротурбины
В этих гидромашинах, механическая энергия протекающей жидкости, передаётся лопастям рабочего колеса. Самый масштабный и яркий пример использования гидротурбин, это гидроэлектростанции. Они разделяются на реактивные и активные.
Состоит такой агрегат из: рабочее колесо, подводящий аппарат или сопла (зависит от типа турбины).
По внутреннему строению их можно разделить на ковшовые, диагональные, осевые и радиально-осевые.
Предшественником гидротурбин, можно назвать водяное колесо, которое приводилось в движение с помощью мощного потока воды (их устанавливали на реках или больших ручьях).
Осевые турбины
Самые быстроходные из всех видов турбин. Рабочее колесо по форме напоминает вентилятор с большими лопастями, которые могут быть как фиксированными, так и подвижными. В таких турбинах обязательно устанавливается подающий аппарат. Он отвечает за КПД агрегата, а также в нужным момент полностью перекрывает подступ воды к лопастям. Также обязательным элементом, являются трубы для откачивания воды.
Поворотно-лопастные турбины
Осевой вид турбины, с изменяющими своё положение лопастями. Всего их в такой конструкции может быть 8 штук. Сама конструкция напоминает гребной винт. Изменение положения лопастей, даёт возможность сохранять высокий показатель КПД при уменьшении и незначительном увеличение силы напора. Если лопасти зафиксированы, этот вид будет называться пропеллерным. Он самый дешёвый и самый ограниченный в возможностях (может работать только в одной силе потока).
Самым редким вариантом поворотно-лопастных турбин, являются двухперовые. Их главное отличие от других видов, это разделение лопасти на два пера. Такие модели активно используют за границей.
Радиально-осевые турбины
Это самый старый и самый популярный вид. Его главной особенностью является простота конструкции и невысокая цена. На самых больших гидроэлектростанциях, установлены именно такие гидротурбины. Им принадлежит рекорд по выдаваемой мощности.
В этом виде турбин, жидкость поступает на рабочее колесо с наружной стороны. Проходя по радиусу, минуя множество каналов определённой формы, она достигает центра и заставляет ротор раскручиваться. Для того, чтобы жидкость поступала равномерно и правильно, колесо окружается спиральной камерой, за которой находится направляющий аппарат. Его лопасти располагаются под определёнными углами, для увеличения КПД турбины. Когда вода отдала свою механическую энергию рабочему колесу, она откачивается с помощью специальных труб.
Главным минусом этого вида турбин, являются фиксированные лопасти. Тем самым, радиально-осевая турбина может показать высокой значение КПД, только при определённых напорах. Если использовать Радиально-осевую турбину при напоре в 700 м, её размер должен быть огромен, вследствие чего, она сильно проигрывает ковшовым турбинам. Максимально допустимой силой напора, для достижения высокого показателя КПД, будет отметка в 300м.
Диагональные турбины
Этот вид вобрал в себя лучшие качества двух предыдущих. Диагональные турбины, являются новой разработкой, по сравнению с другими. Главной особенностью этого вида, является гол наклона лопастей (30-60 градусов). И в это же время, лопасти можно регулировать. Вследствие этого, диагональные турбины подходят для обширного диапазона мощностей потока, сохраняя высокий показатель КПД.
Однако такая универсальность и производительность дорого обходится. Это связанно со сложностью конструкции.
Есть диагональные турбины с фиксированными лопастями. Они распространены на небольших ГЭС.
Ковшовые гидротурбины
Этот вид предназначен для работы с большими напорами. Ковшовые турбины относятся к активному типу в отличие от остальных. Рабочее колесо приводится в действие отдельными струями воды, попадающими на ковши колеса. Сами струи формируются с помощью направленных отверстий или сопл. Их может быть до шести штук. Рабочее колесо состоит из диска, с закреплёнными на нём ковшами.
Ковшовые гидротурбины разделяются на вертикальные и горизонтальные. Второй вариант используется на средних гидроэлектростанциях.
Где используется
Если говорить про простые варианты гидромашин (в которых давление передаётся при помощи жидкости), они используются в таких приспособлениях как домкраты, прессы, подъёмники. Следовательно, гидромашины используются в строительстве и машиностроение. Это так называемые гидроприводы, которые используются в различных подвижных частях строительных машин (ковши, буры, манипуляторы).
Если сравнить гидропривод с его механическим аналогом, у первого можно выделить такие преимущества:
Однако когда речь идёт об использование гидропривода на больших расстояниях, он сильно уступает аналогам в КПД.
Насосы применяются в соответствие с их конструкциями. Центробежные насосы получили своё распространение в работе теплоэлектростанций, системах очистки сточных вод, химической и пищевой промышленности. Также они используются для перемещения сжиженных газов, реагентов и нефтепродуктов.
Возвратно-поступательные насосы, являются самым старейшим видом. Ещё в древности они получили своё распространение в водоснабжение. Сейчас они используются в тех же целях, плюс для перекачки взрывоопасных жидкостей, пищевой промышленности (перемещение молочной продукции внутри заводов), а также в системах подачи топлива для ДВС.
Шестерные насосы могут работать только с невысоким уровнем давления. Их используют в сельскохозяйственной промышленности, коммунальных отраслях, перекачке различных видов топлива (бензин, нефть, дизель, различные добавки и присадки, мазут). В химической промышленности их применяют для перемещения кислот, спиртов, растворителей и щелочей.
В последние годы, гидравлические машины получили широкое распространение в создание тренажёров для занятий спортом.
Гидротурбины используются на ГЭС. Однако только в соответствие с силой напора:
Достаточно ли Вы знаете о гидравлике для автомобиля?
Гидравлическое оборудование нашло широкое применение во многих производственных отраслях. Этому поспособствовала его высокая эффективность и функциональность, простота в эксплуатации, нетребовательность в обслуживании. Оно позволяет увеличивать объемы выпускаемой продукции, повысить ее качество, безопасность рабочих мест, автоматизировать работу и все это при сохранении потребления энергетических ресурсов. Наибольшее распространение гидравлические системы получили в сельском хозяйстве, машиностроении, строительных компаниях, металлургии, дорожных работах, коммунальной отрасли, лесозаготовительном хозяйстве и пр. Им комплектуются вакуумные машины, асфальтоукладчики, автобетоносмесители, снегоочистительные авто, мусоровозы, тягачи, пожарные автомобили, автоцистерны, автовышки, автогрейдеры, эвакуаторы и автовозы, крупнотоннажные фургоны и пр.
С их помощью также можно расширить функциональные возможности специализированной техники. Машины, используемые в дорожно-строительных, ремонтных, складских работах, сельском и коммунальном хозяйстве, имеют узкую специализацию. Для выполнения полного спектра задач требуется покупать разные виды машин. Но это большие материальные траты, дорогостоящее обслуживание, сложности с хранением. Избежать таких проблем помогает гидрофикация спецтранспорта. Благодаря дополнительному навесному оборудованию, экскаватор сможет выполнять работы различного назначения, начиная от общестроительных и дорожных и вплоть до переработки мусора, сноса старых строений. И это относится к разным видам спецтехники. Гидравлическое навесное оборудование устанавливается на тягачи, мини-погрузчики, трактора и пр.
Как работает эта система? Какие ключевые узлы обеспечивают ее функционирование? В чем основные преимущества и есть ли недостатки у гидрооборудования?
Конструктивно гидравлическая система состоит из таких ключевых узлов:
коробки отбора мощности (КОМ);
В комплект поставки также входят соединительные шланги, фитинги, переходники.
Если говорить научными терминами, то задача гидравлической системы состоит в преобразовании механической энергии двигателя авто в гидравлическую. А происходит все это следующим образом.
Гидравлическая система приводится в действие двигателем автомобиля. Его крутящий момент изначально передается на коробку переключения передач, а далее – на КОМ, которая и приводит в действие гидронасос. Он работает преимущественно на масле и создает необходимое давление в системе. Сжатая рабочая жидкость по трубопроводам поступает в гидравлические механизмы, приводя их действие. Управление системой осуществляется или кнопками, или джойстиком, установленным в кабине водителя. После совершенного действия масло снова возвращается в бак и цикл повторяется заново.
Если хотите, чтобы ваша гидросистема работала стабильно, без сбоев и проблем, особое внимание обратите на насос, который по праву можно назвать «сердцем» узла.
Гидравлический насос – ключевой узел, обеспечивающий движение жидкости и работу всей системы в целом. От качества его работы зависит стабильность и надежность функционирования узла. Поэтому в процессе работы гидравлического оборудования специалисты оценивают такой критерий, как эффективность насоса. По этому показателю определяется то, насколько хорошо агрегат справляется со своими обязанностями.
Под данным параметром понимают отношение реальной подачи насоса к теоретической. Выражается данный параметр в процентах. При работе оборудования действительные показатели всегда будут ниже теоретических. Это связано с внутренним перетеканием масла сквозь рабочие элементы. В их конструкции предусмотрены дополнительные отверстия для смазки, через которые жидкость и просачивается.
Но здесь надо знать допустимые параметры. В норме, эффективность подачи шестеренчатого насоса составляет в среднем 75-85%, поршневого – выше, 85-95%. Эти коэффициенты обязательно следует учитывать при выборе гидравлического насоса. Только так вы сможете приобрести оборудование, которое обеспечит стабильную и эффективную работу узла. Так, если для вашего навесного оборудования необходим насос мощностью 100 л.с., то с учетом коэффициента эффективности 90%, требуемый показатель будет уже 110 л.с. Такой запас гарантирует стабильность работы гидрооборудования.
Если показатели вашего насоса окажутся ниже 75-95%, говорится, что эффективность насоса снизилась. Это может быть связано с повышенным износом механизма. Особенно актуально для агрегатов, изготовленных с минимальным допуском.
Определяется как эффективность крутящего момента. Это соотношение выходящего крутящего момента к входящему. В процессе работы оборудования он снижается. И связано это с трением подвижных элементов. На них крутящий момент и теряется. В среднем такая эффективность составляет около 90%.
Так как задача гидронасоса состоит в преобразовании механической мощности в гидравлическую, то и его полная эффективность будет рассчитываться как отношение этих параметров. Разделите входящую мощность на выходящую, и получите коэффициент. Чем ближе он окажется к 1, тем более эффективным является ваш насос.
В то же время полная эффективность складывается из эффективности подачи и эффективности крутящего момента. Выходящие показатели всегда будут ниже входящих, что связано с потерями в наносе ввиду внутреннего перетекания и трения вращающихся элементов.
В цифрах эти выглядит так: полная эффективность насоса мощностью 100 л.с. с эффективностью подачи 85% и эффективностью крутящего момента 90% составит 76,5% или 76,5 л.с.
Снижение эффективности гидронасоса негативным образом сказывается на результативности работ исполнительного механизма.
Наиболее часто проблемы с этим агрегатом случаются ввиду чрезмерной загрязненности масла. Рабочая жидкость быстро накапливает разные загрязнения, разнося их по всему контуру. Это и твердые частички грязи, и песчинки, и мельчайшие металлические элементы. Все это абразивные вещества, которые приводят к чрезмерному износу внутренних деталей, увеличивая перетекания, снижая механическую, а вслед за ней и полную эффективность насоса.
Еще одна причина проблем в работе оборудования – кавитация. Это когда масло не полностью заполняет предназначенное для него пространство. В результате в нем появляются пузырьки воздуха. Они образуются в области низкого давления и вместе с рабочей средой сжимаются, переходя в зону высокого давления, где и начинают разрываться, сопровождаясь сильной вибрацией насоса и повышенной шумностью его работы. Долго работать в режиме кавитации оборудование не сможет. Взрывы пузырьков воздуха будут повреждать мелкие металлические элементы, унося их частички вместе с рабочим потоком. А это уже грозит оборудованию серьезными механическими повреждениями.
Гидравлические системы нашли широкое применение практически по всех промышленных отраслях. Они применяются в прессах, литьевых машинах, станках, больших манипуляторах, формовочных машинах, используемых при производстве пластмасс, роботах. Гидравлика задействована в горно- и нефтедобывающей промышленности, обеспечивает работу раздвижных мостов и шлюзовых ворот, спасательного оборудования.
Не менее широко она применяется и в узкоспециализированных отраслях, в частности в оборудовании технологического контроля, пилотажных и других видах тренажеров, ветровых турбинах электростанций, разнообразных испытательных центрах. Невозможно без гидравлического оборудования представить функционирования суден воздушного и морского флота. Но все же наиболее широкое применение он и нашли именно в спецтехнике: погрузчики, экскаваторы, подъемные краны, автовышки, трактора и другие виды транспорта, в которых необходимо получить максимальное усилие при минимальном приложенной мощности.
Такому широкому распространению гидравлических систем поспособствовали следующие весомые преимущества:
Жидкость способна хорошо передавать энергию, а использование гибких соединительных шлангов вместо механических элементов повышает надежность системы.
Минимально приложенное усилие трансформируется в высокую мощность.
Высокая плавность работы. Даже тяжелые грузы можно перемещать с точной регулировкой, плавно и тихо, без вибраций.
Простота конструктивного решения. Гидравлическая система – это всего несколько подвижных деталей и минимальное число соединений, самостоятельная смазка.
Компактность. Размеры блоков гидрооборудования достаточно небольшие. Они не занимают много места и не требуют сложного монтажа.
Высокая экономичность работы оборудования. Ни одна другая система не способна дать подобные результаты.
Безопасность. Оборудование комплектуется предохранительным клапаном, защищающим весь узел от перегрузки.
Но наряду с высоким количеством преимуществ есть и аспекты, о которых следует знать заблаговременно, до покупки гидравлического оборудования. Речь идет прежде всего о необходимости прохождения регулярного технического обслуживания. Только оно способно защитить узел от повышенного износа, загрязнения рабочего тела, появления ржавчины. Обязательное условие – регулярная замена масла.