Гидронасос: что это, для чего нужен, как работает и из чего состоит

Что такое гидронасос и как его выбрать

Гидронасос — агрегат, который преобразует механическую энергию в гидравлическую и часто называется сердцем гидросистемы. Он состоит из двух отсеков: один нагнетает, а другой всасывает. Рабочая жидкость циркулирует между этими камерами. Когда камера наполняется, поршень активируется. Патрубки, находящиеся в конструкции, направляют поток и обеспечивают всасывание жидкости в системе. В экскаваторах гидронасос играет важную роль, обеспечивая подачу жидкости под высоким давлением к таким рабочим частям, как стрела, рукоять и ковш.

Разновидности гидронасосов

Гидронасос является неотъемлемым компонентом любой гидравлической системы. Различные виды гидронасосов отличаются по типу вытесняющего элемента.

Шестеренные насосы

Шестеренные насосы представляют собой роторные гидроагрегаты, в которых рабочими элементами являются две взаимно вращающиеся шестерни. Взаимодействие между ними увеличивает силу вращения благодаря передаче усиленного напряжения. Оборудование, предназначенное для гидросистем с давлением до 20 МПа, обычно используется для передачи энергии в дополнительных узлах гидронасоса. Шестеренные гидронасосы широко применяются в дорожной, сельскохозяйственной, строительной технике, а также в смазочных системах. Они популярны из-за простой конструкции, небольшого веса, компактности и возможности работать на частотах до 5000 об/мин.

Пластинчатые насосы

В качестве вытесняющего элемента в пластинчатых насосах применяют радиально расположенные пластины, которые при запуске ротора производят возвратно-поступательные движения. Пластины могут разного действия — однократного и двойного. В моделях однократного действия происходит одно всасывание и нагнетание за каждый оборот вала. В устройствах двойного действия на каждый оборот эти процессы выполняются дважды.

Поршневые насосы

Поршневой гидравлический насос использует поршень в качестве вытесняющего элемента. В зависимости от конструкции он может быть следующих типов:

• Ручной — простейший механизм, который всасывает жидкость при движении поршня через обратный клапан;
• Радиально-поршневой — оснащён эксцентричным валом или ротором и предназначен для систем с высоким давлением до 40 МПа;
• Аксиально-поршневой — имеет наклонный блок или диск, отличается высоким коэффициентом полезного действия и способен работать при повышенном давлении до 70 МПа.

Назначение и области применения гидронасосов

Гидронасосы широко применяются не только в дорожном и строительном секторах, но и в сельском хозяйстве. Гидронасос является неотъемлемой частью дорожной и коммунальной техники. Кроме того, гидронасосы часто используются в прессах и металлорежущих станках. Без применения оборудования с гидравлическими насосами невозможно представить нефтяную и газовую отрасли. Благодаря высокой износостойкости такие насосы находят применение во многих промышленных секторах, включая перерабатывающие предприятия. Гидронасосы востребованы в химической, косметической и пищевой промышленностях.

Из чего состоит гидронасос

Основные части гидронасоса включают следующие компоненты:

1. Корпус — обеспечивает прочность всей конструкции и является контейнером для рабочих элементов.
2. Вал — передаёт крутящий момент от источника энергии к основным элементам.
3. Рабочие элементы (шестерни, поршни, лопасти) — обеспечивают перекачивание жидкости, создавая необходимое давление.
4. Подшипники — отвечают за устойчивое вращение вала и других вращающихся частей.
5. Уплотнения — препятствуют утечкам рабочей жидкости и защищают от попадания загрязнений.

Внешний вид гидронасоса

Гидронасос отличается прочным, компактным и функциональным внешним видом. Его металлический корпус, выполненный из высокопрочных сплавов или стали, имеет гладкую поверхность с чётко проработанными соединительными элементами. Форма корпуса зачастую цилиндрическая или прямоугольная, что облегчает монтаж и интеграцию в гидравлические системы различного назначения. На поверхности могут располагаться крепёжные отверстия, индикаторы и элементы управления, а также уплотнения, обеспечивающие надёжную защиту от утечек жидкости. В конструкции некоторых моделей присутствуют прозрачные вставки для контроля уровня жидкости, а специальное антикоррозийное покрытие гарантирует долговечность и устойчивость к механическим воздействиям.

Принцип работы гидронасоса

Работа гидронасоса основана на преобразовании механической энергии в давление жидкости через последовательные фазы. Во время впуска открывается впускной клапан, через который рабочая жидкость поступает из резервуара в насос через впускное отверстие. Вращение шестерен или поршней создаёт область пониженного давления, что позволяет жидкости заполнять внутреннее пространство устройства. От впуска к выпуску жидкость перемещается во время вращения, создавая высокое давление при уменьшении объёма нагнетательной камеры. Как только давление достигает необходимого уровня, выпускной клапан открывается, и под давлением выходит жидкость.

Конструктивные отличия гидронасосов и гидромоторов

Несмотря на схожую конструкцию гидромоторов и гидронасосов, их предназначение и использование существенно различаются. Гидромоторы преобразовывают кинетическую энергию в механическую, а насосы механическую энергию превращают в гидравлическую. Насосы всасывают жидкость из резервуара через разрежение, образующееся в трубопроводе. Оно не создаёт избыточного давления на выходе, поэтому уплотнения не рассчитаны на давление на выходе. Гидромоторы, наоборот, работают в напорных трубопроводах, где их устанавливают для приведения в движение различных механизмов. Утечки в насосах направляются в зону пониженного давления для всасывания, в гидромоторах такой возможности нет. Утечки выводятся обратно в резервуар по линии дренажа.

Как выбрать гидронасос

Грамотно подобранный гидронасос для специализированной техники играет важную роль, поскольку он отвечает за поддержание нужного уровня давления. При выборе агрегата необходимо учитывать следующие факторы:

• производительность и условия эксплуатации;
• характеристики двигателя и необходимое давление.

Для сложных условий, таких как эксплуатация в грузоподъёмных кранах и дорожной технике, стоит выбирать насосы, способные создавать высокое давление. Среднее давление подходит для разнообразных задач, свойственных погрузочной и разгрузочной технике, в то время как насосы с низким давлением более распространены в технике для мелких сельскохозяйственных или коммунальных работ. Производительность гидронасоса зависит от рабочего объёма, который выбирается исходя из требуемого расхода жидкости. Надёжный гидронасос должен быть оборудован устройством для регулировки давления, встроенным предохранительным клапаном и другими необходимыми элементами.