сравнительная оценка насосов различных типов
Технический уровень гидромашин определяют по удельным показателям — металлоемкости (кг/Вт), энергоемкости (кВт/дм3) и техническому ресурсу. Кроме этого, важными показателями являются работоспособность в широком интервале изменения температуры, диапазон регулирования и возможность дистанционного управления изменением (величиной) рабочего объема.
В связи с тенденцией повышения давления и гидросистемах мобильных машин для сравнительного анализа выбраны гидромашины, широко применяемые в гидроприводе мобильных машин с наиболее высоким номинальным давлением.
Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы рассчитаны на наиболее высокие значения номинального и максимального давления. Для насосов других типов характерен более низкие значения давления.
Максимальное давление и частота вращения зависят от рабочего объема гидромашин (рис. 6). Наиболее четко выражена эта зависимость для гидромашин с рабочим объемом до 100-150 см3. Различные максимальные значения давления и частоты вращения объясняются конструктивными особенностями гидромашин и прежде всего величиной зазоров сопряженных деталей качающего узла и гидравлическим сопротивлением всасывающей гидролинии. Сравнительными испытаниями насосов различных типов в одинаковых условиях установлено, что шестеренные и пластинчатые насосы обладают лучшей всасывающей способностью и могут работать на более вязкой жидкости, чем аксимально-поршневые. Однако в связи с тем, что шестеренные и пластинчатые насосы имеют большие зазоры в качающем узле, они более чувствительны к изменению вязкости рабочей жидкости и не способны создавать высокое давление, особенно при положительных температурах маловязкой рабочей жидкости.
Для однотипных насосов, применяемых в аналогичных условиях, меньшие удельные показатели металлоемкости (0,14-6,8 кг/кВт) имеют пластинчатые, средние (0,2-13,6 кг/кВт) - шестеренные и большие (0,41-20,4 кг/кВт) - аксиально-поршневые.
Наиболее важными эксплуатационными показателями гидромашин являются их полный (рис. 7) и объемный (рис. 8) КПД.Аксиально-поршневые насосы имеют более высокий полный КПД, по сравнению с КПД шестеренных и пластинчатых насосов. Объемный КПД аксиально-поршневых насосов начинает заметно снижаться только при вязкости рабочей жидкости менее 10 мм2/с, для пластинчатых насосов этот предел вязкости составляет 50-80 мм2/с, а для шестеренных - 80 мм2/с.
Долговечность различных типов насосов такие различна.
Рис.6
- аксиально-поршневые насосы; шестеренные; пластинчатые
Рис.7
в)
Рис.8
Рис.9
I –машины транспортного строительства; II – одноковшовые экскаваторы
На рис. 9 представлены зависимости изменения объемного КПД насосов от времени эксплуатации. Математически их можно описать уравнениями
Для шестеренных насосов
h0(t)=0,92—0,059·t2 - для машин транспортного строительства
h0(t)=0,92—0,04·t2 - для одноковшовых экскаваторов
Для аксиально-поршневых насосов
h0=0,95—0,02·t2 - для машин транспортного строительства
h0=0,95—0,013·t2 - для одноковшовых экскаваторов
Из сказанного видно что более жесткие условия эксплуатации машин транспортного строительства негативно влияют на долговечность насосов.
Из сравнительной оценки гидромашин различных типов следует: что каждый из них имеет достоинства и недостатки. Поэтому целесообразно определить область их применения, рациональную технически и экономически.
Шестеренные и пластинчатые гидромашины широко используют в мобильных машинах небольшой мощности при низком и среднем давлении. Они достаточно надежны и эксплуатации, менее требовательны к чистоте рабочей жидкости и недороги.
Применение аксиально-поршневых гидромашин наиболее целесообразно при среднем и высоком давлении в гидросистемах мобильных машин и цикличном характере изменения внешней нагрузки. Дополнительные устройства обеспечиваю реверсирование потока и изменение подачи.