Ручний гідравлічний насос високого тиску

Гідравлічні насоси високого тиску, що працюють при характеристиках 42-70 МПа і більше, досить широко використовуються для приводу малогабаритного ручного інструменту, спеціального обладнання, що застосовуються в випробувальних стендах та інших відповідальних виробах. При передачі однієї і тієї ж потужності від первинного двигуна до виконавчого гидромеханизму збільшення тиску тягне за собою зменшення витрат. У результаті потрібні менші типорозміри насоса, гідродвигунів, клапанно-розподільної апаратури, трубопроводів та інших компонентів.

Класифікація

Багатий досвід створення і експлуатації різноманітних гідроприводів показав, що високий тиск можуть розвивати лише обмежені види насосів. До них відносяться поршневі й плунжерні типи. Привід гідравлічного насоса буває трьох видів конструкційних:

ручний (м'язовий);

механічний;

пневматичний.

Використання гідроприводів з надвисоким тиском (понад 70 Мпа) дозволяє істотно зменшити габарити і масу устаткування, підвищити його питомі показники. Розвиток систем з високим тиском є одним з ключових факторів створення потужних компактних гідроприводів і міні-техніки для різних галузей економіки.

Насоси з мускульним приводом

Ручний (важільний) гідравлічний насос приводяться в дію мускульною силою людини. Його головний компонент – поршень, який переміщується всередині циліндра. Рух поршня управляється важелем. Важіль переміщається рукою людини або ножною педаллю з поворотною пружиною. Принцип його дії заснований на всмоктуванні і нагнітанні робочої рідини при зворотно-поступальний рух поршня.

Конструкція

Розглянемо, як влаштований насос гідравлічний для преса з мускульним приводом. В циліндричній порожнині корпуса насоса встановлений поршень, жорстко пов'язаний зі штоком. Шток шарнірно з'єднаний з приводним важелем. У поршні встановлений проміжний клапан, що зв'язує поршневу і штоковую порожнини насоса. Поршнева порожнина через впускний клапан з'єднана з гідробаком. У таких насосах гідробак зазвичай є складовою частиною їх конструкції. В баку перед впускним клапаном часто встановлюють всмоктуючий фільтр. Штокова порожнина через випускний клапан з'єднується з вихідним портом насоса. У кришці корпусу насоса, яка попутно служить направляючою штока, встановлені спеціальні ущільнення. Гвинтовий кран, розташований в байпасном каналі насоса, служить для повернення робочої рідини в гідробак. Для заміни масла і обслуговування в корпусі передбачена заглушка.

Принцип роботи

Насос ручний гідравлічний здатний створювати високий робочий тиск зусиллями всього одного робітника. При переміщенні приводного важеля вгору шток піднімає поршень. Впускний клапан відкривається, і робоча рідина всмоктується в поршневу порожнину насоса. Проміжний клапан запобігає надходження рідини з штокової порожнини в поршневу. Після досягнення верхньої мертвої точки оператор, докладаючи м'язові зусилля, опускає приводний важіль вниз. Під тиском рідини впускний клапан закривається. Проміжний клапан навпаки піднімається, і робоча рідина під тиском надходить у штоковую порожнину насоса. Вона відкриває наступний випускний клапан і надходить в гідросистему. Об'єм витісненої порції робочої рідини дорівнює добутку площі поршня на величину його ходу: V n = F n x L, де F n – площа поршня насоса, L – хід поршня, V n – робочий об'єм поршневий порожнини насоса. При подальшому переміщенні приводного важеля вгору і, відповідно, підняття поршня, гідравлічний насос закриває проміжний клапан. Робоча рідина з штокової порожнини продовжує під тиском надходити в гідросистему. Але одночасно робоча рідина з бака всмоктується в штоковую порожнину насоса. Обсяг знову надійшла порції робочої рідини в гідросистему менше, ніж попередній. Він дорівнює добутку площі поршня в штокової порожнини насоса на величину його ходу: V m = (F n - F m ) x L, де F m – площа штока насоса, V m – робочий об'єм штокової порожнини насоса. Таким чином, робочий об'єм насоса при повному циклі русі поршня (вперед-назад) дорівнює сумі робочих об'ємів поршневої і штокової порожнин: V =V n + V m. Після виконання робочої операції виконавчий гідроциліндр або домкрат необхідно повернути в початкове положення. Для цього відкривається кран, і робоча рідина з гідросистеми за байпасному (обвідному) каналу повертається в бак. Її рух відбувається за рахунок дії на виконавчий гідроциліндр сил тяжіння або мускульних зусиль людини. Гідравлічний насос завершив повний цикл і готовий до наступного.

Характеристики

Робочий об'єм у таких насосів невеликий, приводний важіль має відносно короткий хід, тому виробляється витрата невисокий. Тим не менше це найбільш розповсюджені агрегати в усьому світі, оскільки використовуються в багатьох галузях промисловості. Тиск, що розвивається ручними системами, досягає 70-280 МПа. Завдяки простоті конструкції, ремонт гідравлічних насосів ручного типу труднощів не викликає.

Двоступеневі ручні насоси

Їх схема складніша. Вони містять два поршня, які шарнірно з'єднані з коромислом приводного важеля. При переміщенні приводного важеля вліво один поршень піднімається і всмоктує рідину, а другий – опускається і нагнітає її в гідросистему. При переміщенні приводного важеля вправо, навпаки, перший поршень нагнітає рідину, а другий її всмоктує. Таким чином, при почерговому роботі однакових поршнів робоча рідина подається безперервно і більш рівномірно, ніж в одноступінчатих моделях. Насос ручний гідравлічний двоступінчастий здатний приводити в дію одночасно два контури гідросистеми. У промисловості широко застосовуються двоступеневі версії ручних насосів з коаксіальними поршнями різної площі. При низькому тиску обидва поршня нагнітають робочу рідину з великою витратою. При високих навантаженнях в контур нагнітає рідину тільки один поршень з малою площею, розвиваючи високий тиск при малій витраті. Моделі з мускульним приводом використовуються в різних механізмах:

пресах;

домкратах;

статичних гидроинструментах;

підйомних платформах;

малогабаритних вантажопідіймальних кранах;

в лабораторному випробувальному обладнанні на тиск до 200 МПа.

Насос гідравлічний для преса, своїми руками виготовлений

Таку систему не складно зібрати самостійно. Спочатку зварюється металева рама заввишки майже з людський зріст (можна використовувати звичайні швелера). По боках вертикальних стійок просвердлюються (прожигаются) отвори на певній відстані один від одного. У них будуть просовиваться металеві прути (арматура), які виконують роль упору для платформи, на якій встановлюються вузли, що вимагають застосування великої сили. Наприклад, при випресовки/запресування підшипників, втулок і т. д. Ряд вертикальних отворів дозволяє регулювати висоту щодо преса. Щоб вийшов повноцінний гідравлічний прес насос, зверху конструкції монтується будь потужний гідроциліндр. Відмінно підійдуть агрегати від вітчизняних вантажівок, тракторів, дорожньої техніки. Якщо зусилля потрібні невеликі, можна застосувати вузол від домкрата. Ковзну верхню раму, яка є нижньою точкою опори гідроциліндра, підвішують на сталеві пружини однакового розміру.

Насоси з механічним приводом

Механічний привід насосів здійснюється електромоторами і двигунами внутрішнього згоряння (бензиновими і дизельними). Гідравлічні насоси високого тиску випускаються декількох видів: аксіально-поршневі, радіально-поршневі, плунжерні. Аксіально-поршневі випускаються в малогабаритному виконанні (діаметр від 30 до 70 мм, довжина до 110 мм). Вони розвивають тиск до 70 МПа. Їх робочий об'єм постійний і залежно від виконань становить типорозмірний ряд від 0016 до 22 см 3 . Радіально-поршневий гідравлічний насос може бути виготовлений в різному виконанні: однопоточному, комбінованому, многопортовом. Він складається з:

корпусу;

всмоктуючого і нагнітаючого портів;

приводного ексцентрикового вала;

всмоктуючого і запірного клапана;

поршня;

циліндра;

робочої камери;

пружини.

Плунжерні насоси здатні розвивати більш високі тиску, ніж поршневі. Плунжер — насосний елемент циліндричної форми, довжина якого набагато більше діаметру. У машинобудуванні вони часто використовуються в силових агрегатах, гідравлічних пресах, формувальному, випробувальному обладнанні.

Висновок

Ручні та механічні гідронасоси високого і надвисокого тиску застосовуються в багатьох галузях економіки. Чим вище створюється пристроєм тиск, тим економічніше виробництво. Вони широко застосовуються як на промпідприємствах, так і індивідуальному господарстві, будівництві, ремонті транспортних засобів і т. д.