Редко, но бывают случаи, когда выходит из строя гидронасос и нужно подобрать его аналог и купить новый. Но определить параметры, вышедшего из строя, не представляется возможным. Документации на гидростанцию нет, шильдика на насосе с обозначением или параметрами тоже нет. Где же взять гидравлические параметры, чтобы подобрать аналог? Давайте попробуем определить рабочее давление, которое должен выдавать насос в гидросистему, чтобы она исправно функционировала и выдавала все ей предписанные параметры.
1-й способ определения рабочего давления
Данный способ основан на анализе статистики настроенного давления за время эксплуатации станка. Если вы вели контроль за этим важным параметром в гидросистеме, или хотя бы, изредка поглядывали на показания манометров, а главное – показания манометра, установленного в напорной линии насоса, то с определением необходимого давления никаких проблем возникнуть не должно.
Мы знаем, какая его величина была при работе гидропривода. Добавляем к нему 20% «запаса прочности» и получаем минимальное давление, которое должен развивать гидронасос. Скачки стрелки манометров в большую сторону, которые мы наблюдали во время переключения золотников гидрораспределителей, во внимание не берем.
Они возникают из-за небольших гидроударов, проявляющихся в момент резкого пуска и останова потока рабочей жидкости (РЖ). Предположим, что рабочее давление в системе было 100 bar . Следовательно, подбираемый аналог насоса должен выдавать не менее 120 bar . После этого рекомендую сделать проверку мощности приводного двигателя. Если мы правильно определили давление насоса, то расчетная мощность не должна превышать 0,8…0,9 от мощности установленного штатного двигателя.
Где: N дв – мощность приводного двигателя, Q – номинальная подача, P – предполагаемое номинальное давление, ƞ – КПД насоса
2-й способ определения рабочего давления
Иногда на вопрос «а какое у вас во время работы давление в гидросистеме?», я слышу ответы механиков: «да мы не смотрим на манометры…», «у нас манометры не работают…» или даже «да у нас вообще нет манометров…». Надо сказать, это совсем неоправданные действия со стороны обслуживающего персонала, когда после первоначального запуска гидропривода, его работу бросают на самотек и совсем не интересуются, что во время работы происходит в гидросистеме. А это, хоть и периодически, но нужно делать. Не буду здесь говорить для чего – это другая тема. Сейчас наша задача определить рабочее давление в гидросистеме, когда мы совсем не знаем, какое оно было, в то время, когда все работало.
Нам (механикам) на этом этапе понадобится помощь технолога. Каждый гидродвигатель приводит в движение определенный рабочий орган станка, связанный с ним непосредственно. Для выполнения технологической операции, каждый исполнительный механизм должен развивать необходимое усилие. Это усилие ему передает гидродвигатель, например гидроцилиндр.
Вот нам, совместно с технологом, и нужно определить необходимое усилие, которое развивает гидроцилиндр для выполнения этой технологической операции. Если от нашего гидронасоса работают несколько гидродвигателей, то придется определять усилия, развиваемые каждым из них. И сделать расчет давления по каждому в отдельности. Чтобы подобрать аналог насоса, нам понадобится наибольшее значение этого параметра из всех полученных. Теперь нам осталось, собственно, рассчитать саму величину необходимого давления.
Где: F – усилие на штоке гидроцилиндра, S порш. – рабочая площадь поршня гидроцилиндра
Если цилиндр работает на втягивание, то, перед расчетом, не забывайте от площади поршня отнимать площадь поперечного сечения штока, так как эта часть не участвует в развитии усилия. Площадь поршня найдем по общеизвестной формуле:
Где: D порш. – диаметр поршня гидроцилиндра
Проверяем рассчитанное значение давления по отношению к мощности приводного двигателя по формуле (1).
О том, как определить подачу насоса без обозначения, можно прочитать в этой статье >>>>>
А.С. Титов
Копирование и использование материала или его части в коммерческих целях без согласования с автором запрещено!
Определение параметров насосов
Производительность (подача) Q (м 3 /сек) определяется объёмом жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени.
Напор Н (м)- высота, на которую может быть поднят 1 кг перекачиваемой жидкости за счёт энергии, сообщаемой ей насосом.
Полезная мощность Nп, затрачиваемая насосом на сообщение жидкости энергии, равна произведению удельной энергии Н на весовой расход жидкости γQ:
Nп = γQН = ρgQН
ρ (кг/ м 3 ) – плотность перекачиваемой жидкости,
γ(кгс/ м 3 ) – удельный вес перекачиваемой жидкости.
Мощность на валу:
где ηн – к.п.д. насоса.
Для центробежных насосов ηн– 0,6-0,7, для поршневых насосов – 0,8-0,9, для наиболее совершенных центробежных насосов большой производительности — 0,93 – 0,95.
Номинальная мощность двигателя
ηпер — к.п.д. передачи,
ηдв — к.п.д. двигателя.
ηн ηпер ηдв- полный к.п.д. насосной установки η, т.е.
Установочная мощность двигателя Nуст рассчитывается по величине Nдв с учётом возможных перегрузок в момент пуска насоса:
Nуст = βNдв
гдеβ – коэффициент запаса мощности:
Напор насоса. Высота всасывания
Н – напор насоса,
рн — давление в напорном патрубке насоса,
рвс- давление во всасывающем патрубке насоса,
h -высота подъёма жидкости в насосе.
Такимобразом, напор насоса равен сумме высоты подъёма жидкости в насосе и разности пьезометрических напоров в нагнетательном и всасывающем патрубках насоса.
Для определения напора действующего насоса пользуются показаниями установленных на нём манометра (рм)и вакуумметра (рв).
ра – атмосферное давление.
Напор действующего насоса может быть определён, как сумма показаний манометра и вакуумметра (выраженных в м столба перекачиваемой жидкости) и расстояния по вертикали между точками расположения этих приборов.
В насосной установке напор насоса затрачивается на перемещение жидкости на геометрическую высоту её подъёма(Нг), преодоление разности давлений в напорной (р2) и приёмной(р0) емкостях, т.е.и суммарного гидравлического сопротивления (hп) во всасывающем и нагнетательном трубопроводах.
Н = Нг ++hп
hп= hп.н+ hп.вс. – суммарное гидравлическое сопротивление всасывающего и нагнетательного трубопроводов.
Если давления в приёмной и напорной емкостях одинаковы (р2= р0), то уравнение напора примет вид
Н = Нг + hп
При перекачивании жидкости по горизонтальному трубопроводу (Нг = 0):
Н = +hп
В случае равенства давлений в приёмной и напорной емкостях для горизонтального трубопровода (р2= р0 и Нг = 0) напор насоса
Н = hп
Высота всасывания
Высота всасывания насоса увеличивается с возрастанием давления р0 в приёмной ёмкости и уменьшается с увеличением давления рвс, скорости жидкостивс и потерь напора hп..всво всасывающем трубопроводе.
Если жидкость перекачивается из открытой ёмкости, то давление р0 равно атмосферному ра. Давление на входе в насос рвсдолжно быть больше давления рtнасыщенного пара перекачиваемой жидкости при температуре всасывания (рвc > рt), т.к. в противном случае жидкость в насосе начнёт кипеть. Следовательно,
т.е. высота всасывания зависит от атмосферного давления, скорости движения и плотности перекачиваемой жидкости, её температуры (и соответственно – давления её паров) и гидравлического сопротивления всасывающего трубопровода. При перекачивании горячих жидкостей насос устанавливают ниже уровня приёмной ёмкости, чтобы обеспечить некоторый подпор со стороны всасывания, или создают избыточное давление в приёмной ёмкости. Таким же образом перекачивают высоковязкие жидкости.
Кавитация возникает при высоких скоростях вращения рабочих колёс центробежных насосов и при перекачивании горячих жидкостей в условиях, когда происходит интенсивное парообразование в жидкости, находящейся в насосе. Пузырьки пара попадают вместе с жидкостью в область более высоких давлений, где мгновенно конденсируются. Жидкость стремительно заполняет полости, в которых находился сконденсировавшийся пар, что сопровождается гидравлическими ударами, шумом и сотрясением насоса. Кавитация приводит к быстрому разрушению насоса за счёт гидравлических ударов и усиления коррозии в период парообразования. При кавитации производительность и напор насоса резко снижаются.
Практически высота всасывания насосов при перекачивании воды не превышает следующих значений: