Präsentation im Physikunterricht für Kolbenflüssigkeitspumpen. Kolbenflüssigkeitspumpe. Formel für hydraulische Maschinen

Arten von Hydraulikpumpen Basierend auf der Art der Kraftwirkung und damit der Art der Arbeitskammer werden dynamische und volumetrische Pumpen unterschieden. Bei einer dynamischen Pumpe wird die Kraft auf die Flüssigkeit in einer Strömungskammer ausgeübt, die ständig mit dem Einlass und Auslass der Pumpe kommuniziert. Bei einer Verdrängerpumpe wirkt die Kraft auf die Flüssigkeit in der Arbeitskammer, die periodisch ihr Volumen ändert und abwechselnd mit dem Einlass und Auslass der Pumpe kommuniziert. Zu den dynamischen Pumpen gehören: 1) Flügelzellenpumpen: a) Zentrifugalpumpen; b) axial; 2) elektromagnetisch; 3) Reibungspumpen: a) Wirbel; b) Schraube; c) Festplatte; d) Strahl usw. Zu den volumetrischen Pumpen gehören: 1) hin- und hergehende Pumpen: a) Kolben und Kolben; b) Zwerchfell; 2) geflügelt; 3) rotierend: a) rotierend-rotierend; b) rotatorisch-translatorisch. Eine Einheit, die aus einer Pumpe (oder mehreren Pumpen) und einem miteinander verbundenen Antriebsmotor besteht, wird als Pumpeneinheit bezeichnet.

Außenzahnradpumpen – sehr großer Drehzahlbereich der Antriebswelle – großer Betriebsdruckbereich bis 30 MPa, Volumen bis 16,6 l/s – sehr großer Viskositätsbereich des Arbeitsmediums – hohes Niveau Lärm - durchschnittliche Lebensdauer - niedriger Preis

Schaufelhydraulikpumpen Abb. Flügelzellenpumpe der Serie MG-16: 1 Schaufel; 2 Löcher; 3 Stator; 4 Schaft; 5 Manschette; 6 Kugellager; 7 Ablaufloch; 8 Hohlräume unter den Klingen; 9 Gummiring) 10 Ablaufloch; 11 Ablaufhohlraum; 12 ringförmiger Vorsprung; 13 Einband); 14 Feder; 15 Spule; 16 hintere Scheibe; 17 Karton; 18 Hohlraum; 19 Loch für Flüssigkeitszufuhr mit hoher Druck; 20 Loch in der hinteren Scheibe 21 Rotor; 22 vordere Scheibe; 23 Ringkanal; 24 Versorgungsloch; 25 Gehäuse – durchschnittlicher Bereich der Antriebswellendrehzahlen – durchschnittlicher Bereich der Betriebsdrücke bis 10 MPa, Durchflussmenge bis 4 l/s – durchschnittlicher Bereich der Viskositäten des Arbeitsmediums – niedriger Geräuschpegel – sehr lange Lebensdauer – durchschnittlicher Preis

Radialkolben-Hydraulikpumpe Diagramm einer Radialkolbenpumpe: 1 - Rotor; 2 - Kolben; 3 - Trommel (Stator); 4 - Achse; 5 - Saughohlraum; 6 - Auslasshohlraum - Mittlerer Drehzahlbereich der Antriebswelle - Großer Betriebsdruckbereich bis 50 MPa, Durchflussmenge bis 15 l/s - Mittlerer Viskositätsbereich des Arbeitsmediums - Niedriger Geräuschpegel - Sehr lange Lebensdauer

Axialkolben-Hydraulikpumpen geneigt 1 - in der Antriebswelle; 2, 3 Kugellager; 4 Rotationswaschmaschinen; 5 Pleuelstangen 6 Kolben; 7 Rotor; 8 Kugelverteiler; 9 Abdeckung; 10 zentraler Dorn; 11 Gehäuse - großer Drehzahlbereich der Antriebswelle - sehr großer Betriebsdruckbereich bis 40 MPa, Durchflussmenge bis 15 l/s - sehr großer Viskositätsbereich des Arbeitsmediums - hoher Geräuschpegel - lange Lebensdauer - hoher Preis

Hydraulikverteiler Beim Betrieb hydraulischer Systeme ist es erforderlich, die Richtung des Arbeitsflüssigkeitsflusses in den einzelnen Abschnitten zu ändern, um die Bewegungsrichtung der Aktuatoren der Maschine zu ändern. Dies muss sichergestellt werden die gewünschte Reihenfolge Inbetriebnahme dieser Mechanismen, Entlastung der Pumpe und des Hydrauliksystems usw.

Zahnradpumpe– eine Rotationspumpe mit Arbeitseinheiten in Form von Zahnrädern (Zahnrädern), die für den geometrischen Verschluss der Arbeitskammern und die Drehmomentübertragung sorgen.

Zahnradpumpen werden in hydraulischen Antrieben als unabhängige Niederdruck-Kraftquellen oder als Hilfspumpen zur Speisung hydraulischer Systeme eingesetzt.

Die Zahnradpumpe besteht aus einem Gehäuse, einem Antriebsrad und einem Abtriebsrad, einer Welle, einer Achse und zwei Seitendeckeln. Die Zahnräder sind im Eingriff und haben die gleichen Module und Zähnezahlen.

Das Gehäuse ist der Stator, das Antriebsrad ist der Rotor und das Abtriebsrad ist der Verdränger. Die Arbeitskammern werden durch die Arbeitsflächen des Gehäuses, zwei Seitendeckel und die Verzahnung gebildet. Das Gehäuse verfügt über einen Ansaug- und Auslasshohlraum.

Zahnradpumpen

Das Funktionsprinzip einer Zahnradpumpe ist wie folgt. Bei der Pumpe befindet sich der Saughohlraum auf der Seite, wo die Verzahnung außer Eingriff kommt. Wenn die Zähne außer Eingriff kommen, vergrößert sich das Volumen des Hohlraums und es entsteht ein Vakuum im Hohlraum. Der Prozess der Absorption des Arbeitsmediums findet statt. Danach bewegt jedes der Zahnräder das in den Zahnhohlräumen befindliche Arbeitsmedium in entgegengesetzte ringförmige Richtungen vom Saughohlraum zum Auslasshohlraum. Es kommt zu einem Pumpvorgang, bei dem zunächst entgegengesetzte Flüssigkeitsvolumina im Injektionshohlraum verbunden werden und dann die Flüssigkeit durch die Zähne der ineinandergreifenden Zahnräder aus dem Injektionshohlraum zum Pumpenauslass gedrückt wird.

Zahnradpumpen

Das Arbeitsvolumen einer Zahnradpumpe wird durch die Formel bestimmt:

wobei m das Modul der Zähne ist; z – Anzahl der Zahnradzähne; b – Breite des Zahnkranzes.

Zahnradpumpen sind ungeregelt, da die Parameter, die das Fördervolumen der Pumpe bestimmen, konstant sind.

Zahnradpumpen werden auch als Hydraulikmotoren eingesetzt.

Vorteile Zahnradpumpen– Einfachheit des Geräts, Zuverlässigkeit im Betrieb, Kompaktheit und niedrige Kosten.

Nachteile von Zahnradpumpen sind Pulsation des Flüssigkeitsstroms, Empfindlichkeit gegenüber Überhitzung und geringer volumetrischer Wirkungsgrad hohe Temperaturen, erheblicher Lärm.

Axialkolbenpumpen

Axial- Kolbenpumpe ist eine Rotationspumpe, bei der die Arbeitskammern durch die Arbeitsflächen der Zylinder und Kolben gebildet werden und die Achsen der Kolben parallel (axial) zur Achse des Zylinderblocks verlaufen oder mit dieser einen Winkel von nicht mehr als 45° bilden .

Axialkolbenpumpen werden häufig in hydraulischen Getrieben selbstfahrender Land- und Straßenbaufahrzeuge eingesetzt.

Axialkolbenpumpen werden je nach Lage des Rotors in Pumpen mit geneigter Scheibe (die Achsen der Antriebsverbindung und Rotordrehung fallen zusammen) und Pumpen mit geneigtem Block (die Achsen der Antriebsverbindung und Rotordrehung liegen zusammen) unterteilt in einem Winkel).

Axialkolbenpumpen

Schrägscheibenpumpen haben die meisten einfache Schaltungen. Die Kolben sind über einen Punktkontakt oder eine Pleuelstange mit der Schrägscheibe verbunden. Der Zylinderblock mit den Kolben wird durch die Welle in Rotation versetzt.

Um den Arbeitskammern Arbeitsflüssigkeit zuzuführen und abzuführen, sind in der Endverteilerscheibe zwei bogenförmige Fenster angebracht – Ansaug- und Auslassfenster. Um die Bewegung der Kolben beim Ansaugen sicherzustellen, wird ein Zwangsantrieb der Kolben durch die Pleuelstange verwendet, bei Kolben mit Punktkontakt werden Schraubenfedern verwendet.

Das Funktionsprinzip der Pumpe ist wie folgt. Wenn sich die Pumpenwelle dreht, wird Drehmoment auf den Zylinderblock übertragen. Gleichzeitig führen die Kolben aufgrund des Neigungswinkels der Scheibe eine komplexe Bewegung aus – sie drehen sich zusammen mit dem Zylinderblock und führen dabei gleichzeitig eine Hin- und Herbewegung in den Zylindern des Blocks aus Es finden die Arbeitsvorgänge Ansaugen und Ausstoßen statt.

Axialkolbenpumpen

Wenn sich die Welle im Uhrzeigersinn dreht, befinden sich die Arbeitskammern rechts davon vertikale Achse Die Verteilerscheibe wird an den Sauganschluss angeschlossen.

Die translatorische Bewegung der Kolben in diesen Kammern erfolgt in Richtung der Verteilerscheibe. Gleichzeitig vergrößert sich das Volumen der Kammern und die Flüssigkeit füllt sie unter dem Einfluss einer Druckdifferenz. Auf diese Weise erfolgt der Absorptionsprozess.

Die Arbeitskammern, die sich rechts von der vertikalen Achse der Verteilerscheibe befinden, sind mit dem Auslassfenster verbunden. Dabei bewegen sich die Kolben auf die Verteilerscheibe zu und verdrängen Flüssigkeit aus den Arbeitskammern.

Axialkolbenpumpen

Das Arbeitsvolumen einer Axialkolbenpumpe mit Schrägscheibe wird durch die Formel bestimmt:

q0 = Sïhz = πd²/4 zDtgβ ,

wobei Sp – Kolbenfläche; h – maximaler Kolbenhub (h = Dtgβ); z – Anzahl der Kolben; dp – Kolbendurchmesser; D – Durchmesser des Kreises, in dem sich die Zylinderachsen im Block befinden; β ist der Neigungswinkel der Scheibe.

Das Arbeitsvolumen der Pumpe hängt vom Neigungswinkel der Scheibe ab.

Sie können das Arbeitsvolumen ändern, indem Sie den Winkel der Scheibe ändern. Je größer der Neigungswinkel β ist, desto größer ist die Pumpenverdrängung. Der maximal zulässige Neigungswinkel der Scheibe beträgt in der Regel nicht mehr als 25°.

Axialkolbenpumpen

Die Regulierung des Förderstroms einer Axialkolbenpumpe erfolgt durch Änderung des Neigungswinkels der Scheibe.

Axialkolbenpumpen sind reversibel: Wenn sie von einer anderen Pumpe mit Öl unter Druck versorgt werden, werden sie zu hydraulischen Motoren mit Drehbewegung.

Die Vorteile von Axialkolbenpumpen sind die Stabilität der Parameter im Langzeitbetrieb mit variablen äußere Bedingungen; hoher volumetrischer und mechanischer Wirkungsgrad; ausreichende Haltbarkeit.

Nachteile von Axialkolbenpumpen – hoher Preis; hohe Vibrationsempfindlichkeit; erhöhte Anforderungen an die Feinheit der Filtration des Arbeitsmediums.

Hydraulische Zylinder

Hydraulische Zylinder – volumetrischer Hydraulikmotor mit begrenzter Hin- und Herbewegung des Abtriebsglieds.

Je nach Ausführung der Arbeitskammer werden Hydraulikzylinder in Kolben-, Plunger-, Teleskop-, Membran- und Balgzylinder unterteilt.

Kolbenzylinder werden aufgrund ihres einfachen Aufbaus und ihrer hohen Zuverlässigkeit am häufigsten in volumetrischen hydraulischen Antrieben eingesetzt. Die Arbeitskammer eines Kolbenhydraulikzylinders wird durch die Arbeitsflächen des Gehäuses und des Kolbens mit der Stange gebildet. Das Gehäuse enthält einen Kolben, der starr mit der Stange verbunden ist.

Hydraulische Zylinder

Der Zylinder hat zwei Hohlräume – Kolben und Stange. Der Kolbenhohlraum ist ein Teil der Arbeitskammer, der durch die Arbeitsflächen des Gehäuses und des Kolbens begrenzt wird. Der Stangenhohlraum ist ein Teil der Arbeitskammer, der durch die Arbeitsflächen von Körper, Kolben und Stange begrenzt wird.

Das Funktionsprinzip eines Kolbenhydraulikzylinders ist wie folgt. Wenn der Kolbenhohlraum mit der Druckleitung verbunden ist, bewegt sich der Kolben mit der Stange unter dem Einfluss der Druckkraft des Arbeitsmediums nach rechts. Gleichzeitig wird das Arbeitsmedium aus dem Stabhohlraum verdrängt. Wenn dem Stangenhohlraum Arbeitsflüssigkeit zugeführt wird, bewegt sich der Kolben mit der Stange unter Druckeinfluss in die entgegengesetzte Richtung.

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„Druckprobleme lösen“- Luftfront. Warum ist der Luftdruck auf der Spitze eines Berges und an seinem Fuß unterschiedlich? Die Spitze des Dorns hat eine sehr kleine Querschnittsfläche. Kontinuierliche thermische Bewegung von Molekülen und Schwerkraft. Als wir den Berg bestiegen, fiel uns das Atmen schwer. Rohre für die Wasserversorgung großer Höhen bestehen aus strapazierfähigem Material.

Insgesamt gibt es 30 Vorträge

Städtische autonome Bildungseinrichtung

„Lyzeum Nr. 7“ Berdsk

Manometer Kolbenflüssigkeitspumpe Hydraulikpresse

7. Klasse

Physiklehrer I.V.Toropchina

Manometer

Um mehr oder weniger zu messen

Luftdruck verwenden Manometer

(aus dem Griechischen „Manos“ - lose, „Metero“ - Ich messe).

Es gibt Manometer Flüssigkeit und Metall .

Flüssigkeitsdruckmessgerät

Das Flüssigkeitsdruckmessgerät besteht aus einem doppelt gebogenen Glasrohr,

in die etwas Flüssigkeit gegossen wird. Mit flexibel

Rohre, einer der Manometerkrümmer ist mit einer runden Flachfläche verbunden

eine mit Gummifolie bedeckte Schachtel.

Flüssigkeitsdruckmessgerät

Die Funktionsweise des Manometers basiert auf dem Vergleich des Drucks in einem geschlossenen Raum

Knie mit äußerem Druck im offenen Knie. Je tiefer

Je mehr man die Box in Flüssigkeit eintaucht, desto größer wird sie

der Höhenunterschied der Flüssigkeitssäulen in den Manometerbögen und damit

Durch die Flüssigkeit wird mehr Druck erzeugt.

Manometer aus Metall

Verwendung eines Metallmanometers

Blutdruck messen Druckluft und andere Gase.

1. Ein zu einem Bogen gebogenes Metallrohr

2. Pfeil

3. Zubchatka

4. Kran

5. Hebel

Manometer aus Metall

Das Rohrende kommuniziert über Hahn 4 mit dem Gefäß, in dem der Druck gemessen wird.

Wenn der Druck zunimmt, wird das Rohr

beugt sich. Geschlossenes Uhrwerk

sein Ende mit Hebel 5 und

Zähne 3 werden auf den Pfeil übertragen

2, in der Nähe der Instrumentenskala bewegen.

Wenn der Druck abnimmt, wird das Rohr

(aufgrund seiner Elastizität)

kehrt zu zurück vorherige Position, A

Pfeil - zur Nullteilung

Waage.

Anwendung von Manometern

Manometer werden überall dort eingesetzt, wo

müssen wissen, kontrollieren und regulieren

Druck. Am häufigsten werden Manometer verwendet

Wärmeenergietechnik, Chemie, Petrochemie

Unternehmen, Unternehmen der Lebensmittelindustrie.

Manometer zur Messung Blutdruck angerufen: Tonometer

Kolbenflüssigkeitspumpe

Die Wirkung von Kolbenflüssigkeitspumpen basiert

auf der Tatsache, dass unter dem Einfluss des atmosphärischen Drucks

Das Wasser im Rohr steigt hinter dem Kolben auf .

Kolben-Flüssigkeitspumpendesign

1 – Kolben 2 – 2 – Ventile

Funktionsprinzip der Pumpe

Wenn sich der Kolben bewegt hoch Wasser dringt unter dem Einfluss des atmosphärischen Drucks in das Rohr ein, hebt das untere Ventil an und bewegt sich hinter den Kolben. Wenn sich der Kolben bewegt runter Das Wasser unter dem Kolben drückt auf das Bodenventil und dieses schließt.

Funktionsprinzip der Pumpe

Gleichzeitig öffnet sich unter Wasserdruck das Ventil im Inneren

Kolben, und Wasser gelangt in den Raum über dem Kolben. Bei

anschließende Aufwärtsbewegung des Kolbens, die

das Wasser darüber, das in das Fass gegossen wird. Hinter dem Kolben

eine neue Wassermenge steigt auf, die beim anschließenden Absenken des Kolbens entsteht

wird über ihm sein usw.

Wie funktioniert eine Luftkammer-Kolbenpumpe?

1-Kolben

2-Saugventil

3-Auslassventil

4-Luftkammer

5-Griff

• Man nennt Mechanismen, die mit einer Flüssigkeit arbeiten hydraulisch (griechisch „hydro“ – Wasser, Flüssigkeit).

• Hauptteil hydraulische Maschine Es gibt zwei Zylinder unterschiedlichen Durchmessers, die mit Kolben ausgestattet und durch ein Rohr verbunden sind.
• Der Raum unter den Kolben und das Rohr sind mit Flüssigkeit (meist Mineralöl) gefüllt.
• Die Höhen der Flüssigkeitssäulen in beiden Zylindern sind gleich, solange keine Kräfte auf die Kolben wirken.

Formel für hydraulische Maschinen

• Bezeichnen wir die auf die Kolben wirkenden Kräfte - F 1 Und F 2 , Kolbenflächen - S 1 Und S 2 .

• Dann beträgt der Druck unter dem kleinen Kolben: P 1 = F 1 S 1 , und unter dem Großen: P 2 = F 2 S 2 .
• Nach dem Gesetz von Pascal wird der Druck von einer Flüssigkeit daher in alle Richtungen gleichmäßig übertragen P 1 = P 2 Ersetzen wir die entsprechenden Werte, erhalten wir

F 1 S 1 = F 2 S 2

Beim Betrieb einer hydraulischen Maschine entsteht ein Kraftzuwachs gleich dem Verhältnis der Fläche des größeren Kolbens zur Fläche des kleineren.

Mit Hilfe einer hydraulischen Maschine kann eine kleine Kraft eine große Kraft ausgleichen!

Hydraulikpresse

Als hydraulische Maschine wird eine zum Pressen (Quetschen) verwendete Maschine bezeichnet Hydraulikpresse (vom griechischen „hydravlikos“ – Wasser).

Hydraulikpresse

Wo werden hydraulische Pressen eingesetzt

erforderlich große Stärke. Zum Beispiel zum Auspressen von Öl

Samen für Ölmühlen, zum Pressen von Sperrholz,

Pappe, Heu. In Hüttenwerken hydraulisch

Pressen werden bei der Herstellung von Maschinenwellen aus Stahl eingesetzt,

Eisenbahnräder und viele andere Produkte.

Moderne hydraulische Pressen können

Entwickeln Sie Kraft im Zehner- und Hunderterbereich

Millionen Newton.

Probleme lösen

Problem 1

Welchen Kraftgewinn bringt eine hydraulische Presse?

Berechnen Sie es, wenn F 1 = 500 N,

S 1 = 100 cm 2 , F 2 = 5 kN, S 2 = 1000 cm 2

Problem 2

Hydraulische Presskolbenfläche 200 cm 2 und 0,5 cm 2 .

Auf den großen Kolben wirkt eine Kraft von 4 kN. Welche Kraft wird auf den kleinen Kolben ausgeübt, um ihn auszugleichen?

Problem 3

Die hydraulische Presse sorgt für eine 7-fache Steigerung der Festigkeit. Sein kleiner Kolben hat eine Fläche von 300 cm 2 . Welche Fläche hat der große Kolben?

Antworten

Problem 1

Problem 2

F 1 = 100 N

Problem 3 S 2 = 2100 cm 2

Hausaufgaben

§ 47, 48, 49,

ex. 24 (3), S. 141,

Übung 25, Seite 144,

Aufgabe 1, Seite 144