Аксиально-поршневой насос: принцип работы

Что собой представляет гидронасос аксиально-поршневого типа

Гидравлический аксиально-поршневой насос, например радиально-поршневой насос, представляет собой объемное устройство, работающее за счет изменения объема рабочих камер. В гидронасосах аксиально-поршневого агрегата такие рабочие камеры образованы отверстиями, выполненными в цилиндрическом блоке. В отличие от радиально-поршневых насосов, аксиально-поршневые машины имеют внутренние рабочие камеры, параллельные поршням и оси самого устройства. Во время движения поршней такого насоса при вращении цилиндрического блока объем рабочих камер увеличивается или уменьшается, что позволяет устройству всасывать и подавать откачиваемую из него жидкость.

Секционный аксиально-поршневой насос

Как и в радиально-поршневых насосах, рабочие камеры аксиально-поршневых устройств соединены с всасывающим и нагнетательным патрубками, через которые всасывается и выводится откачиваемая вода. Процесс соединения рабочих камер с всасывающим и нагнетательным патрубками насосов аксиально-поршневой группы происходит поэтапно. Гидравлический насос аксиально-поршневого типа работает аналогично паровым и радиально-поршневым насосам.

Конструктивные особенности и принцип действия

Гидравлический насос аксиально-поршневого типа состоит из следующих элементов:

  • поршни, также называемые поршнями, которые являются частью блока цилиндров;
  • элементы шатунного типа;
  • коленчатый вал, который еще называют главным;
  • механизм, выполняющий распределительные функции.

Устройство представляет собой аксиально-поршневой насос с наклонным блоком

Принцип работы аксиально-поршневого гидравлического насоса основан на том, что его главный вал, вращаясь, сообщает движение элементам блока цилиндров. Вращение главного вала аксиально-поршневых насосов преобразуется в возвратно-поступательное движение поршней, выполняемое параллельно оси блока цилиндров. Именно из-за характера этих движений поршня, которые являются осевыми, насос получил свое название.

Принцип работы аксиально-поршневого насоса

В результате движения поршней в цилиндрах аксиально-поршневого насоса происходит чередование всасывания и последующей откачки жидкости по соответствующим трубам. Соединение рабочей камеры насоса с его всасывающей и нагнетательной линиями происходит последовательно с помощью специальных окон, выполненных в распределительном механизме. Чтобы свести к минимуму риск возникновения неисправностей при работе блока цилиндров аксиально-поршневых гидронасосов, а также для обеспечения надежной работы такого устройства, его распределительный механизм максимально плотно прижат к блоку цилиндров и окнам такие блоки разделены специальными пломбами. На внутренней поверхности окон распределительного механизма выполнены дроссельные канавки, наличие которых позволяет снизить количество гидроударов, возникающих в системе трубопроводов при работе насоса. Наличие таких канавок на внутренней поверхности окон распределительного механизма способствует максимальному увеличению давления рабочей жидкости, создаваемого в цилиндрах.

Как видно из описанной выше конструкции аксиально-поршневого гидравлического насоса, его рабочие камеры представляют собой цилиндры, расположенные параллельно (в осевом направлении) оси его ротора, и жидкость вытесняется из этих цилиндров возвратно-поступательными движениями поршня.

Насосы НА от 52 000 р.

Состав, устройство и работа

Сложный

Аксиально-поршневой насос переменной производительности типа НА представляет собой агрегат, состоящий из следующих узлов: аксиально-поршневой насос высокого давления; механизм управления мощностью; Вспомогательный насос низкого давления (базовая версия для HAC и HA4M, по запросу — для HAR и HAF).

Габаритные размеры и присоединительные размеры насоса типа НАР

Рис. 1. Габаритные размеры и присоединительные размеры насоса типа НАР

Габаритные размеры и присоединительные размеры насоса типа НАС

Рис. 2. Габаритные размеры и присоединительные размеры насоса типа HAC

Габаритные размеры и присоединительные размеры насоса HA4M

Рис. 3. Габаритные размеры и присоединительные размеры насоса HA4M

Габаритные размеры и присоединительные размеры насоса типа НАД

Рис. 4. Габаритные размеры и присоединительные размеры насоса типа НАД

Устройство

В передней части корпуса 8 установлен роликовый подшипник 5, который служит опорой для ротора 13 и принимает радиальные нагрузки, возникающие в точке контакта плунжеров 14 с упорным диском 18. При вращении ротора плунжеры перемещаются поочередно, всасывая и перекачивая масло.

Контакт плунжеров с упорным диском происходит с помощью бронзовых упорных подшипников, наматываемых на сферические головки плунжеров, разгрузка которых осуществляется путем подачи масла под давлением к их опорной поверхности. Пружина 15 через сферический подшипник 17 и нажимной диск 16 постоянно прижимает плунжеры с упорными подшипниками к нажимному диску. С другой стороны, пружина 15 вместе с пружиной 6 прижимает ротор к распределительному диску 7. Масло подводится к торцу ротора и удаляется из него через распределительный диск и корпус 8, к которым фланцы для присоединения насос к гидросистеме.

Аксиально-поршневой насос

Рис. 5. Аксиально-поршневой насос

Приводной вал 1 установлен в передней крышке 4 на двух подшипниках (радиальном 2 и угловом контакте 3. Подшипники обеспечивают беззазорную посадку вала и исключают влияние движущей нагрузки на ротор. Вал двигателя соединен с ротором посредством эвольвентного шлицевого соединения, которое компенсирует относительное смещение и угол изгиба осей во время работы.

Изменение расхода насоса осуществляется поворотом наклонной пластины 19 в цилиндрической направляющей передней крышки. Качающаяся шайба соединена с помощью штифтов 21 с сервопоршнем 20, который перемещает качающуюся шайбу под углом люфта, таким образом изменяя поток насоса.

В задней части корпуса насоса расположены два реверсивных клапана 10, которые обеспечивают обратимый всасывание и слив масла в соответствующие полости насоса. Всасывающий клапан давления выполняет две функции: функцию всасывающего клапана 11, когда насос работает на всасывании в открытых контурах, и функцию клапана давления 12 в закрытых системах при отсутствии самовсасывания. Утечки из корпуса насоса сливаются через отверстие К. На передней крышке имеется индикатор потока.

Дизайн механизмов управления

Механизм ручного управления подачей

Механизм предназначен для ручного изменения расхода от нуля до номинального при работе насоса на холостом ходу (при давлении, не превышающем примерно 5 МПа) и установлен в передней крышке насоса. В корпусе 3 находится винт 4, рабочая часть которого ввинчивается в резьбовое отверстие поршня 5, который пальцами соединяется с качающейся шайбой насоса. Когда маховик поворачивается на 2 оборота, поршень движется вдоль винта и заставляет вращаться шайбу автомата перекоса.

Необходимое положение фиксируется гайкой 1. Механизм ручной регулировки позволяет изменять расход насоса в любой его полости. Схема подключения трубопровода к насосу в зависимости от работы в той или иной полости указывается на паспортной табличке, прикрепленной к насосу.

Ручной насос не имеет вспомогательного подкачивающего насоса и реверсивных клапанов.

Механизм управления дежурным гидроусилителем

Механизм слежения предназначен для постепенного изменения расхода насоса от нулевого до номинального в любой из полостей насоса при работе под давлением и без него. Механизм расположен прямо в передней крышке помпы. Основным элементом толкателя является гидроусилитель, который состоит из поршня 1 с вдавленной в него втулкой 2, катушки толкателя 3 и штока 4. Движение поршня обеспечивает вращение наклонной шайбы. Масло из соответствующей полости в корпусе через обратные клапаны поступает в гидросистему. Когда шток 4 опускается, полость B гидроумножителя соединяется с выхлопом, и поршень движется вниз под действием давления масла, поворачивая наклонную шайбу и тем самым изменяя поток насоса. При движении штока вверх масло по каналу Е гидроусилителя попадает в полость В и поршень из-за разницы зон поднимается вверх.

Механизм ручного управления подачей

Рис. 6. Механизм ручного управления подачей

В передней крышке насоса установлены три обратных клапана; два из них обеспечивают подачу масла к гидроусилителю рулевого управления, а третий — от вспомогательного насоса для перемещения наклонной шайбы через положение нулевой подачи. Предохранительный клапан 9 вспомогательного насоса расположен в корпусе 8. Верхнее и нижнее положения штока соответствуют номинальному расходу. Соответствие нагнетательной и всасывающей полостей положению регулятора давления указано в таблице, прилагаемой к насосу.

Электрогидравлический механизм управления мощностью

Механизм предназначен для дистанционной ступенчатой ​​регулировки питания насоса от электрического сигнала и состоит из двух основных частей: исполнительной и главной. Исполнительная часть включает в себя все элементы ведомого механизма регулирования подачи питания, ведущая часть обеспечивает установку ведомой катушки в требуемом положении.

При включении одного из электромагнитов масло подается под соответствующий поршень 1. Этот поршень, воздействуя на рычаг 4, переводит шток в положение, определяемое винтом 3.

На корпусе механизма имеются пластины «Em1», «Em2», «Em3», «Em4», обозначающие номер электромагнита, и «P1, P2, P3, P4», обозначающие относительные зерна.

Для смены источника питания необходимо ослабить гайку 2 и, повернув винт 3, установить его в нужное положение, затем затянуть гайку.

На корпусе механизма установлена ​​пластина, показывающая соответствие зерен электромагнитов и разрядных полостей.

Электрическое оборудование. Гидравлические клапаны R34-E1VK-S6 / 200 с электромагнитами используются на насосах NA4M с электрогидравлическим управлением. Напряжение электромагнитов 110В, род тока переменный.

Электрогидравлический механизм управления мощностью

Рис. 8. Электрогидравлический механизм управления мощностью

Регулятор мощности

Регулятор мощности предназначен для автоматического переключения потока насоса в режим постоянной выходной мощности и может быть отрегулирован для поддержания постоянной выходной мощности в диапазоне от 30 до 80% номинальной мощности в полости насоса.

Регулятор выполнен в отдельном корпусе и установлен в передней крышке насоса. Масло из напорной полости поступает в полости штока 2 и золотника 1, поскольку диаметр штока больше диаметра золотника, поэтому на шток действует сила, зависящая от давления нагнетания. Перед началом регулировки усилие на штоке уравновешивается усилием пружин 3 и 4.

Рис. 9. Регулятор мощности

По мере увеличения давления нагнетания шток вместе со следящей катушкой начинает двигаться вверх до тех пор, пока давление не уравновесится, а для сжимающей силы пружины площадь окна в гильзе 2, соединяющей канал E поршня 1 с полостью стержня золотника, давление в полости B увеличится, и, как следствие, гидроусилитель увеличится. Он начнет движение вверх, изменяя значение подачи за счет изменения угла наклона наклонной шайбы, пока силы, действующие на гидравлический мультипликатор на конце штока и конце B, не будут уравновешены.

Благодаря наличию регулировочных винтов 5 и 6 можно изменять характеристики пружин и поддерживать подаваемую мощность в заданном диапазоне.

Преимущества и недостатки использования

Аксиально-поршневые гидронасосы используются гораздо чаще, чем радиальные и паропоршневые модели. Это связано с компактными размерами и высокой производительностью осевого крепления. Уменьшенные размеры рабочих частей позволяют получить низкий момент инерции. При этом в процессе работы оборудования можно отметить довольно высокую частоту вращения.

Аксиально-поршневой двигатель работает с частотой от 600 до 4000 об / мин.

Кроме того, в отличие от паровой модели поршневые позволяют регулировать объем, направление и мощность энергоносителя в системе. Однако устройства могут работать в условиях повышенного гидравлического давления. Они отличаются высокой производительностью даже при давлении в пределах 40 МПа, в то время как радиально-поршневое оборудование может нормально работать только при 30 МПа.

Как выбрать аксиально-поршневой насос: критерии и рекомендации
Среди преимуществ аксиально-поршневых насосов — долгий срок службы

К недостаткам устройств можно отнести:

  • Нерегулярное водоснабжение и потребление;
  • Сильная пульсация при работе гидромотора;
  • Чувствительность оборудования к загрязненной рабочей среде;
  • Высокий уровень шума (по сравнению с зубчатыми и пластинчатыми агрегатами).

К тому же такое оборудование довольно дорогое. Неправильное использование может вызвать серьезные повреждения. Снять их будет непросто из-за сложной конструкции насосов.

Гидравлические насосы просты по конструкции и имеют отличную производительность. Во время работы устройства преобразуют механическую энергию вращения в гидравлическую. Принцип работы основан на системе поршень-поршень, когда двигатель насоса создает крутящий момент, создается давление, которое приводит в движение поршень. Корпус всех гидронасосов содержит две изолированные камеры: нагнетательную и всасывающую. Во время работы жидкость перемещается между камерами. Такая закрытая система отличается высокой производительностью, прочностью и ремонтопригодностью.

Объем и основные параметры

Современные гидронасосы комплектуются аксессуарами, значительно расширяющими функциональность даже самых простых моделей. Устройства могут работать как автономные узлы, так и входить в сложные гидроприводы и агрегаты. Гидравлические насосы используются во многих отраслях промышленности: нефтегазовой, деревообрабатывающей, химической. Кроме того, оборудование является конструктивным элементом автокранов, грузовых и дорожных транспортных средств, электрического подвижного состава. Некоторые модели используются в строительстве, машиностроении, ЖКХ.

Основные технические параметры гидронасосов :

1. Рабочий объем (см. Куб / оборот).
2. Частота вращения (об / мин).
3. Допустимое рабочее давление (МПа).
4. Объем рабочих камер (см. Куб).
5. Допустимый уровень вязкости рабочего тела (Па • с).
6. Размеры и вес.

При выборе гидронасоса большое значение имеет тип конструкции, который выбирается исходя из предполагаемых условий эксплуатации.

Гидравлические шестеренные насосы — это роторные гидравлические механизмы, применяемые в системах с давлением не более 20 МПа. Основным корпусом этих гидронасосов являются шестерни. Есть два типа устройств:

1. Насосы с внешним зацеплением

Принцип работы шестеренчатых гидронасосов с внешним зацеплением заключается в следующем: шестерни вращаются, а жидкость, попадая в полости зубьев, движется от входа к выходу. В этом случае зубья шестерни перемещают больше жидкости, чем может поместиться в пространство, образованное зубьями зацепления. Разница в объемах вытесняемой жидкости образует «заблокированную» объемную зону, что приводит к накоплению гидростатического давления. Шестерни большинства насосов имеют классическую форму прямоугольных зубцов; реже встречаются устройства с косыми зубами или шевронами.

— простая конструкция и ремонтопригодность;
— частота вращения до 5 тыс об / мин.;
— доступная стоимость владения и обслуживания.

— низкий КПД по сравнению с другими типами насосов;
— возникновение ряби.

2. Насосы с внутренним зацеплением

Принцип действия гидравлического шестеренчатого насоса с внутренним зацеплением также основан на перекачке жидкости в глубины шестерен. Отличительной особенностью данного конструктивного решения является более низкий уровень пульсации и пониженный уровень шума. Насосы такой конструкции используются в помещении.

— частота вращения до 4 тыс об / мин.;
— минимальный уровень шума, вибрации;
— демократичная стоимость и простое обслуживание.

— относительно невысокий КПД.

В гидронасосах лопастной конструкции пластины используются как толкатели рабочей жидкости. Элементы расположены радиально и при работе насосного оборудования совершают возвратно-поступательные движения. Этот тип гидравлического насоса часто называют шиберным. Оборудование отличается низким уровнем шума и равномерным энергоснабжением. Оптимальное рабочее давление для пластинчатых насосов 20-22 МПа. Некоторые модификации могут применяться при давлениях до 30 МПа.

Основными рабочими частями пластинчатого насоса являются: кольцо, плоский клапан с впускным / выпускным отверстиями, ротор и тарелки. Для гидравлических насосов одностороннего действия рабочий объем может быть изменен путем изменения значения эксцентриситета. Агрегаты двойного действия имеют две зоны всасывания и нагнетания.

Принцип работы лопастного гидронасоса: источник движения соединен с валом, приводимым в действие ротором, в котором расположены рабочие пластины. Когда ротор вращается, на пластины действует центробежная сила. Под действием силы пластины перемещаются по неподвижному кольцу, создавая принудительное уплотнение. Центр ротора смещен в плоскости от центра кольца, за счет чего объемы кольца изменяются циклически.

— бесшумная работа и отсутствие вибраций;
— возможность регулировки объема работы (в моделях одиночного действия);
— низкие требования к чистоте жидкостей;
— большая продолжительность;
— доступная стоимость.

— сложный ремонт, многие элементы при выходе из строя требуют полной замены агрегата.

В гидравлических поршневых насосах жидкость нагнетается возвратно-поступательными движениями поршневых механизмов в камеры. Поршневые агрегаты широко используются в различных отраслях промышленности для гидроэнергетики двигателей и вспомогательных механизмов. Этот тип гидравлического насоса часто используется в качестве резервного источника гидравлической энергии. Устройства работают при давлении до 50 МПа.

Стандартные элементы поршневого насоса: распределительная пластина, поршни с упорными подшипниками, блок цилиндров, качающаяся шайба, шайба высокого давления с пружиной. Качающаяся шайба расположена под углом к ​​ротору и упорному поршню.

Принцип работы гидропоршневого насоса: при вращении ротора косой диск фиксируется упорным подшипником, который остается неподвижным. Поршень начинает совершать возвратно-поступательное движение, создавая положительный объем. В следующем цикле объем значительно уменьшается, давление увеличивается. Плоский сепаратор используется для разделения входящего и выходящего потоков рабочей жидкости.

Гидравлические поршневые насосы бывают разных типов конструкции: аксиально-поршневые, объемно-регулируемые и радиально-поршневые. Каждый вид имеет свои особенности, тактико-технические характеристики.

Аксиально-поршневые насосы наиболее востребованы в отрасли. Особенность этого типа оборудования заключается в следующем: к ротору прикреплен вал, который находится со стороны наклонной шайбы (реже с противоположной стороны). В центре наклонной шайбы есть отверстия под вал. В таком насосе поршни движутся вокруг одной оси с рабочим валом. Некоторые модели используют поршни вместо поршней в качестве вытеснителя жидкости.

Аксиально-поршневые агрегаты имеют оптимальные массогабаритные характеристики с точки зрения эффективности. Насосы способны создавать давление до 40 МПа и длительное время работать на высоких оборотах — до 4 тыс. Об / мин. Гидравлические насосы этого типа со скоростью вращения до 20 тыс. Об / мин успешно разработаны и применяются.

— простота конструкции, ремонтопригодность;
— работать при высоком давлении;
— высокая эффективность;
— оптимальное соотношение мощности и производительности.

— цена выше, чем у других гидронасосов.

Регулируемые аксиально-поршневые гидравлические насосы — это регулируемые насосные агрегаты.

Объемный аксиально-поршневой насос

Устройство используется, когда требуется переменная подача. Регулировка производится изменением скорости или смещения ротора. Первый вариант экономически невыгоден, поэтому получил распространение второй вариант. В устройствах этого типа количество жидкости зависит от положения кольца статора в пластинчатых агрегатах или от наклонной шайбы в поршневых агрегатах.

Конструктивные элементы аксиально-поршневого насоса переменной подачи: ротор, плоский распределитель, наклонный регулируемый диск, управляющий поршень, шайба высокого давления, рабочие поршни с упорными подшипниками, регулятор объема, компенсатор, жиклер, сервоклапан, пружины.

Принцип работы аксиально-поршневого гидронасоса с объемной регулировкой: шток с резьбой ограничивает угол поворота наклонной шайбы. При достижении концевого выключателя пружина перемещает наклонную шайбу на максимально возможный угол. При этом под действием движения ротора подшипники поршня прижимаются к поверхности диска. Возвратно-поступательные движения поршневого узла происходят, когда первая половина поршней внутри ротора выдвигается, создавая больший объем. В результате жидкость через входное отверстие заполняет рабочий объем. Другая половина поршней входит в ротор, создавая небольшой объем, а рабочая жидкость выходит через выходное отверстие.

При уменьшении угла поворота диска ход поршня будет уменьшаться и количество рабочей жидкости уменьшится. Наибольший объем достигается, когда диск вращается на максимально возможный угол.

— компактный размер в сочетании с внушительной мощностью;
— минимальный момент инерции;
— простая регулировка направления, давления;
— частота вращения до 4 тыс об / мин.;
— оптимальное давление до -40 МПа;
— высокий КПД — до 97%.

— высокая стоимость по сравнению с нерегулируемыми гидронасосами;
— требуется тонкая настройка.

Оборудование этого типа имеет распределительную арматуру. По мере движения вала поршни выходят из цилиндров и заполняются жидкостью, протекающей через впускные клапаны. Радиально-поршневые гидронасосы в качестве насоса используются редко. В основном они входят в состав двигателей и гидравлических систем с давлением выше 40 МПа. Устройства способны работать длительное время, создавая рабочее давление 100 МПа. Большинство моделей радиально-поршневых гидронасосов низкоскоростные. Частота вращения, как правило, составляет 1,2–2 тысячи об / мин. Модификации с небольшим рабочим объемом могут развивать частоту до 3 тысяч оборотов в минуту.

Радиально-поршневое насосное оборудование выпускается в двух вариантах: с эксцентриковым ротором или валом. В первом случае узел рабочего поршня расположен на роторе. В этом случае ось вращения неподвижного статора перемещается для создания поступательных движений поршней. Распределение жидкости осуществляется змеевиком.

— максимальная надежность, редкие отказы;
— Компактный размер;
— широкий диапазон рабочих давлений.

— наличие пульсации;
— большой вес при малых габаритах.

Аксиально-поршневой насос со сложенным блоком

Конструкция аксиально-поршневого насоса, оснащенного наклонным блоком, имеет несколько особенностей. Во время работы цилиндры вращаются вместе с валом, а поршни двигаются вперед. Цилиндры примыкают к распределителю с двумя пазами. По мере движения поршня цилиндр перемещается к впускной канавке, заполняясь жидкостью. При прохождении нижней точки, когда поршень полностью выдвинут, цилиндр соединяется со второй канавкой, и жидкость выбрасывается под давлением. В качестве распределителя используется стандартный змеевик.

Еще одна особенность этих гидронасосов — наличие сливной магистрали. Это необходимо для стабилизации повышающегося давления из-за потери рабочей жидкости из цилиндра в процессе откачки. При разрыве сливной магистрали корпус устройства через некоторое время разрушится.

Для нормальной работы гидронасоса с наклонным агрегатом необходимо синхронизировать вал с цилиндрами. Синхронизация может выполняться с силовым или немилым карданом, поршневыми штоками или зубчатой ​​муфтой.

— работа при давлениях до 60 МПа;
— высокая эффективность;
— оптимальная мощность.

— необходимость синхронизации;
— сложность ТО.

Критерии выбора гидравлического насоса

При выборе гидронасоса необходимо учитывать условия работы гидросистемы. При выборе насоса и его конструкции важно обращать внимание на уровень давления, характеристики жидкости, КПД и т.д.

При уменьшении угла поворота диска ход поршня будет уменьшаться и количество рабочей жидкости уменьшится. Наибольший объем достигается, когда диск вращается на максимально возможный угол.

Устройство аксиально поршневых насосов

Гидравлическая машина с наклонным диском включает в себя блок цилиндров, ось которого совпадает с осью коленчатого вала 1, а под углом a к ней расположена ось диска 2, к которой ниже расположены шатуны 3 5 Di схема работы гидромашины в насосном режиме. Приводной вал приводит в движение блок цилиндров.

Система распределения выполняет несколько функций. Это упорный подшипник, на который действует сумма сил осевого давления от всех цилиндров; переключатель для соединения цилиндров с линиями всасывания и нагнетания рабочей жидкости; вращающееся уплотнение, отделяющее линии всасывания и нагнетания друг от друга и от окружающих полостей. Поверхности, составляющие распределительную систему, должны быть центрированы между ними, и одна из них (поверхность блока цилиндров) должна иметь небольшую свободу самоориентации для образования слоя смазки. Эти функции выполняет шлицевое соединение с подвижной эвольвентой 12 между блоком цилиндров и валом. Чтобы шарнир распределительной системы не открывался под действием центробежных сил поршней, предусмотрена центральная блокировка блока с помощью пружины 10.

Основные разновидности

По своей конструкции гидравлический поршневой насос, например аксиально-поршневой гидромотор, может относиться к одной из следующих категорий:

  • устройства с установленной под определенным углом шайбой;
  • аксиально-поршневые насосы или гидромоторы, оснащенные блоком цилиндров наклонного типа.

Блок цилиндров гидромоторов и гидронасосов аксиально-поршневого типа, снабженный наклонной шайбой, установлен соосно относительно коленчатого вала и жестко с ним связан. Поршни, движущиеся в канавках рабочей камеры, упираются торцевой поверхностью в шайбу, установленную под углом к ​​оси коленчатого вала. Принцип работы такого аксиально-поршневого насоса заключается в том, что при совместном вращении коленчатого вала и соединенных между собой наклонных шайб поршни устройства начинают двигаться вперед-назад, тем самым уменьшая или увеличивая объем рабочих камер.

По мере того как объем рабочих камер начинает изменяться, перекачиваемая через насос жидкость всасывается и выходит. Аппараты качающейся шайбы представляют собой регулируемые гидронасосы, поскольку, изменяя угол, под которым расположена рабочая поверхность шайбы, можно изменять параметры потока перекачиваемой жидкости. Также с помощью такого насосного устройства можно реверсировать подачу воды, изменив направление угла наклона шайбы относительно оси коленчатого вала на обратное. Аксиально-поршневые насосы с наклонной шайбой устанавливаются в гидравлических системах, работающих со средними и высокими нагрузками.

Ремонт оборудования

Блок с закрытыми отверстиями снимается и промывается керосиновым составом. Кроме того, каждый отдельный элемент помпы необходимо очистить содовым раствором. Для ремонта отверстий цилиндрического блока используется специальный инструмент — разрезной чугун. На него наносится смесь алмазного порошка, олеиновой кислоты и стеарина. Промышленные поршни с масляной смазкой обрабатываются без использования абразивных паст.

Притирка на конкретном станке используется для восстановления сферической поверхности цилиндров. Торцевая поверхность восстанавливается путем шлифовки основных отверстий корундовым камнем и алмазным порошком. Аналогичным образом проводится ремонт рабочей поверхности. При восстановлении конструкции необходимо следить за тем, чтобы все детали были очищены от грязи и коррозии, а также смазывались специальной жидкостью.

Ремонт невозможен в следующих случаях:

  • Если на корпусе насоса, фланце или дверце есть трещины, вмятины или сколы.
  • Следы глубокого заедания на поверхности блока цилиндров или вала подшипника препятствуют ремонту.
  • При обнаружении перекоса на шатунах и поршнях восстановление невозможно.

Принцип работы аксиально-поршневого двигателя

Область применения


Корпус машины с приводом машины гидравлический барабан машины


Поршни привода гидравлических машин станков


Комбинированный гидроэлектрический привод Ан-140
Это один из самых распространенных типов гидравлических машин. Они используются как насосы и как гидромоторы. Они устанавливаются, например, в гидравлических системах многих одноковшовых экскаваторов, а привод некоторых бульдозеров, в которых управление основано на принципе джойстика, также осуществляется аксиально-поршневыми насосами и гидромоторами. Гидравлические машины этого типа широко используются в гидравлических приводах станков, асфальтовых катков, строительной техники и самолетов.

Также используется в некоторых аппаратах для мытья под давлением, например в некоторых аппаратах для мытья под давлением Kärcher.

Достоинства и недостатки

Аксиально-поршневой двигатель и гидронасос этого типа по сравнению с радиальными и паровыми устройствами имеют следующие преимущества:

  • При достаточно компактных размерах и небольшом весе такие устройства обладают впечатляющей мощностью и достойной производительностью.
  • Благодаря своим компактным размерам и малому весу аксиально-поршневые насосы во время работы создают небольшой момент инерции.
  • Скорость вращения выходного вала аксиально-поршневого двигателя очень легко регулировать.
  • Эти устройства эффективно работают даже при достаточно высоком давлении рабочей среды и одновременно создают соответствующий крутящий момент на выходном валу.
  • В таких установках возможно изменение объема рабочей камеры, что невозможно при использовании гидронасосов и радиально-поршневых двигателей.
  • Частота вращения выходного вала гидромотора этого типа в зависимости от модели может составлять от 500 до 4000 об / мин.
  • В отличие от радиально-поршневых насосов, которые могут работать при давлении рабочей жидкости не более 30 МПа, аксиальные агрегаты способны работать при давлениях до 35-40 МПа. В этом случае потеря величины этого давления составит всего 3-5%.
  • Поскольку поршни аксиальных насосов устанавливаются в рабочих камерах с минимальными зазорами, достигается высокая герметичность таких установок.
  • При использовании этого типа насоса можно регулировать как направление потока, так и давление рабочей жидкости.

Регулируемый аксиально-поршневой двигатель используется на погрузчиках, экскаваторах и мобильных кранах

Как и любое другое техническое устройство, аксиально-поршневые насосы имеют недостатки:

  • Эти насосы довольно дорогие.
  • Сложность конструкции значительно затрудняет ремонт аксиально-поршневых гидронасосов.
  • Гидравлические механизмы этого типа из-за не слишком высокой надежности следует эксплуатировать только по инструкции, иначе вы можете столкнуться не только с низким КПД такого устройства, но и с его частыми выходами из строя.
  • При использовании насосного оборудования этого типа жидкость в гидросистему подается с большой пульсацией и, как следствие, расходуется неравномерно.
  • Из-за высокой пульсационной характеристики работы таких насосов гидравлическая система, которой оснащена система трубопроводов, может работать некорректно.
  • Гидравлические механизмы аксиально-поршневого типа очень критично реагируют на грязную рабочую среду, поэтому их можно использовать только с фильтрами, размер ячеек которых не превышает 10 мкм.
  • Аксиально-поршневые гидроаппараты из-за особенностей своей конструкции при работе издают значительно больше шума, чем модели пластинчатых и шестеренчатых насосов и гидромоторов.

Устройство и общий принцип

В поршневом насосе жидкость вытесняется поршнем. В рабочем цикле этого насоса можно выделить две фазы:

  • нагнетание, когда жидкость вытесняется насосом;
  • всасывание, когда жидкость попадает в рабочую камеру.

Во время фазы откачки насос будет подавать на максимум. И во время фазы всасывания потока не будет.

То есть во время работы поршневого насоса будут наблюдаться сильные пульсации потока. Это нежелательное явление, поскольку не может быть гарантирована плавная работа исполнительных механизмов гидравлического привода при высокой пульсации. Проще говоря, гидроцилиндры будут двигаться рывками, что приведет к вибрации всей конфигурации машины, пресса или подъемной машины.

Для уменьшения пульсации на одном приводном валу можно установить несколько поршневых насосных агрегатов.

Если ось вращения вала перпендикулярна осям рабочих органов или образует с ними угол больше 45 °, такой насос называют радиально-поршневым насосом.


Радиально-поршневой насос

Если ось вращения вала параллельна осям рабочих органов или образует с ними угол менее 45 °, такой насос называют аксиально-поршневым насосом.


Аксиально-поршневой насос

То есть аксиально-поршневой насос — это ротор на поршневом насосе, у которого ось вращения приводного вала параллельна осям рабочих органов или образует с ними угол менее 45°.

Принцип работы насосов

Вытеснители в аксиально-поршневых машинах могут быть поршневыми или поршневыми.

Плунжерные насосы иногда называют осевыми плунжерными насосами. Однако эта особенность названия часто не отражается, и насос называют аксиально-поршневым насосом, независимо от того, является ли вытеснитель поршневым или плунжерным.

В аксиально-поршневых насосах с наклонным агрегатом оси рабочих органов наклонены относительно оси вала двигателя. Этот угол определяет величину хода поршней. Его величина меньше 45 °. У большинства моделей угол наклона составляет 20 ° -30°.

При вращении вала ротор или блок цилиндров также приводится в движение поршнями, установленными на коленчатом валу с возможностью вращения.

Ротор прижимается к сферической поверхности диска распределителя, на которой выполнены две канавки серповидной формы.

При вращении коленчатого вала каждый из поршней входит в отверстия ротора. Величина движения зависит от угла наклона блока.

По мере движения поршня, увеличивая объем рабочей камеры, жидкость втягивается через серповидную канавку и заполняет камеру.

При движении поршня в обратном направлении объем рабочей камеры уменьшается. Жидкость вытесняется через другую канавку в форме полумесяца. Отверстия в роторе, в которых движутся поршни, распределены равномерно. В этот момент, пока одни поршни перемещают жидкость, другие движутся в противоположном направлении. Это обеспечивает непрерывный поток перекачиваемой жидкости со значительным уменьшением пульсаций.

В аксиально-поршневых насосах с наклонной шайбой оси рабочих органов параллельны оси вала двигателя. Движение поршней или плунжеров внутри ротора обеспечивается наклонной шайбой, на которой плунжеры поддерживаются толкателями.

Ротор закреплен на валу шпонкой, поэтому при вращении приводного вала вращается ротор, а вместе с ним и поршни.

Плунжеры при вращении коленчатого вала перемещаются в отверстиях ротора.

При увеличении рабочей камеры жидкость заполняет ее. Когда плунжер движется в противоположном направлении, жидкость выталкивается в сливную линию.

Рекомендации и критерии выбора

Чтобы выбрать правильный поршневой насос, необходимо учитывать его расход и будущие условия использования. Итак, для работы в экстремальных условиях, связанных с гидроударами, подойдут насосы высокого давления. Поршневой насос переменной производительности — идеальный выбор для установки в мини-экскаваторы, различные приводные валы и рабочие порты. Нерегулируемые модели обычно выбирают для установки на коробку отбора мощности в мобильных кранах, коммунальном транспорте и другом специальном оборудовании.

При выборе между насосом с наклонной шайбой и устройством с наклонной шайбой учитывайте:

  1. Габариты оборудования. За счет исключения громоздкого подшипникового узла и консольного вала насосы с наклонной шайбой становятся более компактными.
  2. Продолжительность жизни. В тех же условиях жесткие диски проработают на 3-5 тысяч часов дольше, чем устройства с наклонным диском.
  3. Эффективность. Станки с наклонным блоком считаются более производительными. При этом насосы с наклонной шайбой всего на 2% ниже этих%.
  4. Требования к рабочей жидкости. Устройства с наклонными узлами требуют более вязкой рабочей среды (порядка 15-25 мкм), устойчивой к высоким температурам.

Аксиально-поршневой гидравлический насос
Чтобы правильно выбрать аксиально-поршневой насос, нужно посмотреть обучающее видео и проконсультироваться с продавцом

Кроме того, важно знать, что насосы с наклонной шайбой отличаются малым количеством деталей при более высокой точности и металлоемкости на единицу продукции. Это очень важно при изготовлении собственного оборудования.

Аксиально-поршневые агрегаты с наклонной шайбой легче сделать своими руками, чем оборудование с наклонной шайбой.

Это связано с тем, что модели с наклонным блоком комплектуются более сложным и развитым поршневым узлом. Кроме того, такие устройства содержат различные устройства синхронизации.

Аксиально-поршневые насосы сейчас широко используются во многих отраслях бытового и промышленного использования. Они отличаются высокими эксплуатационными показателями, среди которых можно выделить их долговечность, высокие характеристики и компактные размеры. Осевые гидравлические насосы бывают нескольких типов. На выбор оборудования влияют его технические характеристики и область применения.

Конструкция этого типа насоса следующая: в корпусе установлен приводной вал, который через карданный вал передает вращение на блок цилиндров. Блок расположен аксиально по отношению к оси вращения. Меняется и длина хода поршня, она напрямую зависит от степени наклона. В насосах этого типа цилиндры действуют как рабочие камеры, а форсунки — как вытеснители.

Преимущество регулируемых аксиально-поршневых насосов

— они способны работать даже при высоких давлениях, чем обычные поршневые, в том, что их можно использовать не только как насосы, но и как гидромоторы.

Все, что необходимо для постоянной работы крупногабаритного оборудования, вы всегда можете заказать в нашем интернет-магазине. В ассортименте компании огромное количество насосов серии S и H рабочим объемом 33, 52, 71, 90, 112 куб. Обратившись в нашу компанию, вы гарантированно получите не только качественный сервис, но и индивидуальный подход, а также можете рассчитывать на качественную консультацию и быструю доставку вашего заказа.

купить новые аксиально-поршневые двигатели для российской и импортной техники вы можете у нас, в наличии или под заказ со склада производителя. В зависимости от объема вашей заявки предоставляется дополнительная скидка от цены имплантата производителя. Возможна доставка во все регионы России.

На фото — аксиально-поршневой гидронасос

Аксиально-поршневой гидравлический насос

Принцип работы

При вращении вала гидромашины (рис. 1) плунжер, расположенный внизу (в нижней мертвой точке), перемещается вверх и одновременно перемещается по оси насоса «от края» блока цилиндров. — происходит всасывание. При этом поршень, который находился вверху, опускается и перемещается «к краю» блока цилиндров — происходит впрыск. Плунжеры, которые в данный момент перекачивают, соединяются между собой канавкой и образуют полость высокого давления; и те плунжеры, которые они в настоящее время всасывают, соединены друг с другом другой канавкой и образуют полость низкого давления. Полости высокого и низкого давления отделены друг от друга. Точка, в которой плунжер переходит из полости высокого давления в полость низкого давления, называется верхней мертвой точкой, а там, где происходит обратный переход, находится нижняя мертвая точка. Когда плунжер проходит через одну из мертвых зон, образуются заблокированные объемы.

Конструкция с наклонным блоком или диском

Для обеспечения линейного движения поршней при вращении вала необходимо наклонять блок цилиндров относительно оси вращения. Или наклоните диск, на котором упираются поршни.

В первом случае насосы будут называться аксиально-поршневыми с наклонным узлом, во втором — с наклонной шайбой.





Регулируемые аксиальные насосы

Ход поршня зависит от угла наклона блока или диска.

Оказывается, если изменить этот угол, можно изменить объем рабочей камеры насоса. Итак, скорректируйте его предложение.

Насосы, конструкция которых предусматривает изменение объема рабочей камеры, называются регулируемыми.

Доступны насосы с переключаемой шайбой и регулируемой наклонной шайбой.

В этой конструкции пружина воздействует на наклонную шайбу с одной стороны и регулирующий плунжер с другой.

По мере увеличения давления под плунжером угол наклона диска будет уменьшаться, и расход насоса будет уменьшаться.

В этом аксиально-поршневом насосе переменной производительности с наклонным блоком установлена ​​червячная передача, которая позволяет изменять угол наклона блока и тем самым изменять рабочий объем и расход насоса.

Источники

 

  • https://tex16.ru/teoriya/aksialno-porshnevoj-nasos-princip-raboty-podrobnyj.html
  • https://kanaliza.ru/nasosy/aksialno-porshnevoj-nasos
  • https://nasos-kitai.ru/remont-nasosov/nasos-aksialno-porshnevoj-ustrojstvo-i-princzip-raboty
  • https://mehmanxona.ru/izmereniya/aksialno-porshnevoj-gidromotor.html
  • https://CraftMiks.ru/stroj-tehnika/iz-chego-sostoit-aksialno-porshnevoj-nasos.html
  • https://pressadv.ru/samodelkinu/aksialno-porshnevoj.html

Оцените статью
Блог про насосы