Принцип работы насоса аксиально-поршневого нерегулируемого 210.25.13.21. Нерегулируемый аксиально поршневой насос

Как устроен и работает аксиально-поршневой насос| Статьи ГидроМаш

26 марта 2018

В объемных гидроприводах, действующих на попеременном заполнении рабочего объема рабочей жидкостью и вытеснением жидкости из него, помимо шестеренных насосов повсеместно применяют гидромоторы и роторные аксиально-поршневые насосы.

В основе таких гидромашин лежит кривошипно-шатунный механизм: в нем цилиндры двигаются параллельно друг к другу, а поршни, перемещаясь вместе с цилиндрами и одновременно в результате вращения вала кривошипа двигаются относительно цилиндров.

Аксиально-поршневой вариант гидромашин (рис. 1) выполняется:

с наклонным диском;
с наклонным блоком цилиндров.

Устройство аксиально-поршневых насосов

Как устроен и работает аксиально-поршневой насос с наклонным диском

Гидромашина состоит из блока цилиндров 4, ось которого совпадает с осью ведущего вала 1, а под углом а к нему находится ось диска 2, связанная со штоками 3 поршней 5.

Приводим схему работы гидромашины в режиме аксиально-поршневого гидронасоса. Вращение блоку цилиндров передает ведущий вал.

Регулируемые аксиально-поршневые насосы

При повороте на 180° блока 4 вокруг оси насоса поршень, двигаясь поступательно, выталкивает жидкость из цилиндра. Поворот на следующие 180° поршнем производится ход всасывания.

Блок цилиндров торцевой частью плотно прилегает к поверхности неподвижного гидрораспределителя 6 с полукольцевыми пазами 7. Один из пазов 7 через каналы соединен с всасывающим, второй — с напорным трубопроводом. Блок цилиндров имеет отверстия, соединенные с гидрораспределителем.

При подаче рабочей жидкости под давлением в гидромашину через каналы, она воздействует на поршни, заставляя их двигаться возвратно-поступательно, что, в свою очередь, вращает диск и соединенный с ним вал.

Как устроен и работает аксиально-поршневой насос с наклонным блоком цилиндров

Блок цилиндров 4 с поршнями 5 и шатунами 9 наклонен по отношению к приводному диску 2 вала 1 на некий угол. От вала блок цилиндров через универсальный шарнир 8 получает вращение.

Вращение вала вызывает возвратно-поступательные движение поршней и шатунов в цилиндрах блока, которые вращаются вместе с валом. За 1 оборот блока цилиндров каждый поршень производит ход всасывания и ход нагнетания рабочей жидкости.

Пазы в гидрораспределителе через каналы соединены с трубопроводом: один — с всасывающим, второй — с напорным. Регулирование объемной подачи аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком цилиндров происходит изменением величины угла наклона оси блока до 25° относительно оси вала.

При соосном нахождении блока цилиндров с ведущим валом поршни не двигаются и объемная подача насоса = 0.

Нерегулируемые насосы аксиально-поршневого типа

На рис. 2. приведена схема устройства нерегулируемого аксиально-поршневого насоса-гидромотора с наклонным диском.

В корпусе 4 находится вал 1, вращающийся вместе с блоком цилиндров 5. Поршни 11, опирающиеся на наклонный диск 3, двигаются возвратно-поступательно.

Осевые силы давления передаются непосредственно корпусным деталям: передней крышке 2 через люльку 14 и заднюю крышку 8 корпуса, далее через башмаки 13 поршней и гидрораспределитель, представляющие собой гидростатические опоры, хорошо показавшие себя в работе при высоких величинах давления и скоростей скольжения.

В аксиально-поршневом насосе-моторе применена система распределения рабочей жидкости по торцовому типу, которую образуют торец 6 блока цилиндров с открывающимися окнами 9 цилиндров и торец гидрораспределителя.

Возврат к списку

www.ugm74.com

Насосы аксиально-поршневые регулируемые НА

Состав, устройство и работа

Состав

Регулируемый аксиально-поршневой насос типа НА представляет собой агрегат, состоящий из следующих узлов: аксиально-поршневого насоса высокого давления; механизма регулирования подачи; вспомогательного насоса низкого давления (основное исполнение для НАС и НА4М, по заказу – для НАР и НАД).

Рис. 1. Габаритные и присоединительные размеры насоса типа НАР

Рис. 2. Габаритные и присоединительные размеры насоса типа НАС

Рис. 3. Габаритные и присоединительные размеры насоса типа НА4М

Рис. 4. Габаритные и присоединительные размеры насоса типа НАД

Устройство

В передней части корпуса 8 установлен роликовый подшипник 5, служащий опорой ротора 13 и воспринимающий радиальные нагрузки, которые возникают в месте контакта плунжеров 14 с упорным диском 18. При вращении ротора плунжеры совершают возвратно-поступательное движение, осуществляя таким образом всасывание и нагнетание масла.

Контакт между плунжерами и упорным диском выполнен при помощи завальцованных на сферических головках плунжеров бронзовых подпятников, разгрузка которых осуществляется подводом масла под давлением к их опорной поверхности. Пружина 15 через сферическую опору 17 и прижимной диск 16 осуществляет постоянный поджим плунжеров с подпятниками к прижимному диску. Другой стороной пружина 15 вместе с пружиной 6 прижимает ротор к распределительному диску 7. Масло подводится к торцу ротора и отводится от него через распределительные диск и корпус 8, к которому крепятся фланцы для присоединения насоса с гидросистемой.

Рис. 5. Аксиально-поршневой насос

В передней крышке 4 на двух подшипниках (радиальном 2 и радиально-упорном 3) установлен приводной вал 1. Подшипники позволяют осуществлять безлюфтовую посадку вала и исключать влияние на ротор нагрузки со стороны привода. Сопряжение приводного вала с ротором осуществляется при помощи эвольвентного шлицевого соединения, компенсирующего в процессе работы относительное смещение и угол излома осей.

Изменение подачи насоса осуществляется поворотом наклонной шайбы 19 в цилиндрической направляющей передней крышки. Наклонная шайба посредством пальцев 21 связана с сервопоршнем 20, который перемещает наклонную шайбу на задний угол, изменяя таким образом подачу насоса.

В задней части корпуса насоса размещены два реверсивных клапана 10, которые обеспечивают всасывание и нагнетание масла в соответствующие полости насоса в реверсивном режиме. Напорно-всасывающий клапан выполняет две функции: функцию всасывающего клапана 11 при работе насоса на всасывании в открытых схемах и функцию напорного клапана 12 в закрытых системах при отсутствии самовсасывания. Утечки из корпуса насоса отводятся через отверстие К. В передней крышке имеется указатель подачи.

Конструкция механизмов управления

Механизма ручного регулирования подачи

Механизм предназначен для изменения подачи вручную от нуля до номинального значения при работе насоса без нагрузки (при давлении не выше о,5 МПа) и устанавливается в передней крышке насоса. В корпусе 3 находится винт 4, рабочая часть которого вворачивается в резьбовое отверстие поршня 5, соединенного при помощи пальцев с наклонной шайбой насоса. При вращении маховика 2 поршень перемещается по винту и поворачивает наклонную шайбу.

Необходимое положение фиксируется гайкой 1. Механизм ручного регулирования позволяет изменять подачу насос анна какой-нибудь одной его полости. Схема соединения трубопровода с насосом в зависимости от работы на той или другой полости указана на табличке, прикрепленной к насосу.

Насос с механизмом ручного регулирования не имеет вспомогательного подпорного насоса и реверсивных клапанов.

Следящий гидравлический механизм регулирования подачи

Следящий механизм предназначен для плавного изменения подачи насоса от нуля до номинального значения на любой из полостей насоса при работе под давлением и без него. Механизм расположен непосредственно в передней крышки насоса. Основным элементом следящего механизма является гидроусилитель, состоящий из поршня 1 с запрессованной в его втулкой 2, следящего золотника 3 и штока 4. Перемещение поршня обеспечивает поворот наклонной шайбы. Масло от соответствующей полости в корпусе подводится через обратные клапаны в гидросистему. При перемещении штока 4 вниз полость В гидроусилителя соединяется со сливом, и поршень под действием давления масла перемещается вниз, поворачивая наклонную шайбу и изменяя тем самым подачу насоса. При перемещении штока вверх масло по каналу Е гидроусилителя поводится в полость В, и за счет разности площадей поршень поднимается вверх.

Рис. 6. Механизм ручного регулирования подачи

В передней крышке насоса установлены три обратных клапана; два из них обеспечивают подвод масла к гидроусилителю, а третий – от вспомогательного насоса для перевода наклонной шайбы через положение нулевой подачи. Предохранительный клапан 9 вспомогательного насоса расположен в корпусе 8. Верхнее и нижнее положения штока соответствуют номинальной подаче. Соответствие полостей нагнетания и всасывания положению следящего золотника указано на таблице, прикрепленной к насосу.

Механизм электрогидравлического регулирования подачи

Механизм предназначен для дистанционного ступенчатого регулирования подачи насоса от электрического сигнала и состоит из двух основных частей: исполнительной и задающей. Исполнительная часть включает в себя все элементы следящего механизма регулирования подачи, задающая часть обеспечивает установку следящего золотника в требуемое положение.

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

На корпусе механизма имеются таблички «Эм1», «Эм2», «Эм3», «Эм4», указывающие номер электромагнита, и «П1, П2, П3, П4», обозначающая соответствующие установочные винты.

Для изменения подачи необходимо отпустить гайку 2 и, вращая винт 3, установить его в нужное положение, после этого затянуть гайку.

На корпусе механизма установлена табличка, которая указывает соответствие установочных винтов электромагнитов и полостей нагнетания.

Электрооборудование. На насосах типа НА4М с электрогидравлическим управлением применяются гидрораспределители Р34-Э1ВК-С6/200 с электромагнитами. Напряжение электромагнитов 110 В, род тока – переменный.

Рис. 8. Механизм электрогидравлического регулирования подачи

Регулятор мощности

Регулятор мощности предназначен для автоматического изменения подачи насоса в режиме постоянной выходной мощности и допускает настройку для поддержания постоянной выходной мощности в диапазоне от 30 до 80 % от номинальной мощности на одной полости насоса.

Регулятор выполнен в самостоятельном корпусе и устанавливается в передней крышке насоса. Масло из полости нагнетания поступает в полости штока 2 и следящего золотника 1, так как у штока диаметр больше, чем у следящего золотника, то на шток действует усилие, зависящее от давления нагнетания. До начала регулирования усилие на шток уравновешивается силой пружин 3 и 4.

Рис. 9. Регулятор мощности

При увеличении давления нагнетания шток начинает перемещаться вверх вместе со следящим золотником, пока действие давления не уравновесится, при этом силой сжатия пружины площадь окна во втулке 2, соединяющей канал Е поршня 1 со штоковой полостью золотника, увеличится, а следовательно, увеличится давление в полости В гидроусилителя. Он начнет перемещаться вверх, изменяя значение подачи посредством изменения угла наклона наклонной шайбы, до тех пор, пока усилия, действующие на гидроусилитель в штоковой полости и полости В, не уравновесятся.

Благодаря наличию настроенных винтов 5 и 6 можно изменить характеристику пружин и поддерживать выходную мощность в заданном диапазоне.

gidro-sklad.ru

АКСИАЛЬНО ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС - Насосы аксиально-поршневые гидравлические в Беларуси

Конструкция нерегулируемого аксиально-поршневого насоса-гидромотора с наклонным диском показана на рис. 2. В корпусе 4 вместе с валом 1 вращается блок 5 цилиндров. На рис. 70, а и б показана зависимость температуры уплотнений от температуры рабочей жидкости для аксиально-плунжерных насосов регулируемой и нерегулируемой производительности.

Широкое распространение данный вид гидромашин получил в гидроприводе станков, асфальтовых катков, строительной техники и самолётов. Это несколько больше, чем у радиально-плунжерных гидромашин (до 35 МПа). Наибольшее распространение получили аксиально-плунжерные гидромашины. Одним из достоинств аксиально-плунжерных гидромашин является возможность регулирования рабочего объёма.

Одновременно с этим тот плунжер, который находился вверху, перемещается вниз, и совершает движение «к краю» блока цилиндров — происходит нагнетание. 7 — 9), причём ось вращения ротора может составлять с осями поршней угол от 0 до 45° (см. рис.). Давление нагнетания до 30 МПа. Применяются в гидропередачах, в силовых следящих приводах. Насос с наклонным диском — 1. Ндп. см. Насос, наклоннодисковый 2. Аксиально поршневой насос, у которого ведущее звено и ротор расположены на одной оси Смотреть все термины ГОСТ 17398 72. НАСОСЫ.

Насос — У этого термина существуют и другие значения, см. Насос (значения). Аксиально-плунжерные насосы НПА-64 ( рис. 134) применяют для привода гидросистем погрузчиков, а также в качестве гидродвигателей.

Третий насос служит для подпитки гидроаккумулятора, от которого осуществляется управление тормозами. ВНИИГидроприводом были спроектированы и изготовлены аксиально-плунжерные насосы типа НАР с точечным контактом толкателей с наклонной шайбой. В последних конструкциях многоковшовых погрузчиков для привода транспортера использован аксиально-плунжерный насос НПА-64 или МП-5, работающий в режиме гидравлического двигателя.

Используя эту формулу, оценим Тт — т на основе ускоренных испытаний четырех аксиально-плунжерных насосов до 10 000 эквивалентных часов, что соответствует 350 ч работы на установке. Дело в том, что во всех тракторах как у нас, так и за рубежом применены регулируемые аксиально-плунжерные насосы с торцовым распределением, как наиболее конструктивно простые и малогабаритные.

Радиально-плунжерная машина применяется в основном в стационарных приводах. Учитывая это, в основу разрабатываемых конструкций был положен принцип аксиально-плунжерного насоса с пространственной кинематикой. Плунжерные и пластинчатые пары являются вытеснительными элементами насосов. В качестве примера на рис. 1.22 показана схема плунжерной пары аксиально-плунжерного насоса с переменной производительностью.

Выбор емкости баков для рабочей жидкости определяется типом примененной системы — закрытой или открытой, конструкцией насоса и тепловым режимом гидросистемы. Отвальный ленточный конвейер приводится в движение от аксиально-плунжерного насоса через закрытую цепную передачу.

Такой привод компактен, в нем просто осуществляется регулирование скорости путем изменения рабочего объема как насоса, так и гидродвигателя, а также реверсирование. Поддержание постоянного давления и быстрое восполнение утечек из бака осуществляется с помощью шестеренного насоса малой производительности.

Принцип работы насоса аксиально-поршневого нерегулируемого 210.25.13.21

Для главного движения станков средних размеров из числа, регулируемых гидроприводов получили распространение приводы, состоящие из аксиально-плунжерного насоса и гидродвигателя.

Компания Oilgear / США, основанная в 1921 году, является широко известным производителем высоконапорных плунжерных насосов для гидравлики и технологических процессов. Максимальный межремонтный цикл работы плунжерных насосов. Высокая производительность, которая позволяет сократить количество одновременно эксплуатируемых насосов.

Область применения аксиально-плунжерных насосов высокого давления:

Ротор насоса представляет собой вращающийся блок цилиндров, в которых расположены плунжеры, совершающие возвратно – поступательные движения. Плунжеры закреплены в общую кассету, закрепленную на подвижном и вращающемся диске. Статорная часть насоса представляет собой корпус с системой уплотнений вращающихся частей. Данная конструкция аксиально плунжерных насосов позволяет осуществлять нагнетание среды без использования системы клапанов, что существенно повышает надежность насоса.

Описание конструкции и принципа действия/работы аксиального плунжерного насоса производства компании Oilgear с постоянной и переменной подачей.

Соответственно во время работы изменение угла контакта приводит к изменению величины хода каждого плунжера и объема рабочей жидкости подаваемой в патрубок нагнетания. Аксиальные плунжерные насосы традиционного клапанного типа успешно зарекомендовали себя при работе с жидкостями с высоким содержанием воды и с низкой вязкостью.

Плунжеры, как и в бесклапанном типе, соединены в общую кассету с диском, контактирующим с вращающимся наклонным диком переменной толщины. Опционально плунжерные насосы клапанного типа комплектуются встроенным нагнетательным шестеренчатым насосом, который смазывает и обеспечивает расход для охлаждения основного насоса. Самый главный козырь в конструкции плунжерных насосов Oilgear – это гибкость в моделировании насосов под конкретные условия эксплуатации.

Компания производит гидравлические насосы и системы, специально предназначенные для воды и различных водных растворов. Аксиально плунжерные насосы не претерпевают больших изменений в конструкции и в используемых материалах рабочих частей при работе с водой и водными растворами. Срок службы и надежность насосов остаются экстремально большими и легко прогнозируемыми. Контроль работы насоса можно осуществлять как воздухом, так и электронно.

Специальные поршневые насосы DP-DE с воздушным приводом

Насос имеет дублированные источники питания и является четырехтактным. При этом насосы работают на масле и не контактируют с примесями и агрессивной рабочей средой. Низкий износ клапанов и поршневой группы, а соответственно повышенная долговечность работы насосной системы. Современная агротехника немыслима без применения качественных составляющих, особенно это касается насосов аксиально поршневых и гидромоторов, получивших огромное распространения.

Аксиально-поршневые насосы вещь действительно необходимая, а потому и входящая в состав огромного количества техники. Конструкция насосов данного типа представляет собой следующее: в корпусе установлен приводной вал, который и передает через кардан блоку цилиндров вращение. Блок расположен аксиально относительно оси вращения. В насосах данного типа цилиндры выступают в роли рабочих камер, в то время как нососы – в качестве вытеснителей.

Применяются как в качестве насосов, так и в качестве гидромоторов. Для насосов конструкций рис. 8,9возможны исполнения с изменяемым рабочим объемом. Система распределения используемая в данной конструкции насоса называется золотниковой. Рассмотрим еще одну довольно распространённую конструкцию насоса с наклонным диском. Подача определяется частотой вращения вала насоса и рабочим объемом насоса.

Предлагаю также ознакомиться:

kakbypridaser.ru

Нерегулируемые насосы

Аксиально-поршневые нерегулируемые насосы A2FO - это нерегулируемый насос с аксиально-поршневым приводом в исполнении с коническими поршнями и наклонным блоком для гидростатических приводов в открытом контуре. Подача насоса пропорциональна числу оборотов и рабочему объему.

⇒Конструктивный ряд 6

⇒Типоразмер 5...1000

⇒Номинальное давление до 400 бар

⇒Максимальное давление до 450 бар

⇒Открытый контур

⇒Аксиально-поршневая конструкция с коническими поршнями и наклонным блоком

⇒Рабочие присоединения: фланцы SAE или резьба

⇒Большая энергоёмкость

⇒Небольшие размеры

⇒Высокий общий КПД

⇒Экономическая концепция

Подробно A2FO

Типоразмер				5	10	12	16	23	28	32	45
Встроенный		V g	см3	4.93	10.3	12	16	22.9	28.1	32	45.6
Частота вращения		n nom	мин–1	5600	3150	3150	3150	2500	2500	2500	2240
Расход	при n nom	qV	л/мин	27.6	32.4	37.8	50	57	70	80	102
Мощность	Δp = 315 bar	n max	кВт	14.5
Мощность	Δ p = 400 бар		кВт		21.6	25	34	38	47	53	68
Крутящий момент	Δp = 315 bar	T	Нм	24.7
Крутящий момент	Δ p = 400 бар		Нм		65	76	101	146	178	203	290
Масса (приблизительно)		m	кг	2.5	6	6	6	9.5	9.5	9.5	13.5

Типоразмер				56	63	80	90	107	125	160	180
Встроенный		V g	см3	56.1	63	80.4	90	106.7	125	160.4	180
Частота вращения		n nom	мин–1	2000	2000	1800	1800	1800	1600	1450	1450
Расход	при n nom	qV	л/мин	112	126	144	162	170	200	232	261
Мощность	Δp = 400 bar	n max	кВт	75	84	96	108	114	133	155	174
Крутящий момент	Δp = 400 bar	T	Нм	356	400	511	572	678	795	1020	1145
Масса (приблизительно)		m	кг	18	18	23	23	32	32	45	45

Типоразмер				56	63	80	90	107	125	160	180
Встроенный		V g	см3	56.1	63	80.4	90	106.7	125	160.4	180
Частота вращения		n nom	мин–1	2000	2000	1800	1800	1800	1600	1450	1450
Расход	при n nom	qV	л/мин	112	126	144	162	170	200	232	261
Мощность	Δp = 400 bar	n max	кВт	75	84	96	108	114	133	155	174
Крутящий момент	Δp = 400 bar	T	Нм	356	400	511	572	678	795	1020	1145
Масса (приблизительно)		m	кг	18	18	23	23	32	32	45	45

Типоразмер				200	250	355	500	710	1000
Встроенный		V g	см3	200	250	355	500	710	1000
Частота вращения		n nom	мин–1	1550	1500	1320	1200	1200	950
Расход	при n nom	qV	л/мин	310	375	469	600	826	950
Мощность	Δp = 350 bar	n max	кВт		219	273	350	497	554
Мощность	Δ p = 400 бар		кВт	207
Крутящий момент	Δp = 350 bar	T	Нм		1393	1978	2785	3955	5570
Крутящий момент	Δ p = 400 бар		Нм	1272
Масса (приблизительно)		m	кг	66	73	110	155	322	336

Аксиально-поршневые нерегулируемые насосы A4FO

⇒Конструктивный ряд 1 и 3

⇒Типоразмер 16...500

⇒Номинальное давление до 400 бар

⇒Максимальное давление до 450 бар

⇒Открытый контур

⇒Аксиально-поршневой гидромотор с наклонной шайбой

⇒Рабочие присоединения: фланцы SAE

⇒Хорошая характеристика всасывания

⇒Низкая интенсивность шума

⇒Высокий ресурс

⇒Возможно комбинирование насосов

Подробно A4FO

Типоразмер				16	22	28	40	71	125	250	500
Встроенный		V g	см3	16	22	28	40	71	125	250	500
Частота вращения		n nom	мин–1	4000	3600	3000	2750	2200	1800	1500	1320
Расход	при n nom	qV	л/мин	64	79	84	110	152	225	375	660
Мощность	Δp = 350 bar	n max	кВт					91	131	219	385
Мощность	Δ p = 400 бар		кВт	43	53	56	73
Крутящий момент	Δp = 350 bar	T	Нм					395	696	1391	2783
Крутящий момент	Δ p = 400 бар		Нм	102	140	178	254
Масса (приблизительно)		m	кг	13.5	13.5	13.5	16.5	34	61	120	220

Аксиально-поршневые нерегулируемые насосы A10FZO

⇒Конструктивный ряд 10

⇒Типоразмер 6...63

⇒Номинальное давление 315 бар

⇒Максимальное давление 350 бар

⇒Открытый контур

Подробно A10FZO

pgt.in.ua

Принцип работы аксиально-поршневого насоса

Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы получили широкое распространение при конструировании объемных гидроприводов. Устройство аксиально-поршневого насоса основывается на кривошипно-шатунном механизме, который является кинематической основой гидромашин такого типа. В кривошипно-шатунном механизме движение параллельных друг другу цилиндров идет вместе с поршнями. В это же время вращение вала кривошипа перемещает поршни относительно цилиндров. Существует две основные схемы аксиально-поршневых гидромашин – с наклонным блоком цилиндров и наклонным диском.

Принцип работы аксиально-поршневого насоса с наклонным диском основывается на блоке цилиндров, ось которого идентична оси ведущего вала (1), ось диска (2) располагается к нему под определенным углом. К диску присоединены штоки (3) поршней (5).

На рисунке выше представлен вариант аксиально-поршневого насоса с наклонным диском. Принцип его действия достаточно прост и надежен. Движение начинается с ведущего вала, который вращает блок цилиндров. Когда блок совершает поворот вокруг оси насоса в 180 градусов, поршни выталкивают жидкость из цилиндра, поступательно двигаясь. Следующий поворот на 180 градусов поршень делает, всасывая рабочую жидкость. Торцовая поверхность блока цилиндров, отшлифованная и обработанная, прилегает к неподвижному гидрораспределителю (6), поверхность которого также обработана и в котором имеются полукольцевые пазы (7). Один паз соединяется со всасывающим трубопроводом через каналы, другой присоединен к напорному трубопроводу. Блок цилиндров содержит отверстия, которые соединяют гидрораспределитель и цилиндры блока. Рабочая жидкость под давлением через каналы поступает в аксиально-поршневой насос. Из-за давления жидкость приводит в движение поршни, которые вращают вал и диск.

Принцип действия аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком цилиндра имеет некоторые отличия.

Наклонный блок состоит из поршней (5) и шатуна (9), которые наклонены на небольшой угол относительно вала (1) и приводного диска(2). Универсальный шарнир (8) приводит блок цилиндров в движение от вала. Цилиндр блока вращается вместе с валом, поршни (5) и шатуны (9) совершают возвратно-поступательные движения при вращении вала. За один оборот блока происходит всасывание и нагнетание рабочей жидкости. Пазы гидрораспределителя (7) соединены со всасывающим и напорным трубопроводами. Изменения угла наклона оси блока в отношении вала в пределах 25 градусов позволяют регулировать объемную подачу аксиально-поршневого насоса. Если блок цилиндров и ведущий вал расположены соосно, то поршни не двигаются и подача насоса нулевая.

Свои особенности есть и в принципе действия нерегулируемого аксиально-поршневого насоса с наклонным диском. 5 цилиндров в блоке вращается вместе с валом (1) в корпусе (4).Поршни (11) возвратно-поступательно вращаются, благодаря опоре на наклонный диск (3). Напрямую к корпусным деталям передаются осевые силы давления – через люльку (14) передней крышке и задней крышке (8) корпуса через башмаки (13) поршней и гидрораспределитель (7). Эти детали являются гидростатистиескими опорами, которые работают при высокой скорости скольжения и высоком давлении.

В конструкции аксиально-поршневого насоса-гидромотора применяется торцовый тип сиситемы распределения рабочей жидкости. Эта система образуется открыванием окон (9) цилдиндров, которые располагаются на торце (6) блока цилиндров и торцом гидрораспределителя (7).

Несколько основных функций выполняет система распределения:

упорный подшипник, воспринимающий сумму осевых сил давления от всех цилиндров;
переключатель соединения цилиндров с линиями всасывания и нагнетания рабочей жидкости;
вращающееся уплотнение, разобщающее линии всасывания и нагнетания одну от другой и от полостей вокруг.

Для правильно работы аксиально-поршневого насоса необходимо, чтобы поверхности системы распределения были взаимно центрированы, а одна из них могла свободно двигаться, чтобы образовывался слой смазки. Этому помогает расположенное между блоком цилиндров и валом подвижное эвольвентное шлицевое соединение (12). Для того, чтобы не произошло расхождение стыка системы под действием силы поршней, конструкция предполагает наличие центрального прижима блока пружиной (10).

Принцип работы аксиально-поршневого насоса гидромотора с реверсивным потоком и наклонным блоком цилиндров имеет свои отличия в конструкции.

Ось вращения блока (7) цилиндров в таких конструкциях наклонена к оси вращения вала (1). Ведущий диск вала дополнен закрепленными сферическими шарнирами (6) в поршнях (13) сферическими головками(3) шатунов (4). Поршни совершают возвратно-поступательное движение вокруг цилиндров, приходя в движение вращением блока цилиндров и вала вокруг своих осей. Шатуны позволяют валу и блоку вращаться синхронно. Сами шатуны проходят положение наибольшего отклонения от оси поршня в определенной очередности и давят на ось поршня, прилегая к его юбке (5). Чтобы этот процесс происходил точно, юбки поршня созданы длинными, а шатуны в совей конструкции имеют корпусные шейки. Вокруг центрального шипа (8) вращается блок цилиндров, который соотносится с валом под углом в 30 градусов и прижимается пружиной (12) к распределительному диску, который в свою же очередь прижимается к крышке (9). Окна (10 и 11) в крышке (9) предусмотрены для подведения и отведения рабочей жидкости. Всасывание рабочей жидкости происходит через поршни, расположенные в верхней части блока.

Одновременно с этим процессом нижние поршни нагнетают рабочую жидкость, вытесняя ее из цилиндров. Утечку масла из нерабочей полости насоса предупреждает манжетное уплотнение (2) в передней крышке гидронасоса.

geom.ru

инженер поможет - Аксиально-поршневой насос

Большее распространение получил вид аксиально-плунжерного насоса.

Аксиально-поршневые агрегаты не только как насосы, но и гидродвигатели. Например, аксиально-поршневой гидродвигатель применяется для привода звёздочки вращающей гусеницы, или там где устройство представляет собой манипулятор и управляется джойстиком, а так-же часто применяется в авиастроении для перекачки жидкостей и многого другого.

Особенности

Кинематической основой аксиально-поршневых насосов является, так же как и у радиальных насосов, кривошипно-шатунный механизм, где скорость перемещения поршня относительно цилиндра изменяется по синусоидальному закону.

В общем виде работа насоса заключается в поочерёдном увеличении рабочих камер в зоне всасывания во время поворота вала вокруг своей оси, и поочерёдном уменьшении камер при прохождении зоны нагнетания, выталкивая рабочую жидкость из насоса.

Для избегания гидроудара, в момент приближения камер наполненных рабочей жидкостью к окну в которое должно произойти нагнетание, делают канавки направленные в сторону окна, по которым вытесняемая жидкость начинает перетекать в окно нагнетания. А чтобы не создался вакуум, когда камера идёт от окна нагнетания к окну всасывания, делают проточки соединённые с окном всасывания.

Рисунок 1. Принципиальные схемы аксиально-поршневых насосов:

1 и 3 - окна; 2 - распределительное устройство; 4 - поршни; 5 - упорный диск; 6 - ведущий вал; 7 - шатуны; 8 - блок цилиндров а - с силовым карданом; б - с несиловым карданом; в - с точечным касанием поршней; г - бескарданного типа

Существует два типа аксиально-поршневых машин, отличающихся по конструктивному исполнению:

Первый тип это аксиально-поршневая гидромашина с наклонным диском, представлена на рисунке 1 а,б. Агрегаты такой конструкции предназначены для работы в средне- и тяжелонагруженных режимах.

Второй тип это аксиально-поршневая гидромашина с наклонным цилиндром. Регулировка производительности данного агрегата может осуществляется изменением наклона блока цилиндров в диапазоне около 25 градусов.

Развернув блок цилиндров(или наклонный диск) в противоположную сторону можно осуществить реверс движения рабочей жидкости не переделывая магистрали подходящие к машине.

Характеристики и их влияние

Аксиально-поршневые насосы требуют прецизионной обработки, которая даёт некоторые преимущества. Во первых позволяет снять с агрегата давление рабочей магистрали на уровне 35-40Мпа, что превосходит по давлению радиально-плунжерные и лопастные. По вторых, из-за маленьких зазоров объёмные потери такого насоса составляют всего 3-5% рабочей жидкости.

Рабочие диапазоны вращения данного насоса 500-4000 оборотов в минуту.

Ещё можно отметить компактность и малый вес по сравнению с другими конструкциями поршневых насосов. Малые детали и расположение камер вдоль приводного вала дают меньшие вибрации и низкую инерцию.

Регулировка производительности может осуществляться в процессе работы агрегата.

Данный насос также имеет ряд недостатков, вызванных конструкцией.

Первый недостаток это высокая цена, из-за прецизионной обработки деталей. Отсюда вытекает также необходимость отфильтровывать рабочую жидкость до фракции примесей не более 10мкм, во избежание поломки в следствии повышенного износа или заклинивания.

Конструкция является довольно сложной, и требует высокой квалификации ремонтного персонала.

Также в процессе работы насоса наблюдается высокая пульсация рабочей жидкости в магистрали.

Анализ фирм производителей

Запрос на поисковом сайте выдал на вскидку несколько отечественных производителей гидравлических насосов и машин, в частности в каталогах этих компаний присутствовало большое количество моделей аксиально-поршневых насосов.

А) АР ГИДРАВЛИКА, отечественное предприятие, выпускающее насосы с наклонным диском (расход 42-105 л при 1400об/мин) и наклонным блоком (расход 61-162 л при 1000об/мин), рабочее давление 40 МПа.

Б) ГИДРОПРОЕКТ, отечественное предприятие, выпускающее насосы с наклонным диском (расход 56-200 л /мин), рабочее давление 32 МПа.

В) psm-hydraulics - отечественное предприятие, выпускающее нерегулируемые насосы с наклонным диском и наклонным блоком, рабочее давление 40 Мпа, а так же ряд регулируемых.

Г) SamHydraulik– итальянская компания, ведущий производитель гидравлического оборудования, работает на международном рынке более 30 лет. В линейку выпускаемой продукции также входят аксиально-поршневые моторы и насосы (расход от 36,4-540 л/мин, двление 430 бар, пиковое 480).

Учитывая политику импортозамещения в нашей стране, в списке подавляющее большинство производителей отечественные. Но даже если сравнить с продукцией итальянского производства, видно что отечественные производители практически не уступают по производительности и рабочему давлению. Ещё несколько плюсов в поддержке отечественных товаров заключаются в том, что всегда имеются запчасти для проведения ремонта оборудования, а так-же цена на нашу продукцию ниже чем на зарубежные аналоги.

Конструктивные схемы и типовые рабочие характеристики

Как видно из рисунка 1, насосы отличаются в выборе рабочей схемы. Существует 4 типовые схемы по принципу которых строятся аксиально-поршневые насосы.

- Схема первая (рис.1а). Приводной вал соединяется с наклонным диском через силовой кардан, передающий вращение. При таком соединении диск и поршни соединяются специальными шатунами.

- Схема вторая(рис.1б). В этом случае синхронизация вращения происходит через двойной кардан, который максимально разгружается за счёт более пологого угла. В таком случае приводной вал вращается вместе с диском.

- Схема третья (рис.1в). Особенность этой схемы в том, что от наклонного диска к поршням не идут никакие шатуны и нет никаких карданов. Работа заключается в нажатии диском на поршни в местах касания. Для обеспечения работоспособности данного способа, в цилиндры вкладывают пружины, которые отводят поршень назад до касания с диском. Простая конструкция

- Схема четвёртая (рис.1г). Данная схема работает за счёт соединения диска с поршнями через шатуны и шайбы. Блок при такой конструкции отклонён в среднем на 25 градусов. Величина подачи зависит только от хода поршней, регулировка которых осуществляется изменением наклона блока цилиндров.

Испытания

Насосы и гидромотроы в обязательном порядке подвергают испытаниям на гидростенде. Во время проверки выясняют такие параметры как: мощность, кпд, уровень шума, наработку моточасов на отказ.

Срок службы зависит от режима эксплуатации — от давления жидкости и частоты вращения. На практике доказано что при номинальном давлении и чистой рабочей жидкости наработка составляет тысячи моточасов. При увеличении частоты вращения против номинального долговечность снижается примерно пропорционально повышению частоты вращения. Срок службы увеличивается в несколько раз при снижении давления против номинального. Так, при увеличении давления против номинального значения на 25 % частота вращения для сохранения нормальной долговечности должна быть снижена примерно в 2 раза.

При испытаниях было установлено следующее:

При проверке на стенде аксиально-поршневой агрегат с конструкцией наклонного блока отработал 10 тысяч часов при давлении 32 мегапаскаля.

Отмечается небольшая разница в показаниях моторесурса аксиально-поршневых агрегатов с наклонным диском. При равных условиях такой агрегат отработал на 3 тысячи часов больше чем агрегат с наклонным блоком.

КПД аксиально-поршневого насоса с наклонным диском составляет 0,90.

В то время как насос с наклонным блоком выдаёт КПД в районе 0,93, потому что в таких агрегатах наблюдается минимизация явления кавитации, по сравнению с другими вариантами.

Уровень шума примерно 80-90 Дб.

Возможные неисправности

При появлении сильного шума, плавающих оборотов, снижения давления гидросистемы имеет место износ деталей. Грязная рабочая жидкость при продолжительной работе может откладываться на рабочих поверхностях и привести в дальнейшем к заклиниванию, либо послужить мелким абразивом и усилить износ трущихся частей.

В таком случает ремонт будет сложным и дорогостоящим, и долгим по времени из-за прецизионных деталей. Целесообразнее сразу устанавливать новое изделие. Компания psm-hydraulics представляет отдельно в своей линейке аксиально-поршневые насосы картриджного типа для легкой замены.

engcrafts.com

устройство и принцип работы. Советы по выбору и отзывы :: SYL.ru

Гидравлические устройства используются в различных сферах деятельности уже в течение длительного времени и по сегодняшний день не теряют своей актуальности. Всевозможные гидромоторы и гидронасосы можно увидеть в самых разнообразных механизмах, в которых предусматривается необходимость в передаче существенных усилий. Гидравлические машины представляют собой устройства, при помощи которых сообщается механическая энергия рабочей жидкости, проходящей через них, или же, наоборот, получающие от этой жидкости энергию для последующей передачи рабочему органу. Первые и представляют собой насосы аксиально-поршневые, в то время как вторые являются гидромоторами.

Где они используются?

На сегодняшний день использование различных гидронасосов можно встретить в достаточно большом количестве отраслей техники, начиная от стандартных систем водоснабжения различных жилых домов и предприятий и заканчивая подачей топлива в специализированных силовых установках для космических станций.

В наши дни наиболее широким распространением пользуются лопастные и объемные гидронасосы. В лопастных рабочими органами выступают колеса, которые оснащаются специальными лопастями. В данном случае энергия передается путем динамического взаимодействия лопастей рабочего колеса с жидкостью, обтекающей их. Если в таком насосе энергия передается непосредственно от колеса к жидкости, то если речь идет о лопастном гидродвигателе, в данном случае уже жидкость будет передавать энергию колесу.

На чем основан принцип работы

Принцип работы, который используется объемными гидромашинами, базируется на изменении текущего объема рабочих камер, соединенных с определенной периодичностью с патрубками выхода и входа. В частности, в эту группу входят всевозможные поршневые, винтовые, шестеренные, а также насосы аксиально-поршневые.

Что это такое?

Гидравлические машины, входящие в группу аксиально-поршневых, при передаче одинаковой мощности в сравнении с прочими устройствами отличаются предельно возможной компактностью и, соответственно, имеют небольшой вес. Благодаря использованию своих рабочих органов, у которых присутствуют незначительные радиальные размеры, и, следовательно, относительно небольшой момент энергии, насосы аксиально-поршневые обеспечивают возможность предельно быстрой корректировки частоты вращения.

Помимо этого, среди преимуществ подобных устройств стоит выделить также то, что они могут работать в условиях высокого давления, отличаются значительной частотой вращения, а также предусматривают возможность изменения рабочего объема.

Преимущества

Аксиально-поршневые насосы работают в частотном диапазоне от 500 до 4000 оборотов в минуту, что и является наиболее весомым доводом в пользу их применения по сравнению с различными радиально-поршневыми устройствами, предел которых достигает 1500 оборотов. Также стоит отметить тот факт, что работать эти устройства могут даже в условиях давления не более 40 мегапаскалей, в то время как у упомянутых выше устройств данный предел составляет 35 мегапаскалей.

Недостатки

Если же говорить о том, какие недостатки имеют аксиально-поршневые насосы, стоит отметить то, что они имеют немалую стоимость, отличаются предельной сложностью своей конструкции и, следовательно, характеризуются далеко не самой высокой надежностью. Помимо этого в процессе их работы присутствует значительная пульсация подачи, вследствие чего появляется также пульсация давления в используемой гидравлической системе.

Что в него входит?

В традиционной сборке промышленные насосы данного типа включают в себя специализированный блок цилиндров, который дополнительно оборудуется поршнями, а также упорный диск, ведущий вал, шатуны и распределительный агрегат. В процессе работы гидравлического насоса одновременно с запуском вращения вала начинает работать также блок цилиндров, при этом стоит отметить тот факт, что поршни не просто будут вращаться, а также перемещаются вдоль оси данного блока, совершая возвратно-поступательные движения. Именно благодаря такому принципу работы эти промышленные насосы и получили название аксиально-поршневых.

Как они работают

Пока поршни будут выдвигаться из цилиндров, устройством будет осуществляться всасывание, при движении же их осуществляется нагнетание. Через окна, которые имеются в распределительном агрегате, каждый отдельный цилиндр поочередно объединяется с напорной и всасывающей линиями. Для того чтобы исключить возможность объединения всасывающей и напорной гидравлический линий между собой, блок цилиндров предельно плотно прижимается к распределительному агрегату, в то время как его окна разделяются между собой при помощи уплотнительных перемычек. Для того чтобы минимизировать гидравлические удары во время преодоления цилиндрами данных перемычек, в них проделываются специальные дроссельные канавки, за счет чего обеспечивается равномерное повышение давления рабочей жидкости.

Принцип работы аксиально-поршневого насоса предусматривает использование цилиндров в качестве рабочих камер, при этом они размещаются аксиально по отношению к оси ротора. В качестве вытеснителей в данном случае используются сами поршни. В зависимости от того, какая преобладает характеристика насоса, а также какие он имеет конструктивные особенности, эти агрегаты могут оснащаться наклонным диском или же наклонным блоком цилиндров. Цилиндровые блоки такого формата достаточно часто встречаются в приводах тех машин, которые функционируют в средних или же достаточно тяжелых режимах работы, а также довольно часто включаются, так как они отличаются более высокой степенью надежности в условиях переменных нагрузок, а также являются менее чувствительными к всевозможным загрязнениям жидкости по сравнению с насосами с наклонным диском.

Какими они бывают?

Все аксиально-поршневые устройства, которые используются на сегодняшний день, изготавливаются в соответствии с четырьмя основными схемами, в зависимости от чего меняется и характеристика насоса.

- Первый вариант. Приводной вал и наклонный диск объединяются силовым кардном в виде универсального шарнира с двумя степенями свободы. В данном случае диск с поршнями объединяется при помощи специализированных шатунов.

Крутящий момент передается от двигателя к блоку цилиндров при помощи кардана и наклонного диска. Первоначально блок прижимается непосредственно к распределительному устройству при помощи пружины, после чего в процессе работы насоса для этого уже используется рабочая жидкость. Крутящий момент, который передается блоку цилиндров, полностью преодолевает те силы трения, которые образуются между торцевой частью блока и непосредственно самим распределительным устройством.

- Второй вариант. В данном случае принцип работы аксиально-поршневого насоса предусматривает использование двойного несилового кардана, и отличаются такие устройства тем, что в данном случае угол между осями ведущего и промежуточного валов является равным осям ведомого и промежуточного валов. В конечном итоге обеспечивается максимально возможная синхронизация вращения ведущего и ведомого валов, в то время как кардан полностью разгружается. Это обеспечивается благодаря тому, что при помощи диска крутящий момент передается от приводного мотора, при этом данный диск производится вместе с валом.

- Третий вариант. В данном случае устройство аксиально-поршневого насоса представляет собой использование наклонного диска, а сами агрегаты называются насосами с точечным касанием. Для такого оборудования является характерным значительное упрощение конструкции, так как полностью отсутствуют шатуны и карданные валы, однако для того, чтобы добиться запуска данной машины в режиме гидронасоса, нужно принудительно выдвинуть поршни из цилиндров, вследствие чего прижать их к наклонному диску.

Для этого применяются специальные пружины, которые находятся непосредственно в самих цилиндрах. В связи с простотой конструкции, соответственно, в данном случае реже требуется ремонт насосов. В частности по такой технологии изготавливаются популярные на сегодняшний день гидромашины Г15-2, отличающиеся небольшой мощностью.

- Четвертый вариант. Работа аксиально-поршневого насоса бескарданного типа предусматривает объединение ведущего вала и блока цилиндров при помощи шайбы и шатунов. Если говорить о преимуществах таких устройств по сравнению с теми, в которых используется карданная связь, стоит выделить предельную простоту изготовления, а также надежность в эксплуатации при минимальных размерах блока цилиндров. Такой конструкцией оснащаются аксиально-поршневые гидравлические машины серий 300 и 200. В данном случае подача непосредственно зависит от величины хода поршня, которая определяется углом наклона блока цилиндров или же диска. В преимущественном большинстве случаев этот угол составляет около 25 градусов. Если же в агрегате предусматривается возможность изменения угла наклона в процессе работы, то их называют так: насосы аксиально-поршневые регулируемые. Конечно, более оптимально использовать именно регулируемые устройства, но их стоимость может быть существенно больше стандартного оборудования.

Где применяются

На сегодняшний день аксиально-поршневые насосы, цена которых незначительно в большинстве случаев превышает стоимость других распространенных типов гидравлических устройств (от 4 тыс. долларов), являются одними из наиболее распространенных, и используются не только в качестве насосов, но и гидродвигателей. В частности, их сегодня можно встретить в гидравлических системах специализированных одноковшовых экскаваторов, в конструкции приводов всевозможных бульдозеров, в которых осуществляется управление по принципу джойстика. Помимо этого, данное оборудование активно используется при конструировании гидроприводов всевозможных станков, асфальтовых катков, а также самой разнообразной авиационной техники.

По каким критериям нужно выбирать?

Есть несколько основных критериев, по которым нужно выбирать насосы. Так вы сможете обеспечить себе не только оптимальную стоимость и характеристики устройства, но и исключите возможность того, что часто придется делать ремонт насосов вследствие их неисправности:

Габариты. Наиболее оптимальным является использование насосов с НД, так как в них отсутствует слишком громоздкий узел подшипников, консольный вал и специальная отклоняемая люлька, в которой располагается блок цилиндров. Особенно это относится к регулируемым устройствам. Помимо этого, момент инерции в люльках в насосах с НД значительно меньше по сравнению с НБ, в связи с чем они отличаются более высоким быстродействием при необходимости изменения подачи.
Трудоемкость в изготовлении. Опять же, более актуально будет использовать насосы с НД, так как они отличаются незначительной металлоемкостью, а также минимальным числом деталей повышенной точности. Многие эксперты говорят о том, что насосы с НБ изготавливать приблизительно на 8-12% сложнее по сравнению с насосами с НД, так как в них присутствует более сложная поршневая группа и различные синхронизирующие устройства.
Долговечность. В данном случае насосы с НД отличаются меньшей нагруженностью подшипников, а также предусматривают более широкое использование гидростатических опор. Стоит отметить тот факт, что в устройствах с НБ нагрузка на подшипники практически не зависит от угла наклона блока, в то время как в машинах с НД она является пропорциональной тангенсу данного угла. Данное обстоятельство, а также незначительная энергия вращающихся деталей довольно выгодно отличают эти устройства при необходимости их использования в насосных агрегатах переменной производительности с постоянным давлением. Таким образом, при давлении 32 Мпа гидронасосы с НБ смогут работать около 10000 часов, в то время как при одинаковых условиях НД насосы работают более 13000 часов.
КПД. С этой точки зрения насосы с НБ являются более актуальными, так как в НД-насосах присутствуют значительные механические потери из-за более высоких радиальных сил, оказывающих влияние на поршни, широкого использования гидростатических опор, а также значительных линейных скоростей в парах трения, такие устройства отличаются большей утечкой. В целом именно эти факторы в конечном итоге обуславливают более низкий КПД. Таким образом, при том же давлении 32 Мпа КПД устройств с НД составляет около 90%, в то время как машины с НБ будут иметь КПД на уровне 92-93%.
Частота вращения. Поршень насоса с НБ позволяет обеспечивать систему распределения с минимальными радиальными размерами. При ограниченности линейных скоростей предусматривается возможность их использования при предельно высоких частотах вращения, что в конечном итоге позволяет добиться значительной энергоемкости данного оборудования.
Всасывающая способность. По этому параметру также схема насоса с НБ смотрится более привлекательно, потому что они оснащаются меньшими размерами окружных скоростей окон цилиндров, в то время как сами окна могут иметь достаточно больше размеры, что минимизирует возможность снижения подачи из-за кавитации. Всасывающая способность таких насосов выше по той причине, что у них присутствуют минимальные мертвые объемы рабочих камер, а помимо этого проточные части насосов являются более короткими, что также позволяет снизить потери.