Аксиально-поршневой насос-гидромотор

Данный тип насосов применяется в объёмных гидроприводах. Кривошипно-шатунный механизм — основа этих гидромашин. Цилиндры в данном механизме перемещаются один параллельно другому, поршни же выполняют движение вместе с цилиндрами, и из-за того, что валы кривошипа вращаются, одновременно перемещаются относительно этих же цилиндров. Всего существуют две схемы аксиально-поршневых гидромоторов: моторы с наклонным диском или с так же наклонным блоком цилиндров.

На схеме выше можно увидеть, как работает гидромашина в насосном режиме. Блок цилиндров вращается благодаря воздушному валу.

Когда блок, расположенный вокруг оси насоса, поворачивается на 180°, поршень производит выталкивание жидкости из цилиндра, совершая поступательное движение. Когда в дальнейшем происходит ещё один поворот поршня на 180°, он совершает ход всасывания. Блок цилиндров плотно прилегает к поверхности гидрораспределителя, который неподвижен, своей шлифованной торцовой поверхность. В этом неподвижном гидрораспределителе имеются полукольцевые пазы. Всего этих пазов два, один из них соединён через каналы с напорным трубопроводом, второй – со всасывающим. Все цилиндры блока соединяются с гидрораспределителем, благодаря выполненным отверстиям в блоке цилиндров. Диск и вал, который с ним связан, вращаются благодаря возвратно-поступательному движению, которое происходит, если подавать рабочую жидкость в гидромашину под давлением.

Аксиально-поршневой насос-гидромотор, имеющий наклонный блок цилиндров, работает по следующему признаку действия: блок цилиндров вместе с шатунами и поршнями наклонён на некоторый угол относительно приводного диска, имеющегося у вала. Вращение блока от этого вала происходит через универсальный шарнир. Совместно с валом совершают вращение и цилиндро блока. При этом вращении у шатунов, которые связаны с поршнями происходит возвратно-поступательное движение. Рабочая жидкость всасывается и нагнетается поршнем за то время, пока происходит один оборот блока. Если изменять у оси блока угол её наклона так, что она будет находиться относительно оси вала (т.е. в пределах 25°), то с помощью этого можно будет проводить регулировку объёмной подачи у аксиально-поршневого насоса, имеющего наклонный блок цилиндров. Объёмная подача этого насоса равна нулю, при условии того, что расположение блока цилиндров соосно с ведущим валом. Поршни же в таком случае не перемещаются.

Выше можно увидеть схему нерегулируемого аксиально-поршневого насоса-гидромотора, имеющего наклонный диск. Блок цилиндров вращается совместно с валом в корпусе. Возвратно-поступательное движение происходит из-за поршней,которые опираются на наклонный диск. Корпусные детали (к ним относятся передняя и задняя крышки) — это гидростатические опоры. Они показывают хороший результат и в случае высокой скорости скольжения и давления. К этим деталям происходит непосредственная передача осевых сил давления. В аксиально-поршневых насосах применяется система распределения рабочей жидкости, она образована двумя торцами: гидрораспределителя и блока цилиндров. Окна цилиндров открываются на поверхности торца блока.

У системы распределения существует сразу несколько функций. Она может служить и как переключатель соединения линий нагнетания и всасывания рабочей жидкости с цлиндрами, и как упорный подшипник, воспринимающий от всех цилиндров сумму осевых сил давления; таже эта система может служить и вращающимся уплотнением, которое разобщает линии всасывания и нагнетания как друг от друга, так и от полостей, расположенных вокруг. Для того, чтобы образовался целый слой смазки, у одной из поверхностей, образующей систему распределения ( а именно – поверхность блока цилиндров), должна быть небольшая свобода самоориентации. Что касается остальных поверхностей, то в их случае должно быть взаимное центрирование.

Читайте так же:

Какого цвета провод земля

Выше показана схема нерегулируемого аксиально-поршневого гидромотора, у которого имеется блок цилиндров (наклонный) и реверсивный поток. Ось вращения вала цилиндров у данного насоса имеет наклонение к оси вращения вала. В ведущий диск вала заделаны головки шатунов, имеющие форму сферы. Также они закреплены в поршнях. Закрепление сделано при помощи шарниров в форме сферы.
Поршни совершают возвратно-поступательное движения относительно своих цилиндров. Происходит это движение, в то же время как блок цилиндров и вал совершают вращение вокруг своих осей. Прилегая к юбке и одновременно давя на неё, блок с валом поочерёдно максимально отклоняются от оси поршня. Происходит это вращение синхронно и при помощи шатунов. Чтобы весь этот процесс состоялся, у шатунов имеются корпусные шейки, а юбки поршней специально сделаны длинными. Блок цилиндров расположен по отношению к валу, находясь под углом 30°. Вращается блок вокруг шипа, находящегося в центре. Прижимается он к крышке тем же усилием, что и прижат к распределительному диску пружиной. На схеме этот диск не показан.

Рабочая жидкость в крышке отводится через окна. Всасывание этой жидкости происходит благодаря поршням, которые находятся в верхней части блока. В то же время нижние поршни выполняют ход нагнетания, при этом происходит вытеснение всей жидкости из цилиндров. Для того, чтобы не происходила утечка масла из той полости насоса, которая не работает, в передней крышке гидромашины имеется манжетное уплотнение.

Аксиально-поршневой насос. Принцип работы и ремонт по технологии РВС

08 октября 2015 11:26:30
Отзывов:
Просмотров: 9901

Гидронасос – это устройство, в котором приложенная к валу механическая энергия вращения преобразуется в энергию, гидравлическую передаваемую потоком рабочей жидкости.

Гидронасосы используются во всех сферах промышленности. Выдерживают колоссальные нагрузки и эффективно работают на предприятиях технического профиля, для снабжения водой домов, квартир, участков. Применяются в силовых установках космических кораблей и орбитальных станций.

В процессе эксплуатации гидромашин одним из наиболее значимых факторов является чистота рабочей жидкости. По причине ее загрязнения согласно мировой статистике происходят отказы от 70 до 80 % рабочих механизмов. Наиболее опасными частицами являются частицы загрязнений соразмерные с величиной зазоров сопряженных частей рабочего механизма, а таковыми могут являться:

Продукты износа, представляющие собой мелкодисперсные частицы металла, выносимые рабочей жидкостью с поверхностей трения.
Продукты коррозии.
Керамическая пыль и частицы краски, попадающие в рабочую жидкость вследствие не герметичности баков.
Продукты износа резиновых уплотнителей.
Продукты реологии масла.

Читайте так же:

Как получают ковкий чугун

Последствия подобных загрязнений выливаются в целый перечень неисправностей:

Износ и выработка деталей распределительного узла насоса, частей поршневой группы, выход из строя уплотнений.
Возникновение заусениц на плоскостях трущихся деталей.
Работа аксиально—поршневого насоса сопровождается увеличением давления в масляной магистрали.
Не вращается главный вал насоса.

Достоинства и недостатки аксиально-поршневых насосов

Наиболее популярны сейчас объемные и лопастные насосы. Функции объемных машин осуществляются за счет постоянного изменения размеров их рабочих камер. К ним подведены патрубки для входа и выхода жидкости. К такому типу устройств относится аксиально—поршневой насос. Это широко известный агрегат, который используется во всех гидросистемах производственного назначения.

Основные преимущества устройства:

Выполнение рабочих функций при высоком давлении до 35-40 МПа.
Диапазон вращения в машине 500-4000 тысяч об/мин.
Способность изменять рабочий объем при высоком давлении.
Быстрая регулировка частоты вращения.
Небольшие размеры рабочих органов способствуют малому инерционному моменту.
При небольшой массе установки довольно большая мощность.

Недостатки и слабые места:

Сложность конструкции.
Частые выходы из строя деталей с трущимися поверхностями.
Повышенная пульсация расхода и подачи.
Высокая пульсация давления по всей системе.
Сложность конструкции затрудняет устранение неисправностей.
Ремонт занимает длительный период.
Высокая стоимость эксплуатации, ремонта, обслуживания.

Рис. 1. Схема работы аксиально-поршневого насоса

Все неисправности вызваны выработкой валов, уплотнений, поршней, всех трущихся деталей. Их замена и ремонт требуют значительных затрат времени, денег, людских ресурсов, энергии, материалов, инструментов, механизмов.

Многократно увеличить ресурс работающих механизмов, возможно применяя новые технологии, которые позволяют восстановить и защитить сопряженные пары трения от износа.

Восстановление поверхностей

В результате совместных усилий разработчиков промышленного сектора и ученых, сейчас появилось действенное средство, надежно предохраняющее и восстанавливающее трущиеся поверхности из стали и чугуна. Это гель РВ-мастер», неоднократно опробованный в реальных производственных условиях и показавший 100% результат. При использовании геля в зоне контакта трущихся черных металлов образуется слой металлокерамики толщина которого варьируется в зависимости от степени износа сопряженных поверхностей трения (толщиной 0,5-0,7 мм.) Вновь образованный слой подменяет собой контакт металл-металл на пару металлокерамических поверхностей обладающих высокой прочностью и аномально низким коэффициентом трения, тем самым защищая поверхности трения от дальнейшего износа.

Процесс интенсивного восстановления металла осуществляется в рабочих условиях прямо на действующем оборудовании в момент выполнения производственных функций!

Результаты использования геля РВС-мастер на аксиально-поршневых насосах можно наблюдать в нижеприведенной таблице:

Читайте так же:

Как называется лазерный уровень

Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы

Аксиально-поршневым насосом называют поршневой насос, у которого рабочие камеры образованы рабочими поверхностями цилиндров и поршней, а оси поршней параллельны (аксиальны) оси блока цилиндров или составляют с ней угол не более 45°.

Аксиально-поршневые насосы в зависимости от расположения ротора разделяют на насосы с наклонным диском, у которых оси ведущего звена и вращения ротора совпадают, и насосы с наклонным блоком, у которых оси ведущего звена и вращения ротора расположены под углом.

Насосы с наклонным диском имеют наиболее простые схемы. Поршни 3 связаны с шатуном 7 (рис. 3.15). Блок 2 цилиндров с поршнями 3 приводится во вращение от вала 5. Для обеспечения движения поршней во время всасывания применяют принудительное ведение поршней через шатун 7.

Рисунок 3.15 – Схема работы аксиально-поршневого насоса с наклонным диском с принудительным ведением поршней

Принцип работы насоса следующий. При вращении вала насоса крутящий момент передается блоку цилиндров. При этом из-за наличия угла наклона диска поршни совершают сложное движение; они вращаются вместе с блоком цилиндров и одновременно совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах блока, при котором происходят рабочие процессы всасывания и нагнетания.

Рабочий объем аксиально-поршневого насоса с наклонным диском

где S_П – площадь поршня;

h – максимальный ход поршня;

h = D∙tg; z – число поршней;

d_П – диаметр поршня;

D – диаметр окружности расположения осей цилиндров в блоке;

 – угол наклона диска.

Из последнего выражения видно, что рабочий объем насоса зависит от угла наклона диска. Изменяя угол наклона диска, можно изменять рабочий объем насоса. Чем больше угол наклона , тем больше рабочий объем насоса. Предельно допустимый угол наклона диска не превышает обычно 25°.

Теоретическую подачу насоса определяют по формуле Q_T = 10 -3 q_0∙n.

В насосе с наклонным блоком (рис. 3.16, а) поршни 3 расположены в блоке 2 цилиндров и шарнирно соединены шатунами 7 с фланцем 4 вала 5. Для отвода и подвода рабочей жидкости к рабочим камерам в торцовом распределительном диске 1 выполнены два дугообразных окна А и Б. Карданный механизм 6 осуществляет кинематическую связь вала 5 с блоком 2 цилиндров и преодолевает момент трения и инерции блока цилиндров.

При вращении вала насоса поршни совершают сложное движение – вращаются вместе с блоком цилиндров и движутся возвратно поступательно в цилиндрах блока, при этом происходят процессы всасывания и нагнетания.

Рабочий объем аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком

где h – максимальный ход поршня; h = D∙sinβ; D – диаметр окружности расположения осей цилиндров в блоке;  – угол наклона блока цилиндров.

Теоретическую подачу насоса рассчитывают по формуле Q_T = 10 -3 q_0∙n..

Рисунок 3.16 – Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком: а – схема работы; б – условнoe обозначение

Рисунок 3.17 – Регулируемый насос с наклонным диском, опирающимся на корпус

Читайте так же:

Как из электрорубанка сделать фуганок своими руками

Осевая сила давления жидкости на поршни через шатуны передается на фланец вала насоса, где возникает вращающий момент. Этот момент составляет основную часть подводимого от приводящего электродвигателя момента. Другая, значительно меньшая, часть момента передается двойным карданным валом на преодоление сил трения поршней, блока цилиндров и распределительного диска и инерции при ускорении и замедлении вращения блока цилиндров. Поэтому двойной карданный вал в этой схеме насоса называют несиловым. Поперечные изгибающие силы на поршни насоса не действуют.

На рис. 3.17 показана показана одна из последних конструкций регулируемого насоса фирмы «Гидроматик», отличающаяся от выпускаемого насоса A4V наличием на ведущем валу двойного сферического подшипника вместо роликового. Особенностью насоса является простота конструкции, малое число деталей и небольшая масса. Блок цилиндров опирается на приводной вал. Одни и те же пружины осуществляют прижим башмаков к наклонному диску и блока цилиндров к распределителю. Блок цилиндров стальной с гильзами из цветного металла. В отличие от рассмотренных конструкций, в которых наклонный диск поворачивается на цапфах в корпусе, в данной конструкции диск опирается через игольчатые подшипники, находящиеся в специальном сепараторе, на цилиндрическую поверхность корпуса насоса. Это позволяет заметно уменьшить массу гидромашины. Поворотом диска управляет гидроусилитель. От ведущего вала приводится шестеренный насос подпитки с внутренним зацеплением шестерен.

Насосы A4V выпускают четырех типоразмеров с рабочим объемом от 40 до 125 см 3 , рассчитанные на номинальное давление 35 МПа и максимальное 40 МПа.

В настоящее время наметилось новое направление создания гидромашин малой удельной массы и низкой стоимости, работающих при низком давлении. Основными геометрическими парметрами блока цилиндров аксиально-поршневой гидромашины являются диаметр D окружности расположения осей цилиндров, наружный диаметр D_нар блока цилиндров и диаметр d_п поршней (цилиндров), при этом

Аксиально поршневой насос схема

В больших приводах с водой наравне с механизмом шестеренками повсеместно применяют роторные гидромоторы и аксиально-поршневые насосы . Шатунно-кривошипный механизм – кинематическая основа этих гидромашин. Цилиндры передвигаются параллельно друг другу. Поршни двигаются вместе с цилиндрами и единовременно по причине вращения кривошипного вала перемещаются относительно цилиндрических объектов.

Гидромашины аксиально-поршневые осуществляют по 2-м главным схемам: с диском с наклоном и с блоком цилиндров.

Гидромашина, имеющая наклонный диск состоит из комплекса цилиндров. Ось блока цилиндров сходится с осью ведущего вала 1; под углом α к нему находится центр диска 2, с которым соединены штоки три поршней пять. Ниже разобрана технология функционирования гидромашины в системе насоса. Цилиндры начинают вращаться с помощью ведущего вала. При движении конструкции вокруг оси аксиально-поршневого насоса на 180° поршень свершает поступательный процесс, происходит выталкивание жидкости из цилиндра. Далее, при развороте на 180° поршень делает ход поглощения. Комплекс цилиндров своей отшлифованной поверхностью с торца плотно примыкает к тщательно обработанной поверхности недвижимого распределителя шесть, в нем смастерены пазы полукольцевые — семь. 1 из данных пазов соединен с напорным трубопроводом, второй — прикреплен сквозь каналы. В конструкции цилиндров прорублены отверстия, которые соединяют любой из цилиндров устройства с распределителем. При подаче в гидромашину через каналы под давлением рабочей жидкости, поршни приводят их возвратно-поступательные траектории. Поршни же крутят диск и прикрепленный к нему вал. Таков принцип работы аксиально-поршневой гидромотор. Позиция функционирования данного насоса-гидромотора с блоком цилиндров с уклоном содержится:

Читайте так же:

В каких единицах измеряется метрическая резьба

Блок четыре поршневых цилиндров пять и шатунами девять наклонен относительно диска с приводом вала на угол. Блок цилиндров начинает вращение от вала через многопрофильный шарнир. При кручении вала поршни пять и объединенные с ними шатуны девять совершают возвратно-поступательные траектории в цилиндрах блока, который вращается вместе с валом. За период 1-го оборота конструкции поршень нагнетает и всасывает рабочую жидкость. 1 из пазов семь в гидрораспределителе шесть объединен с поглощающим трубопроводом, а второй — с напорным. Большую подачу насоса аксиально-поршневого действия с наклонным устройством цилиндрических объектов можно контролировать, меняя градус наклона оси конструкции по отношению оси вала не больше 25°. В случае соосного местоположении установки цилиндров с валом ведущим поршневые конструкции не двигаются, и подача насоса составляет ноль.

В основании сообща с валом один крутится блок пять цилиндров. Поршни одиннадцать базируются на диск наклоном и при помощи этого производят поступательно- возвратные траектории. Осевые массы прессинга переходят к корпусным элементам — крышки передней два через поднимающее и задней крыше восемь корпуса — сквозь механизированную модель поршней и распределитель, которые являют собой опоры гидростатики, которые работают при повышенном давлении и стремительности скольжения. В поршнево-аксиальном гидромоторе использован порядок разделения производственной жидкости типа торца, которая образована торцом блока цилиндров, на верхней части которого раскрываются окна девять цилиндрических объектов, и торцом распределителя семь.

Режим разделения осуществляет несколько операций.

1)Это и упорный подшипник, воспринимающий сумму сил осей напора от цилиндров; 2)переключателем сочетания цилиндрических объектов с контурами нагнетания и всасывания жидкости; обращающимся уплотнением, которые разобщают линии нагнетания и всасывания 1-ну от второй и от облегающих полостей. Поверхности, составляющие порядок распределения, должны иметь взаимную центрировку, а поверхность конструкции цилиндров — должна иметь незначительную свободу самоориентирования для основания пласта смазки. Эти действия осуществляет мобильное шлицевое сочетание между конструкцией вала и цилиндра. Чтобы предупредить открытие стыка механизма разделения под акцией фактора центробежного давления поршня, разработан узловой прижим конструкции пружиной.

голоса

Рейтинг статьи