Как выбрать аксиально-поршневой насос: критерии и советы

Краткая характеристика

Изобретения широко применяются в промышленности и в сфере сельского хозяйства, потому что способны выдерживать колоссальные перегрузки. Гидравлические насосы и моторы встречаются на технических предприятиях, используются для того, чтобы снабжать водой участки, дома и квартиры. Известны случаи внедрения этих машин при строительстве космических кораблей.
Работают гидроагрегаты под воздействием изменения размеров рабочих поверхностей. Последние имеют прямую связь с выходящими и входящими патрубками. Камеры и трубы соединяются постепенно и последовательно, через строго отведённые временные отрезки. Устройства подобного образа действия имеют определённые названия:

• Аксиально-поршневые насосы.
• Шестеренные гидромашины.
• Поршневые насосы.
• Винтовые гидроагрегаты.

Вам обязательно стоит прочитать о том, какие размеры бывают у болта М12.

Достоинства и недостатки

Аксиально-поршневой гидромотор и гидравлический насос данного типа при сравнении с радиальными и паровыми устройствами отличаются следующими достоинствами:

• При достаточно компактных размерах и небольшом весе такие устройства обладают внушительной мощностью и достойной производительностью.
• За счет компактных размеров и небольшого веса насосы, относящиеся к аксиально-поршневому типу, при работе создают небольшой момент инерции.
• Частоту вращения выходного вала аксиально-поршневого гидромотора регулировать очень легко.
• Данные устройства эффективно функционируют даже при достаточно высоком давлении рабочей среды и при этом создают соответствующий крутящий момент выходного вала.
• В таких установках можно изменять объем рабочей камеры, чего не удается достичь при использовании гидронасосов и гидромоторов радиально-поршневых.
• Частота, с которой вращается выходной вал гидромоторов данного типа, в зависимости от модели может находиться в диапазоне 500–4000 об/мин.
• В отличие от насосов радиально-поршневых, которые могут работать при давлении рабочей жидкости, не превышающем значение 30 мПа, аксиальные установки способны функционировать при давлении, доходящем до 35–40 мПа. При этом потери величины такого давления будут составлять всего 3–5%.
• Поскольку поршни аксиальных насосов устанавливаются в рабочих камерах с минимальными зазорами, достигается высокая герметичность таких установок.
• При использовании насосов данного типа можно регулировать как направление подачи, так и давление рабочей жидкости.

Читайте также: Регулятор оборотов коллекторного двигателя от стиральной машины

Регулируемый аксиально-поршневой гидромотор применяется на погрузчиках, экскаваторах и автокранах

Как и у любых других технических устройств, у аксиально-поршневых насосов есть недостатки:

• Такие насосы стоят достаточно дорого.
• Сложность конструктивной схемы значительно затрудняет ремонт аксиально-поршневых гидронасосов.
• Из-за не слишком высокой надежности эксплуатировать гидравлические механизмы данного типа следует только согласно инструкции, иначе можно столкнуться не только с невысокой эффективностью работы такого устройства, но и с его частыми поломками.
• При использовании насосного оборудования данного типа жидкость в гидравлическую систему подается с большой пульсацией и, соответственно, расходуется неравномерно.
• Из-за высокой пульсации, характерной для функционирования таких насосов, гидравлика, которой оснащена трубопроводная система, может работать некорректно.
• Гидравлические механизмы аксиально-поршневого типа очень критично реагируют на загрязненную рабочую среду, поэтому использовать их можно только с фильтрами, размер ячеек которых не превышает 10 мкм.
• Аксиально-поршневые гидравлические устройства из-за особенностей своей конструкции издают при работе значительно больше шума, чем модели насосов и гидравлических моторов пластинчатого и шестеренного типа.

К аксиально-поршневому типу, как упомянуто выше, могут относиться не только гидравлические насосы, но и гидромоторы. Принцип работы гидромотора практически идентичен принципу действия аксиально-поршневого насоса. Основная разница состоит в том, что совершается такая работа в обратной последовательности: в устройство под определенным давлением подается жидкость, которая и заставляет двигаться поршни гидромотора, приводящие во вращение его выходной вал.

Устройство и принцип работы циркуляционного насосаЕсли не знать, в чем заключается принцип работы циркуляционного насоса,…

Как выбрать насос для бассейна: сравнительный обзор различных видов агрегатовВы хотите обустроить собственный бассейн, сотворив…

Простейший насос из пластиковых бутылокПростую помпу для перекачки жидкости буквально за несколько минут можно изготовить…

Гидронасосы сегодня нашли широкое применение в самых различных отраслях: от домашнего хозяйства до машиностроения. Благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам они используются для обеспечения водоснабжения частных и многоквартирных домов, подачи топлива в оборудовании на предприятиях промышленности и космических станциях. К наиболее распространенным относят аксиальные гидронасосы поршневого типа.

Читать также: Ворота из профнастила чертежи

Преимущества и недостатки использования

Аксиальные поршневые гидронасосы используются значительно чаще, нежели радиально-поршневые и паровые модели. Это связано с компактными размерами и высокой производительностью аксиального оборудования. Небольшие размеры рабочих деталей позволяют добиться малого момента инерции. При этом во время работы оборудования можно отметить довольно высокую частоту вращения.

Аксиально-поршневой мотор работает с частотой в диапазоне от 600 до 4 тыс. оборотов в минуту.

Кроме того, в отличие от паровой модели, поршневые позволяют регулировать объем, направление и силу подачи энергоносителя в системе. Вместе с тем устройства могут работать в условиях повышенного гидравлического давления. Они отличаются высокой работоспособностью даже при давлении в пределах 40 мПа, в то время как радиально-поршневое оборудование может корректно работать лишь при 30 мПа.

Среди достоинств аксиально-поршневых насосов следует отметить длительный срок службы

К недостаткам устройств относят:

• Неравномерную подачу и расход воды;
• Большую пульсацию во время работы гидромотора;
• Чувствительность оборудования к загрязненной рабочей среде;
• Высокий уровень шума (в сравнении с шестеренными и пластинчатыми агрегатами).

Кроме того, оборудование такого типа отличается достаточно высокой стоимостью. Неправильная эксплуатация может привести к серьезным поломкам. Устранить их будет нелегко из-за непростой конструкции насосов.

Плюсы и минусы аксиально-поршневого насоса

В структуре таких гидромашин есть главное отличие от остальных приспособлений: здесь рабочие камеры, находящиеся в цилиндрическом блоке, имеют вид стволов со спиральной резьбой. Отсеки расположены аксиально (параллельно) поршневой системе и основной оси. Эти стволы меняют свой объем за счёт того, что детали возвратно-поступательного движения перемещаются в камерах. Вследствие этого возникает всасывание или выпуск воды во время работы агрегата.

• Преимуществом аксиально-поршневого приспособления является небольшой вес и компактная форма при достаточной энергоёмкости.
• Принцип работы конструкции обусловлен малой инерцией, так как части агрегата имеют небольшие габариты.
• Во время использования машины сохраняется возможность менять частоту вращения. Они сконструированы таким образом, что могут выполнять работу при опасном давлении (от 35 до 40 МПа).
• Диапазон вращения аксиально-поршневых насосов варьируется в пределах от 500 до 4 000 об/мин. Эти показатели значительно выше и шире, чем у гидромоторов или приспособлений радиально-поршневого вида.

К негативной характеристике конструкторы и рабочие относят:

• За счёт вышеприведённых преимуществ агрегат стоит дорого.
• Аксиально-поршневые насосы сконструированы по довольно сложным чертежам.
• Если машина будет использоваться не по правилам строгой эксплуатации, возможны частые выходы из строя. Ремонт аксиально-поршневого насоса обойдётся дорого и будет продолжаться долгий срок.
• При работе отмечают большое потребление энергии и существенную пульсацию расхода и давления на всей площади агрегата.

Разновидности

В отличие от парового и радиально-поршневого насоса агрегаты аксиального типа делятся на два вида:

Устройство и принцип работы бензинового насоса для воды

1. Аксиально-поршневое оборудование с наклонной шайбой. У таких приборов приводной вал соединён с цилиндрическим баком и закреплён на подшипниках. В рабочих камерах находятся поршни, которые опираются на наклонную шайбу. Рабочая поверхность этой шайбы в свою очередь образует перпендикуляр к оси блока с цилиндрами. Благодаря такому углу наклона во время вращательных движений ротора поршни выполняют возвратно-поступательные движения. За счёт этого увеличивается или уменьшается объём камер. Это способствует всасыванию или выталкиванию воды через отверстие в распределительном диске. Чтобы получить регулируемый насос, необходимо изменить угол наклона шайбы. Благодаря этому агрегат будет изменять подачу жидкости. Для изменения направления подачи воды необходимо отрегулировать обратный наклон цилиндрического блока относительно вертикали приводного вала. Так выполняется реверсирование подачи воды. Благодаря такому принципу действия всасывающий и нагнетательный трубопроводы не меняются местами. Агрегаты этого типа обычно используются для работы в среднем и тяжёлом режиме.
2. Аксиально-поршневое изделие с наклонным блоком. У таких насосов в отличие от парового и радиально-поршневого агрегата приводной вал выполнен в форме буквы «Т». Он крепится в радиально-упорных подшипниках. Блок цилиндров в свою очередь опирается на отдельную ось и расположен под определённым углом к оси вала. В цилиндрическом блоке есть несколько аксиальных расточек, в которых находятся поршни. Они соединены с валом посредством шатунов. Когда происходит вращение вала, цилиндрический блок также приходит в движение за счёт передачи движения посредством поршней и шатунов. Устройство и принцип работы этого аксиального насоса основаны на том, что благодаря углу между валом и блоком цилиндра часть поршней будет выходить из ротора, в то время как другая часть сможет задвигаться внутрь. За счёт такого действия объём рабочих камер будет уменьшаться или увеличиваться, вызывая нагнетание или всасывание воды. Для всасывания и подачи водной среды используется специальное окно в днище цилиндрического блока, а также отверстие в распределительном диске. Дальше вода продвигается по каналам в корпусе насосного оборудования. В отличие от парового и радиально-поршневого насоса в таком аксиальном агрегате можно изменять величину хода поршней. Для этого необходимо изменить угол наклона цилиндрического блока. Это будет способствовать изменению показателя рабочего объёма насосного оборудования. Такие агрегаты можно назвать оборудованием с регулируемой подачей.

Что собой представляет гидронасос аксиально-поршневого типа

Насос гидравлический аксиально-поршневой, как и радиально-поршневой, является устройством объемного типа, которое функционирует за счет изменения объема рабочих камер. В гидравлических насосах аксиально-поршневой группы такие рабочие камеры сформированы расточками, которые выполнены в цилиндрическом блоке. В отличие от радиально-поршневых насосов, у аксиально-поршневых машин внутренние рабочие камеры располагаются параллельно по отношению к поршням и оси самого устройства. В ходе перемещения поршней такого насоса при вращении цилиндрического блока происходит увеличение или уменьшение объема рабочих камер, что и позволяет устройству всасывать и отдавать перекачиваемую им жидкость.

Характеристики

Главным отличием аксиально-поршневых насосов является то, что рабочие камеры в них выполнены в виде расточек в цилиндрическом блоке. При этом они располагаются параллельно (аксиально) поршням и оси (в отличие от радиально-поршневого прибора). Поршни в свою очередь перемешаются в рабочих камерах агрегата, чем способствуют увеличению или уменьшению объёма расточек. За счёт этого происходит всасывание или отдача водной среды во время вращения цилиндрического блока.
По сути, и радиально-, и аксиально-поршневой насос – это объёмный агрегат, который работает за счёт изменения размеров рабочих камер. Эти камеры в свою очередь соединены с входным и выходным патрубками, по которым происходит забор и отдача воды. Причём процесс соединения выполняется поэтапно по истечении определённого промежутка времени. Принцип работы парового, радиально- и аксиально-поршневого агрегата очень похож.

Устройство и принцип работы плунжерного насоса

Аксиально-поршневой насос: принцип работы и строение

В главном блоке цилиндрической формы располагается система поршней и шатунов, соединяющих коленчатый вал и деталь возвратно-поступательного действия. В конструкцию также монтированы распределительные устройства и диски упоров. Так как блок цилиндрической формы поставлен в агрегате плотно прижатыми к механизму распределения, это позволяет избегать неполадок в большинстве случаев.

1. Принцип действия насоса построен на вращательных движениях ведущего вала, который передаёт импульс в область специфического цилиндрического блока.
2. Далее, поршни начинают возвратно-поступательное движение в сторону главной оси.
3. Сила трения в такой системе порождает всасывание, а потом выталкивание элементов жидкости.

В распределительном устройстве находятся специальные отверстия, которые служат своеобразной плоскостью взаимодействия противоположных линий работы. Перемычки внутри аксиально-поршневых насосов дают большую надёжность для специфических щелей. Дроссельные канавки, поставленные на перемычки (крепления), предназначены для снижения гидравлического удара на комплектующие части. Эти элементы позволяют машине плавно повышать рабочее давление внутри блока.

Принцип работы и устройство насоса

Аксиальный насос поршневого типа – это техническое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в энергию движущейся жидкости. Его специфика заключается в рабочих камерах, выполненных в виде расточек в цилиндрическом блоке. При этом они располагаются параллельно шаровой оси и поршням с подпятниками.

Принцип работы аксиально-поршневого насоса можно посмотреть на иллюстрации

Все аксиально-поршневые гидронасосы состоят из:

• Поршней или плунжеров, входящих в состав цилиндрического блока;
• Шатунов;
• Ведущего (основного) вала;
• Опорного диска;
• Распределительного механизма.

https://www.youtube.com/watch?v=xV-cwbgCyIw

Принцип действия основывается на движении ведущего вала и его воздействии на специальный цилиндрический блок. При этом поршни перемещаются вдоль оси блока, создавая возвратно-поступательные движения. Вследствие таких движений в цилиндрах происходит последовательное всасывание и выталкивание рабочей жидкости.

Принцип работы насосов

Вытеснителями в аксиально-поршневых машинах могут быть поршни или плунжеры.

Читайте также: Изготовление станка для заточки сверл в домашних условиях: делаем точилку своими руками

Насосы с плунжерами иногда называют аксиально-плунжерными. Однако часто эту особенность названия и не отражают, и называют насос аксиально-поршневым, не зависимо от того, что является вытеснителем – поршень или плунжер.

В аксиально-поршневых насосах с наклонным блоком, оси рабочих органов находятся под углом к оси приводного вала. Этот угол определяет величину хода поршней. Его величина меньше 45 °. В большинстве конструкций угол наклона составляет 20°-30°.

При вращении вала, ротор или блок цилиндра также приводится во вращение через шарнирно установленные на приводном валу поршней.

Ротор прижимается к сферической поверхности распределительного диска, на которой выполнены два серповидных паза.

При вращении приводного вала, каждый из поршней перемещается в отверстиях ротора. Величина перемещения зависит от угла наклона блока.

Когда поршень перемещается, увеличивая объем рабочей камеры, жидкость через серповидный паз всасывается и заполняет камеру.

Когда поршень движется в противоположное направление, объем рабочей камеры уменьшается. Жидкость через другой серповидный паз вытесняется. Отверстия в роторе, в которых перемещаются поршни, распределены равномерно. В тот момент, пока одни поршни вытесняют жидкость, другие – движутся в обратном направлении. Это обеспечивает непрерывную подачу рабочей жидкости насоса со значительно сниженными пульсациями.

В аксиально-поршневых насосах с наклонным диском, оси рабочих органов параллельны оси приводного вала. Перемещение поршней или плунжеров внутри ротора обеспечивается наклонным диском, на которую через толкатели опираются плунжеры.

Ротор зафиксирован на валу с помощью шпонки, поэтому, при вращении приводного вала, вращается и ротор, а вместе с ним и плунжеры.

Читайте также: Простой окучник для картофеля из старого велосипеда: делаем своими руками

Плунжеры, при вращении приводного вала, перемещаются в отверстиях ротора.

При увеличении рабочей камеры жидкость заполняет её. Когда плунжер движется в противоположном направлении, жидкость вытесняется в напорную магистраль.

Как устроен и как работает аксиально-поршневой насос

Агрегаты аксиально-поршневые, являясь гидравлическими машинами объемного типа, действуют благодаря тому, что в процессе работы поршнями изменяется объем камер. Если агрегат работает на нагнетание воды, то поршни прокачивают ее, изменяя объем камер под воздействием вращения основного вала. Если агрегат работает как двигатель, то поршни вращают основной вал, изменяя объем камер под воздействием потока воды, поступающего под высоким давлением.

Из чего состоит аксиальный поршневой насос

Конструктивные особенности аксиально-поршневых агрегатов

Насос аксиально-поршневой в его базовой комплектации состоит из следующих деталей и узлов:

Устройство аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком

• корпус;
• основной вал;
• регулируемый наклонный диск;
• блок цилиндров;
• поршни;
• возвратные пружины;
• клапаны всасывания;
• патрубок всасывания;
• клапаны нагнетания;
• патрубок нагнетания;
• шарнирные соединения;
• уплотнения;
• крышка корпуса.

Регулируемый наклонный диск может менять угол наклона от вертикали на величину до 45°. Изменение угла наклона диска влечет за собой изменение величины хода поршней, что определяет производительность агрегата. Шатуны с помощью сферической головки прочно соединены с внутренней, подвижной частью этого диска, а другим концом соединены шарниром с юбкой поршня, что обеспечивает свободный ход поршня во время работы.

Принцип работы аксиально-поршневых агрегатов

В гидравлических насосах аксиального типа основной вал вращает блок цилиндров, представляющий единое целое с валом. Также на вал жестко насажена внутренняя, вращающаяся часть наклонного диска. Вращаясь, основной вал вращает и блок цилиндров, и подвижную часть наклонного диска. Именно благодаря такой конструкции поршни совершают возвратно-поступательные движения параллельно оси ротора.

Принцип работы аксиально-поршневого насоса

Этим перемещениям поршней, называемым «аксиальными», насос и обязан своим названием. При вращении ротора открытые части камер блока цилиндров последовательно проходят окна патрубков всасывания и нагнетания, расположенных в распределительном механизме. Соответственно происходит всасывание жидкости через патрубок всасывания во время движения поршня назад, и выталкивание ее в патрубок нагнетания при движении поршня вперед.

В аксиальных гидравлических насосах должно быть обеспечено плотное прилегание распределительного механизма к блоку цилиндров. Это условие необходимо для минимизации возможности появления неисправностей во время интенсивной работы блока цилиндров. Окна разделены специальными прочными уплотнителями. Во избежание протечек блок цилиндров плотно прилегает к распределительному механизму.

На внутренних стенках окон распределительного механизма проточены специальные бороздки, основное назначение которых – минимизировать воздействие гидравлических ударов, которые могут возникать в трубопроводах во время работы. Благодаря этим проточкам давление рабочей жидкости, которое создается в камерах блока цилиндров, повышается достаточно плавно, без резких скачков и гидравлических ударов.

Виды приспособлений

Аксиально-поршневые насосы бывают двух типов.

К первому относят изделия с наклонной шайбой. В конструкции таких приспособлений коленчатый вал объединяют с цилиндрическим блоком, закрепляя его подшипниками. Поршневая система расположена в области основных камер и опирается прямо на наклонную шайбу. Этот диск и ось бака с цилиндрами образуют перпендикуляр по отношению друг к другу.

Такой угол позволяет поршням порождать возвратно-поступательные импульсы в то время, когда ротор начинает вращательные движения. Следовательно, объёмы камер уменьшаются либо увеличиваются, что естественным образом провоцирует всасывание или отдачу жидкости через отверстия. Для того чтобы регулировать этот аксиально-поршневой насос, следует менять угол наклона диска. Такие агрегаты используют при работах средней и тяжёлой нагрузки.

Ко второму виду относят регулируемые аксиально-поршневые насосы с наклонным цилиндрическим блоком. Главное отличие такого аппарата от радиально-поршневых машин в том, что привод, крепящийся на подшипниках, здесь сконструирован в Т-образной форме. Цилиндрический блок опирается на вторую ось и располагается под углом к основному валу. В центре конструкции размещаются параллельные расточки, внутри которых стоят поршни. Последние соединяются с основным валом при помощи системы шатунов.

Блок сообщает движение одновременно с началом вращения роторов. Благодаря углу, который образован от соединения главных долей, часть поршней выходит за пределы ротора, а другая — входит. Таким образом, совершается нагнетание или уменьшение жидкости в рабочих камерах. Вода, в свою очередь, поступает в цилиндрический блок через специальное отверстие на дне и двигается по сосудам внутри корпуса.

На заметку!

Конструкция аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком позволяет изменять размерность поршневого хода. Это помогает варьировать показатели рабочего объёма в камерах.

Устройство и принцип действия

Схема аксиально поршневого насоса
Гидравлический аксиально поршневой насос можно разбить на следующие составные части:

1. Вал за счет поворота которого происходит цикл выполнения работы агрегата;
2. Диск, с закрепленными поршнями, диск еще называю наклонным;
3. Поршни располагаются в цилиндрическом блоке, при выдвижении всасывается жидкость, при в движении, нагнетается;
4. Часть насоса распределяющая, всасывающую часть от нагнетающей называется распределитель;
5. В цилиндрическом блоке находятся поршни он крутится вместе с основным валом;

При эксплуатации, от внешнего привода создается вращение вала, в совокупности с валом создается и вращение блока цилиндров. Поршни производят вращательные и возвратно-поступательные аксиальные движения. В момент выдвижения поршни находятся в всасывающей части распределительного блока, происходит забор жидкости в цилиндр. В момент в движения поршень находится на нагнетающей части того же распределительного устройства. За одно вращение вала, каждый поршень совершает полный цикл забора и выталкивания жидкости.

Связь сектора, отвечающего за всасывание с сектором нагнетания, происходит в распределяющем устройстве. Функционирование происходит следующим образом, цилиндрический блок сильно прижимается к распределяющему устройству. Между секторами распределительного устройства находятся уплотняющие перемычки. Дабы устранить возможность гидроудара уплотняющие перемычки имеют дроссельные канавки, равномерно стабилизирующие давление в камере. Расположение цилиндров аксиально относительно оси ротора.

Существует два вида аксиально поршневых насосов. Различаются они видом передачи движения поршням:

Виды аксиальных насосв

1. Насос с наклонным диском устроен следующим образом. Ось блока цилиндров совпадает с осью вала. Чтобы обеспечить возвратно поступательные движения поршням штоки крепятся на специальном наклоном диске.
2. Устройство насоса с наклонным блоком. Здесь чтобы обеспечить возвратно поступательные движения поршням инженеры придумали следующую задумку, и вместо диска наклонили сам блок цилиндров под углом альфа. Особенностью такого устройства является возможность регулирования меняя угол наклона блоков цилиндров. На рисунке он обозначен как альфа. Если оси цилиндра и основного вала совпадут мы получим механизм с 0 работой так как поршни не будут вовсе ходить. Регулировка таких насосов возможна на 25 градусов.

Основные разновидности

По своему конструктивному исполнению поршневой гидронасос, как и гидромотор аксиально-поршневого типа, может относиться к одной из следующих категорий:

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

Блок цилиндров гидромоторов и гидравлических насосов аксиально-поршневого типа, оснащенных наклонной шайбой, установлен соосно по отношению к приводному валу и при этом жестко связан с ним. Поршни, перемещающиеся в проточках рабочей камеры, опираются своей торцевой поверхностью на шайбу, которая устанавливается под углом к оси приводного вала. Принцип работы такого аксиально-поршневого насоса заключается в том, что при совместном вращении соединенных между собой приводного вала и наклонной шайбы поршни устройства начинают двигаться возвратно-поступательно, уменьшая или увеличивая таким образом объем рабочих камер.

Когда же объем рабочих камер начинает изменяться, осуществляется всасывание и выталкивание перекачиваемой через насос жидкости. Устройства с наклонной шайбой относятся к регулируемым гидронасосам, так как, изменяя угол, под которым расположена рабочая поверхность наклонной шайбы, можно менять и параметры потока перекачиваемой жидкости. Более того, при помощи такого насосного устройства можно осуществлять реверсирование подачи воды, изменяя направление угла наклона шайбы к оси приводного вала на противоположное. Насосы аксиально-поршневого вида, оснащенные наклонной шайбой, устанавливаются в гидравлических системах, работающих под средними и высокими нагрузками.

Принципиальные схемы аксиально-поршневых гидромашин

Корпус аксиально-поршневых гидравлических насосов, оснащенных блоком цилиндров наклонного типа, имеет V-образную конфигурацию, а их приводной вал выполнен в виде буквы Т. Угол, под которым блок цилиндров рассматриваемого аксиального насоса расположен к оси приводного вала, может составлять от 26 до 40°, а количество поршней доходит до 7 штук. Принцип работы такого аксиально-поршневого насоса состоит в следующем: когда начинает вращаться приводной вал, соединенный с поршнями посредством шатунных механизмов, приводится во вращение и наклонный блок цилиндров, а поршни, расположенные в аксиальных проточках, начинают совершать движения возвратно-поступательного типа, тем самым уменьшая или увеличивая объем рабочих камер.

Процесс всасывания и нагнетания перекачиваемой рабочей среды в аксиально-поршневых насосах такого вида осуществляется через специальные отверстия-окна, выполненные в распределительном устройстве, которое располагается неподвижно относительно вращающегося наклонного блока цилиндров. В отличие от паровых и радиально-поршневых насосов, в устройствах данного типа можно регулировать объем рабочей камеры. Решается такая задача регулировкой угла наклона блока цилиндров по отношению к оси приводного вала при помощи специальных механизмов.

В аксиально-поршневых насосах применяется унифицированный качающийся узел

В зависимости от того, как реализована конструктивная схема плунжерного насоса аксиального типа, он может относиться к одному из двух видов:

1. В устройствах, оснащенных двойным несиловым карданом, достигается полное соответствие углов, измеряемых между промежуточным, ведущим и ведомым валами. При работе гидравлических насосов данной категории их валы (ведущий и ведомый) двигаются синхронно, что позволяет снизить нагрузку на карданный вал, который, взаимодействуя с диском, передает крутящий момент.
2. Насосы аксиально-поршневого типа имеют конструкцию, в которой реализована схема точечного касания поршней с поверхностью наклонного диска. В таком устройстве отсутствуют карданные и шатунные механизмы, что упрощает его конструкцию. Наиболее значимым недостатком аксиально-поршневых насосов данной категории является то, что для их запуска необходимо принудительно выдвинуть поршневые элементы из рабочих камер и затем прижать их торцевую часть к поверхности наклонного диска. Между тем за счет простоты конструкции регулярное техническое обслуживание и ремонт гидронасосов данного типа не представляет больших сложностей.

Насосы аксиально поршневые регулируемые

В аксиально-поршневом насосе-гидромоторе применена система распределения рабочей жидкости торцового типа, образованная торцом 6 блока цилиндров, на поверхности которого открываются окна 9 цилиндров, и торцом гидрораспределителя 7.

В нерегулируемом аксиально-поршневом насосе-гидромоторе с реверсивным потоком и наклонным блоком цилиндров (рис. 3)

ось вращения блока 7 цилиндров наклонена к оси вращения вала 1. В ведущий диск 14 вала заделаны сферические головки 3 шатунов 4, закрепленных также с помощью сферических шарниров 6 в поршнях 13.

Рабочая жидкость подводится и отводится через окна 10 и 11 в крышке 9. Поршни, находящиеся в верхней части блока, совершают ход всасывания рабочей жидкости. В то же время нижние поршни вытесняя жидкость из цилиндров, совершают ход нагнетания. Манжетное уплотнение 2 в передней крышке гидромашины препятствует утечке масла из нерабочей полости насоса.

Насос состоит из корпуса (на рисунке не показан) , блока цилиндров с поршнями 2 , наклонного диска 3 , выполненного в виде упорного подшипника качения, неподвижного торцового распределителя 5 . Поршни 2 пружинами 6 постоянно поджаты к наклонному диску. Вал 4 насоса передает вращение блоку 1 от приводного электродвигателя. Рабочие камеры насоса образованы поверхностями цилиндрических расточек (цилиндров) блока 1 и торцами поршней 2 .

Аксиально-поршневые и аксиально-плунжерные гидромашины выполняют по двум основным схемам: с наклонным диском и с наклонным блоком цилиндров. Наибольшее распространение получили насосы с наклонным диском (рис. 1) .

Насос состоит из корпуса (на рисунке не показан) , блока цилиндров с поршнями 2 , наклонного диска 3 , выполненного в виде упорного подшипника качения, неподвижного торцового распределителя 5 . Поршни 2 пружинами 6 постоянно поджаты к наклонному диску. Вал 4 насоса передает вращение блоку 1 от приводного электродвигателя. Рабочие камеры насоса образованы поверхностями цилиндрических расточек (цилиндров) блока 1 и торцами поршней 2 .

Для подвода и отвода жидкости в распределителе 5 выполнены дугообразные пазы В всасывания и Н нагнетания, которые отверстиями 7 и 8 соединены соответственно с всасывающим и напорным трубопроводами. При вращении блока 1 рабочие камеры попеременно сообщаются с пазами В и Н распределителя.

Изменяя угол наклона диска за счет его поворота относительно оси II-II , можно изменять производительность насоса. При этом если диск 3 установлен перпендикулярно оси I-I , движение поршней 2 в цилиндрах прекратится, и производительность насоса будет равна нулю. Наклон диска в другую сторону приводит к изменению направления потока жидкости, то есть приведенная на рисунке 1 схема позволяет создать регулируемый и реверсируемый насос.

Теоретическая производительность аксиально-поршневого насоса определяется по формуле:

Qm = πd 2 (D tg β zn)/4 ,

где: d — диаметр поршня; D — диаметр окружности блока, на которой расположены оси цилиндров с поршнями; β — угол наклона диска; z — число поршней в блоке; n — частота вращения блока (обычно равна частоте вращения вала приводного электродвигателя).

Рабочие характеристики и параметры аксиальных насосов определяются по алгоритмам и формулам, описаным в разделе объемные насосы.

Область применения аксиально-поршневых насосов

Аксиально-поршневые насосы нашли применение в гидроприводах, работающих при давлении жидкости до 20 МПа. Их устанавливают, например, в гидросистемах экскаваторов и другого горного оборудования, бульдозеров, в гидроприводе металлообрабатывающих станков, асфальтовых катков, дорожной и строительной техники, самолётов.

Такого типа насосы используют в приводах оборудования большой мощности (до 60 кВт) . Небольшие радиальные размеры насосов позволяют эксплуатировать их при частотах вращения ротора до n = 25 с -1 высоким (до 85%) КПД. Тонкость фильтрации масла должна быть не хуже 25 мкм (с целью повышения ресурса предпочтительна фильтрация с тонкостью 10 мкм) .

Для правильной 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. Для того, чтобы не произошло расхождение стыка системы под действием силы поршней, конструкция предполагает наличие центрального прижима блока пружиной.

И прежде чем браться за ремонт аксиально-поршневого насоса, советуем правильно оценить свои силы и знания в области гидравлики. Мы настоятельно рекомендуем сначала пройти курсы повышения квалификации по специальности гидравлика, в крайнем случае можно пройти дистанционные курсы гидравликов, тем более, что заказать этот курс можно не выходя из дома. Это вам обойдётся намного дешевле, чем если насос станет не ремонтопригодным после вашего ремонта.

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 правильной 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. Для того, чтобы не произошло расхождение стыка системы под действием силы поршней, конструкция предполагает наличие центрального прижима блока пружиной.

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.

• 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.

Ремонт оборудования

Агрегат с закрытыми отверстиями снимают и промывают керосиновым составом. Далее, каждый отдельный элемент насоса необходимо очищать с помощью раствора соды. Для ремонта отверстий цилиндрического блока используют специальный инструмент — разрезной притир из чугуна. На него наносят смесь из алмазного порошка, олеиновой кислоты и стеарина. Поршни, смазанные индустриальным маслом, обрабатываются без применения абразивных паст.

Для восстановления сферической поверхности цилиндров используют притирку на специфическом станке. Торец восстанавливают посредством шлифовки корундовым камнем и алмазным порошком основных отверстий. Таким же образом осуществляется ремонт рабочей поверхности. Восстанавливая конструкцию, должно убедиться, что все детали очищены от грязи и коррозии, а также смазаны особой жидкостью.

При следующих обстоятельствах ремонт неисправностей невозможен:

• Если на корпусе, фланце или дверце насоса имеются трещины, вмятины или сколы.
• Глубокие задиры на поверхности цилиндрического блока или опорной оси не позволяют проводить ремонт.
• Если на шатунах и поршнях обнаружены искривления, восстановление невозможно.

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком

У аксиальныхгидронасосов с наклонным блоком цилиндров (рис.37) приводной вал 1, имеющий вит буквы “Т”, установлен в радиально-упорных подшипниках, а блок цилиндров 4, опирающийся на ось 5, наклонен под углом α к оси вала и имеет ряд аксиальных расточек, в которых размещены поршни 3, связанные с валом с помощью шатунов 2. При вращении вала 1 блок цилиндров также вращается, причем это вращение передается от вала к нему через шатуны и поршни, а из-за наличия угла α между осями вала блоком цилиндра половина поршней будет, выдвигается из ротора. А другая половина — вдвигаться внутрь ротора, увеличивая и уменьшая объем рабочих камер, соответственно, и осуществляя тем самым всасывание и вытеснение рабочей жидкости. Жидкость заполняет рабочие камеры и вытесняется из них через окна в донышке блока цилиндров (рис.37 б) и через окна в распределительном диске 6 (рис.37 в), и далее через каналы в корпусе насоса.