Аксиально поршневой насос принцип работы

Содержание

Основы гидравлики

Аксиально поршневой насос принцип работы


В объемных гидроприводах наряду с шестеренными широко используют роторные аксиально-поршневые насосы, которые без переделок можно с успехом использовать и в качестве гидромоторов.

Кинематической основой таких гидромашин служит кривошипно-шатунный механизм, в котором цилиндры перемещаются параллельно (аксиально) один другому, а поршни движутся вместе с цилиндрами и одновременно из-за вращения вала кривошипа перемещаются относительно цилиндров.

Рабочие камеры у таких насосов образованы поверхностями цилиндров и поршней, оси которых параллельны оси блока цилиндров или составляют с ней угол не более 45°. Если указанный угол превышает 45°, то такие насосы относят (согласно определениям ГОСТ 17398-72) к радиально-поршневым насосам.

К этому типу гидравлических машин относятся и аксиально-плунжерные насосы, в которых функцию нагнетателя выполняет плунжер, т. е. поршень маленького диаметра.

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.

Если наклонный диск 3 установить под некоторым углом к оси I-I, то при вращении блока 1 поршни 2 будут совершать возвратно-поступательное движение в расточках, что приведет к периодическому изменению объемов рабочих камер насоса. При вращении вала, например, по часовой стрелке, рабочие камеры, находящиеся слева от вертикальной оси распределителя и сообщающиеся с пазом В, увеличивают свой объем.

В этих камерах образуется вакуум и за счет разности давлений жидкость из бака насосной станции заполняет камеры — происходит процесс всасывания.

Одновременно, рабочие камеры, находящиеся справа от оси распределителя и сообщающиеся с пазом Н, уменьшают свой объем.

Поршни в этих камерах оказывают силовое воздействие на жидкость, что приводит к росту давления, и вытесняют ее в напорный трубопровод — происходит процесс нагнетания.

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 = πd2(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.

***



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).

Достоинства аксиально-поршневых насосов:

  • способность создавать высокие рабочие давления в гидроприводе;
  • возможность плавно и в широких пределах регулировать рабочий объем и объемную подачу;
  • в сравнении с радиально-поршневыми насосами аксиально-поршневые допускают более высокую частоту вращения;
  • компактность, высокий КПД при большом давлении;
  • сравнительно малая инерционность (момент инерции вращающихся масс);
  • меньшие радиальные размеры, масса и габариты;
  • значительная энергоемкость на единицу массы (в некоторых высокооборотных конструкциях до 12 кВт/кг);
  • удобство монтажа, обслуживания и ремонта.

Недостатки аксиально-поршневых насосов:

  • сложность конструкции и связанная с этим низкая надёжность;
  • высокие требования к обработке поверхностей и подгонке сопрягаемых деталей, что сказывается на высокой стоимости данного типа гидромашин;
  • необходимость в тонкой фильтрации рабочей жидкости;
  • значительные пульсации подачи (для насосов) и расхода (для гидромоторов), что приводит к скачкам давления в гидросистеме.

***

***

Роторные радиально-поршневые насосы



Олимпиады и тесты

Источник: http://k-a-t.ru/gidravlika/15_gidro_mashiny_6/index.shtml

Аксиально поршневой насос

Насос аксиально поршневой характеризует специального типа рабочие полости, представленные технологическими расточками, проделанными в блоке цилиндров.

Они проделаны параллельно к оси помпы и ходу поршней, перемещающихся в этих функциональных полостях.

Исходя из сказанного, принцип действия заключается в увеличении или уменьшении функциональной полости, что провоцирует засасывание перекачиваемой жидкости либо ее выдавливание в процессе вращения, создающегося в блоке цилиндров.

Насосы с наклонным блоком или шайбой

У помп с наклонным блоком рабочий цилиндр установлен под небольшим углом. Название изделия получило от типа расточек, которые представляют собой рабочие полости. В технологичном словаре они называются аксиальными. У таких помп принцип работы схож с двигателем внутреннего сгорания.

Вращательное действие передается через ведущий вал непосредственно в блок цилиндров через шатуны на поршни, часть которых, до определенной метки, подается ротором. Иная часть погружается внутрь него.

Получаемая разница положений уменьшает или увеличивает полезный объем аксиальных камер, что и сопровождается засасыванием жидкости с проталкиванием подающими магистралями к пункту сброса.

Схема прибора, где приводной вал закрепляется с цилиндром и установлен на подшипники

Засасываемая жидкость вытесняется из технологических полостей сквозь специальные окна, которые вырезаны в донышке блока цилиндров, а также сквозь окна-отверстия, проделанные в распределяющем диске. Оттуда она поступает в выводные каналы корпуса и в подающую магистраль.

Рабочий объём аксиальных расточек пропорционален углу наклона функциональных цилиндров. Изменяя его, будет также увеличиваться или уменьшаться количество пропускаемой жидкости за определенную единицу времени.

Таким образом, переменная величина угла наклона в помпе будет указывать на то, что ее тип – это насос располагающий регулируемой подачей.

Принцип работы насоса с наклонной шайбой, практически ничем не отличается от уже представленного выше. Как и в первом случае по аксиальным расточкам в блоке цилиндров двигаются поршни. Они опираются на технологическую наклонную шайбу, которая служит им рабочей поверхностью, создавая угол перпендикулярный оси функциональных блока цилиндров.

Крутящий момент АПГ

Соответственно изменяя угол наклона оговариваемой шайбы, оператор получает возможность регулировать объемы вытесняющей помпой жидкости. Такие насосы являются регулируемыми. Секрет их многофункциональности заключается в возможности создавать реверсируемую подачу жидкости, соответственно, принимающий трубопровод и подающий не меняются местами.

Читайте также  Принцип работы коптильни горячего копчения

ВИДЕО: Принцип работы аксиально поршневого насоса с наклонной шайбой

Регулируемые агрегаты с наклонным диском

В рассматриваемом примере помпа с наклонным диском применяется в системе объемных гидроприводов, у которых собственно помпа и гидронасос представлены двумя отдельными самостоятельными функциональными агрегатами, работающими по принципу закрытой системы. Не менее активно их используют и в мобильных конструкциях, оснащённых гидроприводным ходом, и в технологически сложном оборудовании:

  • комбайны,
  • подъемные краны
  • дорожные вибро-уплотнители,
  • бетоносмесители на автомобильной платформе и т.д.

Широкое применение изделия получили благодаря легко усваиваемой системе управления и малым функциональным габаритам.

Жидкостная подача помпы с наклонным диском непосредственно зависит от вращательных оборотов ротора и размеров аксиальных полостей, которые регулируются с помощью угла наклона поворотного диска, функциональной поверхности изделия. Создавая наклоны этого диска в противоположные стороны по отношению к нейтральному исходному положению, оператор получает возможность изменять направление течи подаваемой жидкости или реверсировать его.

Схема агрегата с наклонным блоком

Стоит отметить, что помпы высокого давления отличаются технологически предсказуемой возможностью работы в паре с гидрораспределителем. Отличаются они от других типов этого класса буквенными маркировками:

Маркировка Технические характеристики
МН Гидромеханическая сложно инженерная пропорциональная стартовая система предоставляет оператору возможность удержания наклонного диска в требуемом положении с помощью специального рычага управления в требуемом положении для поддержания необходимого уровня подачи жидкости
ER Трехпозиционный электрический управляющий блок, используемый по принципу включить/выключить/включить. Возможна дуплексная работа с регулировочным блоком максимального функционального объема
HD Стартовая гидравлически-пропорциональная сложно инженерная система способствует удержанию оператором наклонного диска в требуемом положении по средствам гидравлического управляющего сигнала. Применяется в сложных технологических комплексах и/или машинах
EP Пропорциональная сложно инженерная электрического плана система управления предназначается для бесступенчатого изменения рабочих аксиальных камер помпы. Эффект достигается путем изменения силы электрического тока подающегося на два пропорционально типовых магнита. Технологически изделие располагает возможностью работы помп по системе «тандем» или парно

Нерегулируемые с наклонным блоком

Ничего особенно устройство аксиально поршневого насоса собой не представляет. Спектр их применения крайне узкопрофильный. Они разрабатывались для работы на гидроприводных объемных машинах.

По своему функционалу насос с наклонным блоком преобразовывает механическую энергию, получаемую от вращательного движения приводного вала в гидравлическую для создания движения жидкостных потоков.

Стоит отметить, что подача перекачиваемой жидкости будет всегда пропорционально равна рабочему объему аксиальных полостей, а также скорости вращения рабочего вала.

Устройство нерегулируемого АПГ

Оговариваемые помпы применяются исключительно в гидравлических системах открытого типа. Оговариваемые поршневые насосы, принцип работы которых фактически универсален, выпускаются не только с левым вращением вала, но также и правым. Способ выноса вала избирается соответственно рабочей ситуации или планом применении.

ВИДЕО: Устройство насоса

Для открытых гидросистем с возможностью регулировки

Предлагаемый аксиальный насос или же плунжерный, как его еще называют, оснащен возможностью регулировки объема рабочих полостей-расточек благодаря присутствию наклонной шайбы. Такого типа помпы широко применяют в тех областях, где присутствует работа с высокими давлениями в подающих трубопроводах.

Регулируемый для открытых гидросистем

В частности, они широко используются в:

  • дорожно-строительных гидросистемах;
  • открытых централизованных;
  • машинах обслуживающих шахты.

Достижение требуемого показателя давления происходит методом манипуляций с регулятором подачи. С его помощью в подающем трубопроводе происходит ограничения максимального сжатия жидкости и поддержание достигнутого показателя на протяжении необходимого времени работы изделия, несмотря на скорость движения приводного вала и/или подающиеся на него нагрузки.

Этот агрегат также способен к работе в тандеме с другими подающими аппаратами, как например, с помпами шестеренного типа.

Преимущества и недостатки

Однозначного ответа в этих вопросах искать нельзя. Все зависит от конкретной рабочей ситуации. Исходя из нее, потребуется регулируемый или нерегулированный насос. Тем не менее, даже в таких типах помп есть как положительные моменты, так и отрицательные. Среди положительных характеристик потребители отмечают:

  1. Возможность оператора провести регулировку направления подачи жидкости.
  2. Чрезвычайно высокую степень герметичности аксиальных полостей.
  3. Работу с предельно высокими степенями сжатия при компактных размерах.

Относительно недостатков отмечают:

  1. Невозможность работы с загрязненными рабочими жидкостями.
  2. Внушительный шумовой порог.
  3. Высокий ценовой эшелон изделия.

ВИДЕО: Принцип работы аксиально-поршневого регулируемого гидронасоса

Источник: http://www.PortalTeplic.ru/nasosi/aksialno-porshnevoj-nasos/

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

  • 08 октября 2015 11:26:30
  • 5306

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.

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 аксиальнопоршневого 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 аксиальнопоршневой насос. Это широко известный агрегат, который используется во всех гидросистемах производственного назначения.

https://www.youtube.com/watch?v=tu3GpcMFcJI

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:

Название агрегата Модель Заводской № Количество, шт. Рабочее давление до ремонта Номинальное давление по паспорту Рабочее давление после ремонта
1. Насос поршневой СПУ-2200-0231 № 1 1 8,5 МПА 16 МПА 25 МПА
2. Насос поршневой СПУ-2200-0231 № 2 1 8,6 МПА 16 МПА 25 МПА
3. Насос поршневой СПУ-2200-0231 № 3 1 8,8 МПА 16 МПА 25 МПА
4. Насос поршневой СПУ-2200-0231 № 4 1 9,0 МПА 16 МПА 25 МПА
Читайте также  Самовсасывающий насос для воды принцип работы

В процессе использования восстанавливающего геля РВС-мастер выявлено, что данная технология обеспечивает восстановление номинальных технических характеристик узлов и деталей технологического оборудования с экономическими затратами дешевле в 3-5 раз стоимости капитальных ремонтов. Использование этого метода показало большую эффективность по сравнению с заменой изношенных деталей на новые.

Наши контакты

Заказать профессиональный гель РВС-мастера можно здесь:

  • по телефону: +7 499 504 34 05
  • по электронной почте: info@rvsmaster.ru

Источник: https://rvsmaster.ru/articles-magazine/aksialno-porshnevoj-nasos-printsip-raboty-i-remont-po-tehnologii-rvs/

Принцип работы насоса аксиально-поршневого нерегулируемого 210.25.13.21

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.

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.

Источник: http://kakbypridaser.ru/princip-raboty-nasosa-aksialno-porsh/

Принцип работы аксиально-поршневого насоса и его применение

Аксиально-поршневые насосы относятся к классу гидромашин, либо использующих механическую энергию для перемещения жидкости, либо преобразующих энергию движущегося потока воды в энергию механическую. Аксиально-поршневой насос, принцип работы которого был известен давно, сейчас широко используется в различных машинах – строительных, дорожных, погрузчиках, экскаваторах и других.

Аксиальный поршневой насос – что это такое?

Насос аксиально-поршневой представляет собой гидромашину, преобразующую энергию вращательного или поступательного движения рабочих частей механизма в энергию перемещения жидкости.

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком

Устройства такого типа являются реверсивными, то есть, они могут преобразовывать энергию движущегося потока рабочей жидкости в энергию механическую. В этом случае устройство работает как гидравлический двигатель, передавая вращательное движение вала на исполнительные механизмы.

Гидравлические машины применяются не только в различных областях промышленности – строительстве, машиностроении, но и в сельском хозяйстве, в частном домостроении. Их способность выдерживать большие нагрузки позволяет этим машинам эффективно работать как на крупных предприятиях, так и в системах водоснабжения дачных участков, загородных домов, отдельных квартир, подавая воду потребителям в больших объемах и с хорошим давлением.

Чаще других в качестве гидромашин используются объемные и лопастные агрегаты. У лопастных машин главным рабочим органом является колесо с множеством лопастей, закрепленных радиально от вала.

Вращаясь с высокой скоростью, это колесо заставляет жидкость двигаться. Такое устройство называется гидронасосом – энергия передается жидкости от лопаток вращающегося колеса.

В лопастном двигателе энергия движущегося потока жидкости заставляет вращаться колесо.

В гидравлических насосах объемного типа передача энергии осуществляется при изменении объемов цилиндров. Эти цилиндры соединяются с входными и выходными патрубками. Соединение камер и патрубков происходит последовательно при вращении основного вала с поршнями. Именно к таким машинам объемного типа относятся аксиально-поршневые механизмы.

Читайте также  Лазерная рулетка принцип действия

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.

Главные преимущества аксиального поршневого насоса

Плюсы и минусы аксиально-поршневого насоса

Обычно, чтобы определить преимущества или недостатки того или иного устройства, его сравнивают с другими агрегатами аналогичного назначения. В случае аксиально-плунжерного механизма объектами для сравнения являются радиально-поршневые и паровые агрегаты. По сравнению с этими машинами аксиально-поршневые агрегаты имеют внушительный список преимуществ.

Сравнительно с другими машинами, аксиально-плунжерные устройства обладают большой мощностью и производительностью, несмотря на небольшие размеры и, как следствие, малый вес.

Компактность агрегата дает еще одно преимущество – малый момент инерции. Это немаловажное обстоятельство позволяет легко регулировать число оборотов в аксиальных гидравлических насосах.

При необходимости во время рабочего процесса можно изменить активный объем цилиндров.

Агрегат может работать при высоком давлении с частотой вращения в диапазоне от 500 до 4000 оборотов в минуту. Таких показателей нет ни у одного из сравниваемых приборов. Он может работать при более высоком давлении, чем радиально-плунжерные.

Высокая производительность в аксиальных гидравлических насосах обеспечивается высокой герметичностью цилиндров. К преимуществам агрегатов следует отнести возможность регулировать направление и давление рабочей жидкости.

Основные недостатки

Наряду с многочисленными достоинствами, имеется и ряд серьезных недостатков. Подбирая аксиально-поршневой насос, важно учесть следующие особенности устройства:

Устройство нерегулируемого аксиально-поршневого насоса

  • очень высокая цена;
  • сложная конструкция осложняет техническое обслуживание и проведение ремонтных работ;
  • при неправильной эксплуатации возможны частые поломки, что говорит о невысокой надежности;
  • подача воды происходит неравномерно, с большой пульсацией;
  • пульсация подачи происходит во всей водопроводной системе, обслуживаемой таким механизмом;
  • сложность конструкции подразумевает длительный ремонт при поломках;
  • необходимость очистки рабочей жидкости от примесей размером более 10 микрометров;
  • высокая шумность при работе.

по теме: Испытание аксиально-поршневого гидронасоса

Источник: https://SpecNavigator.ru/remont-zapchasti/printsip-raboty-aksialno-porshnevogo-nasosa.html

Принцип работы аксиально поршневого насоса

Аксиально-поршневой насос – гидравлическая машина, в которой принцип работы базируется на преобразовании механической энергии вращения вала в энергию движения жидкостного потока. Это устройство объемного типа функционирует способом изменения объема рабочих камер, изготовленных в блоке цилиндров.

При вращении блока поршни перемещаются с увеличением или уменьшением объема рабочих камер, что обеспечивает всасывание или выдачу жидкости.

Агрегаты этого типа устанавливаются в гидросистемах экскаваторов, асфальтовых катков, бульдозеров, большинства дорожной и ремонтно-строительной техники, металлообрабатывающих станков, самолетов.

Особенности конструкции и принцип работы аксиально-поршневого насоса

Различают два конструктивных исполнения агрегата: с наклонным блоком цилиндров и наклонным диском.

Схема устройства аксиально-поршневого насоса: а – с наклонным блоком, б – с наклонным диском.

  • 1 — Вал. За счет его вращения осуществляется функционирование агрегата.
  • 2 — Диск нажимной.
  • 3 — Штоки. Сообщают поршням возвратно-поступательные движения.
  • 4 — Блок цилиндров с расточенными рабочими камерами.
  • 5 — Поршни. Осуществляют возвратно-поступательные движения.
  • 6 — Гидрораспределитель. К нему прилегает блок цилиндров, плоскость соприкосновения отшлифована.
  • 7 — Пазы гидрораспределителя полукольцевой конфигурации. Один паз связан со всасывающим трубопроводом, а второй – с напорным.
  • 8 — Универсальный шарнир. Является передаточным звеном, сообщающим вращение от вала блоку цилиндров.
  • 9 — Шатуны. Соединены с поршнями и вместе с ними осуществляют возвратно-поступательные движения.

В моделях с наклонным прижимным диском блок цилиндров и вал соосны. Штоки, сообщающие поршням возвратно-поступательное движение, закреплены на наклонном прижимном диске. Это оборудование обычно востребовано для эксплуатации в среднем и тяжелом режимах.

В агрегате с наклонным блоком при совпадении осей цилиндра и основного вала передвижение поршней прекращается, подача отсутствует. Путем изменения угла наклона блока цилиндров (до 25°) осуществляют управление объемной подачей жидкости аксиально-поршневого насоса. Такие модели являются устройствами с управляемой подачей.

Этапы работы насоса:

  • вращение вала начинается при активации наружного привода;
  • крутящий момент от вала передается блоку цилиндров;
  • при совершении блоком поворота на 180° поршни, совершая поступательное движение, выталкивают поток жидкости из цилиндра;
  • при совершении блоком следующего полуоборота осуществляется всасывание жидкости.

За одно вращение вала каждый поршень совершает цикл забора и нагнетания жидкостного потока. Сектора всасывания и нагнетания жидкости в распредустройстве разъединены уплотняющими перемычками. Дроссельные канавки в уплотняющих перемычках распределяют давление в рабочей камере, предотвращая гидроудары.

Технические характеристики аксиально-поршневых насосов

Для аксиально-поршневых насосов характерны:

  • Сочетание небольших размеров с хорошей мощностью и производительностью.
  • Легкое управление скоростью вращения вала.
  • Корректировка объема рабочей камеры. Для радиально-поршневых насосов такая функция недоступна.
  • Давление рабочей жидкости до 35-40 МПа. Радиально-поршневые агрегаты выдерживают давление до 30 МПа.
  • Интервал скоростей вращения вала – 500-4000 об/мин.
  • Герметичность конструкции.

Недостатки этих агрегатов:

  • Достаточно высокая стоимость.
  • Необходимость эксплуатации агрегата только при соблюдении требований инструкции. В противном случае вероятна низкая производительность аксиально-поршневых насосов и частые поломки.
  • Наличие высоких пульсаций может стать причиной некорректной работы всей гидравлической системы.
  • Высокая восприимчивость к чистоте рабочей жидкости.

Наиболее частые поломки аксиально-поршневых насосов

Насосное оборудование этого типа (особенно при нарушении установленных норм эксплуатации) может стать менее эффективным в работе или выйти из строя по следующим причинам:

  • Подтекание рабочей жидкости на стыковых участках. Вероятные причины – недостаточно затянутые или разболтавшиеся резьбовые соединения, вышедшие из строя уплотнительные элементы.
  • Малое усилие при осуществлении операций. Характерно для оборудования с большими потерями рабочей жидкости или неправильной настройкой предохранительного клапана.
  • Наличие сильного шума и гидравлических ударов. Привести к таким последствиям могут: повреждение вала, износ муфт и/или редуктора.
  • Перегрев рабочей жидкости в трубопроводах. Может происходить из-за засорения фильтров или малого количества рабочей жидкости.

Источник: http://tk-ines.ru/articles/printsip-raboty-aksialno-porshnevogo-nasosa

Понравилась статья? Поделить с друзьями: