Аксиально-поршневые гидромашины. (Лекция 5) презентация

Аксиально-поршневые гидронасосы (гидромоторы) являются насосами (моторами) роторно-поршневого типа с аксиальным расположением поршней в цилиндрах, когда продольные оси цилиндров параллельны друг другу и оси вращения ротора. Рабочие камеры образованы рабочими поверхностями поршней и цилиндров.
Аксиально-поршневые гидромашины нашли широкое применение в гидроприводе, что объясняется рядом их преимуществ: небольшие радиальные и габаритные размеры, масса и момент инерции; возможность работы при большом числе оборотов; удобство монтажа и ремонта.

Различают аксиально-поршневые насосы двух ти-пов: с наклонным диском и с наклонным блоком цилиндров. У насосов с наклонным диском ось приводного вала и ось вращения ротора совпадают, а у насосов с наклонным блоком эти оси расположены под углом друг к другу.
На рис. 1 представлен аксиально-поршневый насос с наклонным диском.
Аксиально-поршневой насос состоит из блока цилиндров 8 (рис. 2) с поршнями (плунжерами) 4, шатунов 7, упорного диска 5, распределительного устройства 2 и ведущего вала 6.
Во время работы насоса при вращении вала прихо-дит во вращение и блок цилиндров. При наклонном расположении упорного диска поршни, кроме вращательного, совершают и возвратно-поступательные

Рисунок 1 - Аксиально-поршневой насос с наклонным
диском

Рисунок 2 - Схема аксиально-поршневого гидронасоса (гидромотора) с наклонным диском

аксиальные движения (вдоль оси вращения блока цилиндров).
Когда поршни выдвигаются из цилиндров, происходит всасывание, а когда вдвигаются - нагнетание. Через окна 1 и 3 в распределительном устройстве 2 цилиндры попеременно соединяются то с всасывающей, то с напорной гидролиниями. Для исключения соединения всасывающей линии с напорной блок цилиндров плотно прижат к распределительному устройству, а между окнами этого устройства есть уплотнительные перемычки, ширина которых b больше диаметра отверстия соединительных каналов в блоке цилиндров. Для уменьшения гидравлического удара при переходе цилиндрами уплотнительных перемычек в последних сделаны дроссельные канавки, за счет которых давление жидкости в цилиндрах повышается равномерно.

Рабочими камерами аксиально-поршневых насосов являются цилиндры, аксиально расположенные относительно оси ротора, а вытеснителями – поршни.
Насосы, у которых наклонный диск имеет неизмен-ный угол наклона, называются насосы с нерегулируемой подачей. В регулируемых насосах подача может быть изменена путем изменения рабочих ходов поршней 4, которые зависят от угла наклона диска 5. При максимально допустимом угле наклона диска насос обеспечивает максимальную подачу, а при перпендикулярном его расположении относительно оси вращения вала 6, подача насоса становится равной нулю.
Для изменения угла наклона диска обычно применя-ют механические или гидравлические установочные меха-низмы, которые могут приводиться в действие механичес-ким, электрическим или гидравлическим способом.

Насосы с наклонным блоком цилиндров также выпускаются в регулируемом и нерегулируемом исполнении (рис. 3).
Подача аксиально-поршневого насоса (расход гидромотора) с наклонным блоком цилиндров регулируется изменением положения наклонного диска при неизменном положении цилиндрового блока.

Рисунок 4 - Нерегулируемый аксиально-поршневой насос с наклонным блоком цилиндров

Рисунок 4 - Схема аксиально-поршневого гидронасоса (гидроиотора) с наклонным блоком цилиндров

Аксиально-поршневые насосы с наклонным диском выпускаются на давления рабочих жидкостей до 10МПа, с гидростатической разгрузкой поршней и с наклонным блоком цилиндров – до 32-52МПа. Рабочие объемы достигают значения до 120см3, подачи – до 300л/мин, частоты вращения – до 3600 об/мин, мощности – до 120кВт. Общий КПД составляет 90-93%, объемный КПД – 95-98%.
Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным блоком цилиндров и с наклонным диском имеют рабочие объемы до 120см3, рассчитаны на давления рабочих жидкостей до 36МПа, частоту вращения, - до 3600об/мин, крутящие моменты - до 650Н∙м, мощности - до 60кВт.

где F, D – соответственно площадь и диаметр поршня;
z – количество поршней.
Теоретическая (идеальная) подача регулируемого аксиально-поршневого насоса
где - соответственно текущий и максимальный рабочий объем насоса;
- безразмерный параметр регулирования, который составляет:
Рабочий объем аксиально-поршневой гидромашины
составляет

- для насосов с наклонным блоком цилиндров:
где - соответственно текущее и максимальное значение угла наклона ;
- для насосов с наклонным диском:

Тогда теоретическую (идеальную) подачу аксиально-поршневого насоса можно определять:
- насоса с наклонным блоком цилиндров где Dд - диаметр окружности, на которой размещены центры шарниров поршневых штоков в приводном диске;
- насоса с наклонным диском
где Dб - диаметр окружности на торце блока цилиндров, на которой размещены оси цилиндров.

Максимальный угол наклона в каждую сторону от нейтрального положения в аксиально-поршневых насосах с наклонным блоком цилиндров составляет ±25о, в насосах с наклонным диском - ±20о.
От величины угла наклона в значительной мере зависит срок службы аксиально-поршневых гидромашин. При уменьшении этого угла от 25° до 20° срок службы насоса повышается приблизительно в 2 раза.