Аксиально-поршневые гидромашины. (Лекция 5)

1.

Аксиально-поршневые
гидромашины
Лекция 5

2.

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.

3.

Различают аксиально-поршневые насосы двух типов: 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 приходит во вращение и блок цилиндров. При наклонном
расположении упорного диска поршни, кроме
вращательного, совершают и возвратно-поступательные

4.

Рисунок 1 - Аксиально-поршневой насос с наклонным
диском

5.

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

6.

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.

7.

Рабочими камерами аксиально-поршневых насосов
являются цилиндры, аксиально расположенные
относительно оси ротора, а вытеснителями – поршни.
Насосы, у которых наклонный диск имеет неизменный 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 применяют механические или гидравлические установочные механизмы, которые могут приводиться в действие механическим, электрическим или гидравлическим способом.

8.

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.

9.

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

10.

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

11.

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.

12.

Рабочий объем аксиально-поршневой гидромашины
2
составляет
D
q Fhz
4
hz
где F, D – соответственно площадь и диаметр поршня;
z – количество поршней.
Теоретическая (идеальная) подача регулируемого
аксиально-поршневого насоса
Qн.т qн.тек nн qн. max nн
где qн .тек , qн .max - соответственно текущий и
максимальный рабочий объем насоса;
- безразмерный параметр регулирования, который
составляет:

13.

- для насосов с наклонным блоком цилиндров:
sin тек
sin max
где тек , max - соответственно текущее и
максимальное значение угла наклона ;
- для насосов с наклонным диском:
tg тек
tg max

14.

Тогда теоретическую (идеальную) подачу аксиальнопоршневого насоса можно определять:
- насоса с наклонным блоком цилиндров
2
Qн.т
D
z nн Dд sin max
4
где Dд - диаметр окружности, на которой размещены
центры шарниров поршневых штоков в приводном
диске;
- насоса с наклонным диском
D
z nн Dб tg max
4
2
Qн.т
где Dб - диаметр окружности на торце блока
цилиндров, на которой размещены оси цилиндров.

15.

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.