Аксиально-поршневой насос устройство и принцип работы

Устройство и общий принцип

В поршневом насосе жидкость вытесняется поршнем. В цикле работы такого насоса можно выделить два этапа:

• нагнетание, когда жидкость вытесняется из насоса;
• всасывание, когда жидкость поступает в рабочую камеру.

          

На этапе нагнетания подача насоса будет максимальной. А на этапе всасывания подача будет отсутствовать.

То есть, при работе поршневого насоса будут наблюдаться высокие пульсации подач. Это не желательное явление, так как плавную работу исполнительных органов  гидропривода, при высоких пульсациях, обеспечить не удастся. Проще говоря, гидроцилиндры будут двигаться рывками, что вызовет вибрацию всей установки станка, пресса или грузоподъемной машины.

Для того чтобы снизить пульсации, можно установить на одном приводном валу несколько качающих узлов с поршнями.

Если ось вращения вала перпендикулярна осям рабочих органов, или составляет с ними угол более 45°, то такой насос называют

радиально-поршневым.

Радиально-поршневой насос

Если ось вращения вала параллельна осям рабочих органов, или составляет с ними угол менее 45°, то такой насос называют аксиально-поршневым.

Аксиально-поршневой насос

То есть, аксиально-поршневой насос – это ротор на поршневой насос, у которого ось вращения приводного вала параллельна осям рабочих органов или составляет с ними угол менее 45°.

Аксиально-поршневой насос

Конструкция с наклонным блоком или диском

Для того, чтобы обеспечить линейное перемещение поршней, при вращении вала, необходимо наклонить блок цилиндров относительно оси вращения. Либо наклонить диск, на который опираются поршни.

В первом случае, насосы будут называться аксиально-поршневыми с наклонным блоком, во втором – с наклонным диском.

 

Принцип работы насосов

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

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.

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.

 Регулируемые аксиальные насосы

Ход поршней зависит от угла наклона блока или диска.

Получается, если изменить этот угол, то можно изменить объём рабочей камеры насоса. А значит, регулировать его подачу.

Насосы, конструкция которых предусматривает изменение объёма рабочей камеры, называют регулируемыми.

Существуют регулируемые насосы с наклонным блоком и с наклонным диском.

В данной конструкции на наклонный диск с одной стороны воздействует пружина, а с другой – управляющий плунжер.

При увеличении давления под плунжером, угол наклона диска будет уменьшаться, подача насоса будет снижаться.

В данном регулируемом аксиально-поршневом насосе с наклонным блоком установлена винтовая передача, которая позволяет изменять угол наклона блока, а значит изменять рабочий объём и подачу насоса.

 

Аксиально поршневой насос принцип работы

Аксиально поршневой насос — это устройство способное преобразовывать механическую энергию кругового вращения вала в энергию движения жидкости, поршни в таком устройстве расположены параллельно оси вращения. Аксиально поршневые насосы можно также использовать в качестве гидромотора, если с обратной стороны подавать жидкость, то мы получим вращение вала. Такая особенность этих устройств обеспечила им максимальное распространение.

• Где применяют?
• Устройство и принцип действия
• Виды  аксиально поршневых насосов
• Какими они бывают?

Где применяют?

Он может работать как гидродвигатель, и выдерживает большое давление. Агрегаты аксиально поршневого типа используются, в экскаваторах бульдозерах и катках различных производителей. Почти все сложные гидравлические механизмы не обходится без применения насоса аксиально поршневого типа.

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.

Виды  аксиально поршневых насосов

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.

 

Какими они бывают?

Все аксиально-поршневые устройства, которые используются на сегодняшний день, изготавливаются в соответствии с четырьмя основными схемами, в зависимости от чего меняется и характеристика насоса.

– Первый вариант. Приводной вал и наклонный диск объединяются силовым кардном в виде универсального шарнира с двумя степенями свободы. В данном случае диск с поршнями объединяется при помощи специализированных шатунов.

Крутящий момент передается от двигателя к блоку цилиндров при помощи кардана и наклонного диска. Первоначально блок прижимается непосредственно к распределительному устройству при помощи пружины, после чего в процессе работы насоса для этого уже используется рабочая жидкость. Крутящий момент, который передается блоку цилиндров, полностью преодолевает те силы трения, которые образуются между торцевой частью блока и непосредственно самим распределительным устройством.

– Второй вариант. В данном случае принцип работы аксиально-поршневого насоса предусматривает использование двойного несилового кардана, и отличаются такие устройства тем, что в данном случае угол между осями ведущего и промежуточного валов является равным осям ведомого и промежуточного валов. В конечном итоге обеспечивается максимально возможная синхронизация вращения ведущего и ведомого валов, в то время как кардан полностью разгружается. Это обеспечивается благодаря тому, что при помощи диска крутящий момент передается от приводного мотора, при этом данный диск производится вместе с валом.

– Третий вариант. В данном случае устройство аксиально-поршневого насоса представляет собой использование наклонного диска, а сами агрегаты называются насосами с точечным касанием. Для такого оборудования является характерным значительное упрощение конструкции, так как полностью отсутствуют шатуны и карданные валы, однако для того, чтобы добиться запуска данной машины в режиме гидронасоса, нужно принудительно выдвинуть поршни из цилиндров, вследствие чего прижать их к наклонному диску.

Для этого применяются специальные пружины, которые находятся непосредственно в самих цилиндрах. В связи с простотой конструкции, соответственно, в данном случае реже требуется ремонт насосов. В частности по такой технологии изготавливаются популярные на сегодняшний день гидромашины Г15-2, отличающиеся небольшой мощностью.

– Четвертый вариант. Работа аксиально-поршневого насоса бескарданного типа предусматривает объединение ведущего вала и блока цилиндров при помощи шайбы и шатунов. Если говорить о преимуществах таких устройств по сравнению с теми, в которых используется карданная связь, стоит выделить предельную простоту изготовления, а также надежность в эксплуатации при минимальных размерах блока цилиндров. Такой конструкцией оснащаются аксиально-поршневые гидравлические машины серий 300 и 200. В данном случае подача непосредственно зависит от величины хода поршня, которая определяется углом наклона блока цилиндров или же диска. В преимущественном большинстве случаев этот угол составляет около 25 градусов. Если же в агрегате предусматривается возможность изменения угла наклона в процессе работы, то их называют так: насосы аксиально-поршневые регулируемые. Конечно, более оптимально использовать именно регулируемые устройства, но их стоимость может быть существенно больше стандартного оборудования.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.

Средний рейтинг: 5 из 5.

Как работает гидравлический поршневой насос?

30 декабря 2022 г. | импульс | Блог, Гидравлические насосы

Гидравлические поршневые насосы перекачивают жидкости в профессиональном оборудовании и промышленном оборудовании. Они известны своей высокой эффективностью и обычно используются в приложениях с высоким давлением.

Существуют также два основных типа гидравлических поршневых насосов: осевые и радиальные; оба могут иметь фиксированное или переменное смещение; фиксированный рабочий объем означает, что насос каждый раз подает одно и то же количество жидкости или газа, а переменный объем означает, что количество подаваемого газа или жидкости каждый раз может быть разным. Хотя оба считаются поршневыми насосами, каждый из них работает по-разному.

Давайте посмотрим, как работает каждый тип гидравлического поршневого насоса.

Как работают аксиально-поршневые насосы

Аксиально-поршневой насос состоит из четырех основных компонентов: вала, наклонной шайбы или изогнутой оси, блока цилиндров и пластины клапана. В блоке цилиндров расположены поршневые насосы, расположенные циклически вокруг оси приводного вала (поэтому он и называется аксиально-поршневым насосом ).

Поршни в блоке цилиндров качаются вверх и вниз при вращении приводного вала. Ход поршня будет варьироваться в зависимости от того, как он наклонен в наклонной шайбе или изогнутой оси. Когда поршни движутся в одном направлении, они соединяются с всасывающей линией, а когда они движутся в противоположном направлении, они соединяются с нагнетательным каналом, обеспечивая непрерывный поток жидкости.

Как работают радиально-поршневые насосы

Конструкция радиально-поршневого насоса существенно отличается от конструкции аксиального насоса. Радиально-поршневой насос состоит из блока цилиндров, вращающегося распределительного вала и поршней. Поршни расположены вокруг блока цилиндров радиально и расходятся от распределительного вала лучами. Вращение кулачка заставляет поршни переключаться с всасывания на нагнетание и наоборот.

Выбор между аксиально-поршневым и радиально-поршневым насосом

Как правило, выбор гидравлического насоса требует оценки применения. Вам нужно знать требования к давлению, желаемый расход, скорость, мощность и тип жидкости, которую будет перекачивать насос.

Радиально-поршневые насосы обычно могут работать со всеми жидкостями, включая минеральное масло и водно-гликолевую гидравлическую жидкость, в то время как аксиально-поршневые насосы предпочтительны для приложений с чрезвычайно высоким давлением.

Восстановленные насосы по сравнению с OEM-насосами

Хотя поршневые насосы очень эффективны и надежны, загрязнение, избыточное давление и закупорка впускного отверстия могут привести к отказу насоса. Если и когда это произойдет, вам необходимо как можно скорее заменить помпу.

При выборе помпы на замену вам придется выбирать между прямой заменой OEM и восстановленной помпой. К сожалению, прямая замена насосов и услуг OEM может потребовать значительных инвестиций. Кроме того, если у вас устаревшее оборудование, вы, возможно, не сможете найти детали насоса, необходимые для восстановления вашего оборудования.

Итак, вам нужно задать себе несколько вопросов:

1. Как долго вы готовы ждать получения помпы?
2. Ваша помпа снята с производства?
3. Какой у вас бюджет?

Если вы ищете быстрое и относительно недорогое решение, восстановленный насос — ваш лучший выбор. Однако, если время и деньги не являются проблемой, прямая замена OEM, скорее всего, будет лучшим вариантом, если производитель не снял помпу с производства.

Найдите сменные гидравлические поршневые насосы сегодня

Вам нужна помощь в поиске подходящего поршневого насоса? Обратитесь в Panagon Systems. Основанная более 25 лет назад, мы являемся ведущим в отрасли производителем гидравлических поршневых насосов и двигателей. Мы специализируемся на восстановлении насосов таких брендов, как Vickers/Eaton, Rexroth и Caterpillar, а также имеем широкий ассортимент запасных частей для насосов . Все насосы и моторы восстанавливаются на собственном производстве в Соединенных Штатах, что гарантирует их соответствие спецификациям OEM и предоставляется годовая гарантия.

Свяжитесь с нами сегодня , чтобы узнать больше о наших вариантах сменных насосов или запросить расценки.

Теги: гидравлический поршневой насос

Связанные сообщения

Вверх

Ваш выбор для замены компонентов OEM-качества

На нашем производственном предприятии установлено множество станков с ЧПУ, способных производить высококачественные гидравлические компоненты и запасные части.

Контакт

Конструкция аксиально-поршневого насоса

Какие гидравлические поршневые насосы используются для

Аксиально-поршневые насосы широко используются в мобильных и промышленных секторах. Как правило, они являются предпочтительными насосами для потоков более 5 л/мин и до 415 бар, если позволяет бюджет.

Как правило, конструкция с наклонной шайбой используется для насосов, а конструкция с изогнутой осью — для двигателей, хотя в некоторых случаях это не лучшее решение.

Срок службы может достигать 10000 часов при работе с полной нагрузкой, что делает их идеальными для промышленных силовых установок непрерывного режима и тяжелых мобильных устройств. Производители, как правило, предлагают ряд различных насосов, адаптированных к стоимости и условиям эксплуатации в различных отраслях промышленности.

Трудно указать точные диапазоны давления и т. д., так как доступно очень много различных версий. Эксперты поставщиков всегда дадут рекомендации по конкретным приложениям, но это обучение предназначено для того, чтобы вы ознакомились с важными областями, чтобы вы лучше поняли и, следовательно, могли диагностировать проблемы с вашим оборудованием.

В основном аксиально-поршневые насосы используются на высокопроизводительном оборудовании, как правило, в тяжелой промышленности, непрерывной эксплуатации, под высоким давлением 315 бар и выше. Мобильные экскаваторы и колесные приводы.

В последние годы были произведены более дешевые версии, и благодаря их высокой производительности, режиму работы и чистой работе они получили более широкое распространение.

Как работают аксиально-поршневые насосы

Аксиально-поршневые насосы обычно имеют 9поршни, которые вращаются вокруг центрального приводного вала. Когда поршни вращаются, они движутся против наклонной шайбы или изогнутой оси, что заставляет их двигаться вверх и вниз вдоль оси насоса. Когда поршни втягиваются, они позволяют жидкости под напором резервуара заполнить увеличивающийся объем. Когда поршни проходят верхнюю мертвую точку, порт всасывания закрывается, а порт нагнетания открывается, так что выдвигающиеся цилиндры могут выталкивать жидкость.

В насосах с переменным рабочим объемом изменяется наклонная шайба или угол наклона оси. По мере уменьшения угла ход поршня уменьшается, и, следовательно, выходной поток уменьшается до .

Одним из основных преимуществ поршневых насосов является отсутствие соприкасающихся частей. Если гидравлическое оборудование всегда может работать с пленкой гидродинамической жидкости между его движущимися частями, тогда можно избежать контакта металла с металлом, и теоретически устройства будут служить вечно.

Различные типы аксиально-поршневых насосов

Существует множество различных конструкций поршневых насосов, каждая из которых удовлетворяет требованиям различных рынков или машин. Хотя большинство из них были очень хорошими, Rexroth уже много лет доминирует на рынке со своей продукцией. Это не обязательно потому, что их насосы работают лучше, но они, безусловно, работают так, как требуется, и по самой низкой цене. Одним из их ключевых преимуществ является технология успешного соединения поверхностей CuNi со стальным башмаком. И, финансируя развитие в производстве и дизайне от высоких продаж до мобильного подразделения, Rexroth смогла предоставить версии с улучшенными характеристиками по разумной цене для промышленных рынков.

Несмотря на то, что они выполняют идентичные функции, между мобильными и промышленными насосами могут быть существенные различия. Стоимость имеет решающее значение для мобильных приложений, поэтому размеры компонентов сведены к минимуму. Потери регулятора давления также сведены к минимуму для снижения расхода топлива, но поскольку количество автомобилей велико, у производителей есть время проверить и подтвердить, что всего достаточно. Для промышленного применения производители могут предложить только один насос для удовлетворения всех условий, поэтому давление управления насосом и подшипники должны быть достаточными для выполнения самых жестких условий, для которых они предназначены.

Для разных машин требуются разные функции и рабочие характеристики, поэтому вы увидите ряд различных типов насосов, используемых на разных рынках. Например, «Gold Cup» компании Parker существует уже много лет и благодаря своей прочной конструкции идеально подходит для морских гидросамолетов, где он имеет проверенную историю производительности и срока службы, однако его размер и цена ограничивают его использование в других целях. Приложения.

Таким же образом внутренняя механика поршневых насосов с изогнутой осью делает их в целом более подходящими для двигателей, чем насосы, а конструкции с наклонным диском больше подходят для насосов, чем для двигателей. Хотя конструкция с изогнутой осью подойдет и для того, и для другого.

Советы по эксплуатации и обслуживанию

Поверхности автомата перекоса требуют исключительного качества отделки для эффективной работы. Любые повреждения могут быть незаметны невооруженным глазом, поэтому, если вы видите канавки или повреждения, у вас определенно проблема. Сервисные инженеры с уверенностью сообщили мне, что повторная обработка самой тонкой мучной бумагой может исправить легкие повреждения, хотя производители скажут, что вы не можете (если, возможно, вам не повезет).

Критические значения давления всасывания и корпуса. Поршневые башмаки, используемые в насосах с наклонной шайбой, являются ключевой частью конструкции, определяющей максимальные пределы производительности. Внутреннее давление поршня подается на поверхность подшипника, поэтому, если давление всасывания слишком низкое или давление в корпусе слишком высокое, пленка жидкости может разрушиться и произойдет контакт с металлом. Чрезмерная скорость или пики или градиенты давления подачи также могут вызвать «подпрыгивание», что приведет к преждевременному отказу насоса. Ищите потертости на краях тапочек или лицевых сторонах тапочек. В конструкциях с изогнутой осью вместо тапочек обычно используются мячи. Это позволит им работать на более высоких скоростях, поскольку они не полагаются на давление, чтобы удерживать их в контакте с автоматом перекоса.

При превышении скорости насоса или ухудшении качества жидкости первыми признаками, которые вы можете увидеть, являются маркировка или обесцвечивание боковых сторон поршней. Как только внутри поршневого насоса началось повреждение, оно может быстро ускориться и привести к катастрофическому отказу. Единственным решением является замена всей поворотной группы.

Всегда проверяйте, что поршневые насосы полностью заполнены всасывающими линиями и корпусами перед запуском. Всегда проверяйте правильность направления электродвигателя перед запуском, так как неправильная работа может повредить большинство насосов.

Как определить аксиально-поршневые насосы

Подробно ознакомьтесь с техническими данными производителя и убедитесь, что ваше приложение соответствует всем рекомендуемым рабочим ограничениям. Сюда входят:

Постоянное и пиковое давление

Выходная мощность в реальных рабочих условиях

Максимальная скорость

Давление всасывания и давление в корпусе, а также необходимость промывки корпуса

Расчет срока службы подшипника

Снижение номинальных характеристик типа жидкости

Типичная рабочая характеристика

Некоторые из основных внутренних особенностей насосов:

Конструкция поршня – цельная, полая или с поршневыми кольцами. Конструкция и вес поршней оказывают большое влияние на эффективность насоса. Конструкция Parker F11 с облегченной головкой и неподвижными шариками позволяет развивать значительно более высокие скорости, чем насосы с наклонной шайбой с их более длинными и тяжелыми поршнями.

Некоторые насосы и двигатели могут вращаться не по центру, что означает, что они могут обеспечивать поток или вращать приводной вал в обоих направлениях. Они обычно используются в замкнутых системах приводов мобильных транспортных средств.

Конструкции с изогнутой осью, как правило, имеют гораздо более тяжелые подшипники вала, чем насосы с наклонным диском. Это связано с тем, что они чаще используются в качестве моторных приводов и должны воспринимать колесные нагрузки на свой вал. Насосы с наклонной шайбой, с другой стороны, обычно приводятся в действие через гибкие муфты, которые устраняют любые боковые нагрузки, поэтому размер внутреннего подшипника рассчитан только на то, чтобы воспринимать внутренние нагрузки от динамических сил и сил нагрузки от давления.

Уровень шума может быть проблемой для поршневых насосов. Шум создается разрывами в потоке, т.е. когда поршни движутся вперед и назад, они создают пульсирующий поток, который проходит во всю гидравлическую систему и вибрирует или исходит от других компонентов, расположенных дальше по контуру. Эта прерывистость потока дополнительно усложняется портом подачи, который соединяет и разъединяет каждый поршень по мере его вращения. Время открытия и закрытия может создать другие, более высокочастотные разрывы потока. Часто для разных условий эксплуатации доступны разные синхронизирующие пластины. приложения с фиксированной или переменной скоростью.

Давление в линии утечки картера имеет решающее значение для контроля баланса давления башмака по отношению к давлению всасывания. Следует соблюдать осторожность при работе с некоторыми контроллерами насосов, так как клапаны выходят в корпус насоса и могут создавать опасные скачки давления. Убедитесь, что дренажные линии картера имеют достаточный размер. Одним из возможных решений может быть использование более податливого прозрачного пластикового шланга для линии утечки картера, который будет демпфировать эти пики, прежде чем повредить тапочки.