Перейти на главную
Справочник по гидравлике Гидравлические калькуляторы Гидравлическая аппаратура Гидроцилиндры Насосы Компрессоры
Статья оказалась полезной?
Подписаться
Подпишитесь на нашу группу ВКонтакте или канал на Youtube
    Участники группы могут:
  • Скачивать чертежи и гидросхемы
  • Получать справочные материалы
  • Влиять на тематику новых статей
  • Участвовать в голосованиях, конкурсах

Вступая в группу, подписываясь на канал, оставляя комментарии, вы помогаете развивать сайт.

Лучшие статьи
Гидравлика, гидропривод / Насосы / Аксиально-поршневые насосы - устройство и принцип работы
2019-05-15

Аксиально-поршневые насосы

Аксиально-поршневым называют роторный поршневой насос, у которого угол между осью вращения ротора и осям рабочих органов не превышает 45°.

Классификация аксиально-поршневых насосов

По виду кинематических схем конструкции различают аксиально-поршневые насосы:

  • с наклонным диском - кулачковый
  • с наклонным блоком - шатунный

По механизму синхронизации движения:

  • Двойной несиловой кардан (если вал объединен с блоком шатунов)
  • Двойной силовой кардан (если на блок шатунов приходится большая часть нагрузки)

По возможности регулирования рабочего объема:

  • регулируемые
  • нерегулируемые

Чем аксиально-плунжерный насос отличается от поршневого

Плунжерный насос отличается от поршневого конструкцией вытеснителя, в первом случае это плунжер, во втором - поршень.

Нерегулируемые аксиальные насосы

В нерегулируемых насосах, угол наклона блока, или диска не изменяется.



Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком

Устройство аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком

При вращении вала 1 насоса, установленного в подшипниках 2, наклонный блок 3 приводится во вращение шарнирно-расположенными поршнями 4. В процессе работы поршни совершают линейное перемещение относительно блока. Величина хода поршней зависит от угла наклона блока. В распределительном диске 5 выполнены серповидные пазы 6, один и которых соединен с линией всасывания, второй - с линией нагнетания.

Работа аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком

Расчет подачи аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком

Схема для расчета подачи аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком

Теоретическая подача объемного насоса пропорциональна его рабочему объему q и частоте вращения вала n:

Идеальная подача насоса

Рабочий объем аксиально-поршневого насоса можно вычислить, используя формулу:

Рабочий объем аксиально-поршневого насоса
  • где d - диаметр поршня
  • z - число поршней
  • h - ход поршня

Ход поршня аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком зависит от угла α наклона блока и диаметра расположения поршней D:

Ход поршня в насосе с наклонным блоком

Для вычисления реальной подачи необходимо теоретическую умножить на объемный КПД (0,9...0,98 для поршневых насосов ):

Расчетная формула для определения подачи аксиального насоса с наклонным блоком

Аксиально-поршневой насос с наклонным диском

Принципиальная схема насоса с наклонным диском

Блок цилиндров 2 установлен на приводном валу 1. Поршни 4, установленные в башмаках 3 опираются на наклонный диск (или шайбу). При вращении вала с блоком 5 поршни за счет наклона диска будут совершать возвратно-поступательное движение относительно блока. В распределительном диске 6 выполнены серповидные окна, которые соединяются с линиями всасывания и нагнетания.

Расчет подачи аксиально-поршневого насоса с наклонным диском

Расчетная схема показана на рисунке.

Расчетная схема аксиального насоса с наклонной шайбой

Для вычисления подачи насоса нужно знать его рабочий объем и частоту вращения приводного вала:



Расчетная формула для определения подачи аксиального насоса
Формула для определения рабочего объема аксиально-поршневого насоса

Величина хода поршня зависит от геометрии насоса с наклонным диском.

Ход поршня в насосе с наклонным диском
  • где D - диаметр расположения поршней
  • α - угол наклона шайбы

Регулируемые аксиально-поршневые насосы

Регулируемыми могут быть как насосы с наклонным блоком так и с наклонным диском.

Регулируемый насос с наклонным блоком

Для изменения угла наклона блока может быть использовано механическое, гидравлическое или электрическое пропорциональное управление. Принципиальная схема регулируемого аксиально-поршневого насоса показана на рисунке.

Регулируемый аксиально-поршневой насос с наклонным блоком

Угол наклона блока 1 изменяется с помощью винтовой передачи 2. Если наклон отсутствует, то подача насоса будет равна 0. При максимальном значении угла наклона блока относительно оси приводного вала подача насоса будет максимальной.

Регулируемый насос с наклонным диском

Рабочий объем насосов данного типа можно регулировать изменяя угол наклона шайбы. Управление может быть механическим или гидравлическим.

На рисунке показан аксиально-поршневой регулируемый насос с наклонным диском 2. На который с одной стороны воздействует плунжер 3, с другой - пружина 1.

Устройство регулируемого аксиально-поршневого насоса с наклонным диском

При изменении давления рабочей жидкости под плунжером наклон диска будет меняться.

При отсутствии наклона шайбы подача насоса будет нулевой. При увеличении угла наклона шайбы подача будет увеличиваться.



Достоинства аксиально-поршневых гидромашин

  • Высокая энергоемкость (отношение выходной мощности к единице массы 1,5...5 кВт/кг);
  • обратимость - способность насоса работать как мотор и наоборот;
  • возможность регулирования;
  • высокое рабочее давления;
  • быстроходность (частота вращения вала при специальном исполнении может достигать 25000 об/мин);
  • высокий КПД 90%...95%.