Аксіально-поршневі гідромашини

Аксіальний насос

Роторні гідромашини - це об'ємні гідравлічні машини, в яких витискувачі здійснюють обертальний або обертально-поступальний рух. У роторних гідромашинах витіснення рідини здійснюється з камер, які виконують обертальний рух, завдяки чому відбувається перенесення робочої рідини із входу на вихід гідромашини.

Класифікація роторних гідромашин

Роторно-обертальні гідромашини, у яких робочі органи здійснюють тільки обертальний рух
Зубчасті гідромашини, у яких робоча рідина переміщається в напрямку, перпендикулярному до осі обертання робочих органів (шестерень)
- Шестеренні гідромашини з евольвентним зачепленням:
  - з внутрішнім зачепленням;
  - із зовнішнім зачепленням.
Героторна гідромашина з трохоїдальним зачепленням.
Гвинтові гідромашини, у яких робоча рідина переміщається уздовж осі обертання робочих органів:
- ногвинтові;
- багатогвинтові.
Шиберні (пластинчасті) гідромашини, у яких робочі камери утворюються робочими поверхнями ротора, статора, суміжних шиберів та бокових кришок
- Роторно-пластинчасті
- Однократної дії:
  - регульовані;
  - нерегульвані
- Двократної дії
- Багатократної дії
Роторно-поршневі гідромашини, у яких робочі камери утворені робочими поверхніми поршнів (плунжерів) і циліндрів.
- Аксіально-поршневі гідромашини, у яких осі поршнів паралельні осі обертання ротора або утворюють з нею кут менший 45о:
  - з похилим диском;
  - з похилим блоком.
- Радіально-поршневі гідромашини, у яких осі поршнів перпендикулярні до осі обертання ротора або утворюють з нею кут більший 45:
  - однократної дії;
  - багатократної дії.

Роторні гідромашини зазвичай складаються з наступних елементів: статора, ротора, пов'язаного з валом гідромашини, і витискувачів, що здійснюють витіснення рідини (у насосах), або у які поступає рідина під тиском (у гідромоторах).

Принцип дії

Принципові схеми аксіально-поршневих насосів: 1 і 3 - вікна; 2 - розподільчий пристрій, 4 - поршні; 5 - завзятий диск; 6 - провідний вал; 7 - шатуни, 8 - блок циліндрів а - з муловим карданом; б - з несиловим карданом; в - з точковим дотиком поршнів; г - бескарданного типу.

Аксіально-поршневий насос складається з блоку циліндрів 8 з поршнями (плунжерами) 4, шатунів 7, наполегливої диска 5, розподільного пристрою 2 і ведучого вала 6.

Під час роботи насоса при обертанні валу приходить в обертання і блок циліндрів. При похилому розташуванні наполегливої диска або блоку циліндрів поршні, крім обертального, здійснюють і зворотно-поступальні аксіальні руху (уздовж осі обертання блоку циліндрів). Коли поршні висуваються з циліндрів, відбувається всмоктування, а коли вдвигаются - нагнітання. Через вікна 1 і 3 в розподільчому пристрої 2 циліндри поперемінно з'єднуються то з всмоктуючої, то з напірної гідролініями. Для виключення з'єднання всмоктуючої лінії з напірної блок циліндрів щільно притиснутий до розподільного пристрою, а між вікнами цього пристрою є ущільнювальні перемички, ширина яких b більше діаметру d до отвору з'єднувальних каналів у блоці циліндрів. Для зменшення гідравлічного удару при переході циліндрами ущільнювальних перемичок в останніх зроблені дросельні канавки у вигляді невеликих вусиків, за рахунок яких тиск рідини в циліндрах підвищується рівномірно. Робочими камерами аксіально-поршневих насосів є циліндри, аксіально розташовані відносно осі ротора, а витіснювачами - поршні. По виду передачі руху витискувача аксіально-поршневі насоси підрозділяються на насоси з нахиленим блоком і з похилим диском. Відомі конструкції аксіально-поршневих насосів виконані за чотирма різними принциповими схемами. Насоси з силовим карданом приводний вал з'єднаний з похилим диском силовим карданом, виконаним у вигляді універсального шарніра з двома ступенями свободи. Поршні з'єднуються з диском шатунами. При такій схемі крутний момент від приводить двигуна передається блоку циліндрів через кардан і похилий диск. Початкове притиснення блоку циліндрів розподільного пристрою забезпечується пружиною, а під час роботи насоса тиском рідини. Передача крутного моменту блоку циліндрів необхідна для подолання сил тертя між торцем блоку циліндрів і розподільним пристроєм.

У насосах з подвійним несиловим карданом кути між віссю проміжного валу і осями ведучого і веденого валів беруть однаковими і рівними 1 = 2 = / 2. При такій схемі обертання ведучого і веденого валів буде практично синхронним, а кардан повністю розвантаженим, так як крутний момент від приводить двигуна передається блоку циліндрів через диск 5, що виготовляється заодно з валом 6. Насоси з точковим дотиком поршнів похилого диска мають найбільш просту конструкцію, оскільки тут немає шатунів і карданних валів. Однак для того, щоб машина працювала в режимі насоса, необхідно примусово висунення поршнів з циліндрів для притиснення їх до опорної поверхні похилої диска (наприклад, пружинами, поміщеними в циліндрах). За такою схемою найчастіше виготовляють гідромотори типу Г15-2. Ці машини випускаються невеликої потужності, тому що в місцях контакту поршнів з диском створюється висока напруга, яке обмежує тиск рідини.

Аксіально-поршневі машини бескарданного типу блок циліндрів з'єднується з ведучим валом через шайбу і шатуни поршнів. У порівнянні з гідромашини з карданної зв'язком машини бескарданного типу простіше у виготовленні, надійніші в експлуатації, мають менший розмір блоку циліндрів. За даною схемою вітчизняної промисловістю випускається більшість аксіально-поршневих машин серії 200 і 300.

Аксіально-поршневий гідромотор типу Г15-2: 1 - вал, 2 - манжета, 3 - кришка, 4, 9 - корпус, 5, 16 - підшипник; 6 - радіально завзятий підшипник; 7 - барабан; 8 - повідець; 10 - ротор; 11 - пружини; 12 - дренажний отвір; 13 - розподільний пристрій; 14 - напівкільцеві пази; 15 - отвір напірне; 17 - поршні; 18 - шпонка; 19 – штовхач.

Подача (витрата) аксіально-поршневий гідромашини залежить від ходу поршня, який визначається кутом γ нахилу диска або блоку циліндрів (γ <25). Якщо конструкція гідромашини в процесі її експлуатації допускає зміну кута γ, то такі машини регульовані. При зміні кута нахилу шайби або блоку циліндрів з + γ до - γ досягається реверсування напрямку потоку рідини або обертання ротора гідромашини.

Подачу для машин з безшатунному приводом визначають за формулою:

а для машин з шатунним приводом де d - діаметр циліндра; D і D - діаметр окружності, на якій розташовані центри кіл циліндрів або закріплені шатуни на диску; D tg γ і D 'sin γ - хід поршня при повороті блоку циліндрів на 180; z - число поршнів (z = 7, 9, 11) Крутний момент аксіально-поршневого гідромотора визначають за формулою:

Використання

Аксіано поршневий насос

Цей тип насоса може містити більшу частину необхідного контролю ланцюга інтегрально (контроль похилій пластини кут) для регулювання витрат і тиску, бути дуже надійним і дозволяє іншим з гідравлічної системи, є дуже простими і недорогими.

Осьовий поршневих двигунів також використовується для живлення багатьох машин. Вони працюють за тим же принципом, як описано вище, за винятком того, що циркулює рідини здійснюється під великим тиском і поршневі Корпус виготовлений для обертання і забезпечує потужність на валу на іншу машину. Загальне використання осьового поршневого двигуна до влади малих землерийних рослин, таких як занесення навантажувач машин. Іншим варіантом використання є диск гвинта від торпед.

Література

Абдурашитов С. А. Насосы и компрессоры. — М.: Недра, 1974.
Михайлов А. К., Ворошилов В. П. Компрессорные машины. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 288 с. — ISBN 5-283-00090-7
Френкель М. И. Поршневые компрессоры. — М.-Л.: Машгиз, 1960.
Воронецкий А.В. Современные компрессорные станции (Концепции, проекты, оборудование). — М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2008. — 614 с. — ISBN 978-5-903363-09-4