Принцип работы аксиально поршневого насоса

Аксиально-поршневой насос – гидравлическая машина, в которой принцип работы базируется на преобразовании механической энергии вращения вала в энергию движения жидкостного потока. Это устройство объемного типа функционирует способом изменения объема рабочих камер, изготовленных в блоке цилиндров. При вращении блока поршни перемещаются с увеличением или уменьшением объема рабочих камер, что обеспечивает всасывание или выдачу жидкости. Агрегаты этого типа устанавливаются в гидросистемах экскаваторов, асфальтовых катков, бульдозеров, большинства дорожной и ремонтно-строительной техники, металлообрабатывающих станков, самолетов.

Особенности конструкции и принцип работы аксиально-поршневого насоса

Различают два конструктивных исполнения агрегата: с наклонным блоком цилиндров и наклонным диском.

Схема устройства аксиально-поршневого насоса: а – с наклонным блоком, б – с наклонным диском.

• 1 — Вал. За счет его вращения осуществляется функционирование агрегата.
• 2 — Диск нажимной.
• 3 — Штоки. Сообщают поршням возвратно-поступательные движения.
• 4 — Блок цилиндров с расточенными рабочими камерами.
• 5 — Поршни. Осуществляют возвратно-поступательные движения.
• 6 — Гидрораспределитель. К нему прилегает блок цилиндров, плоскость соприкосновения отшлифована.
• 7 — Пазы гидрораспределителя полукольцевой конфигурации. Один паз связан со всасывающим трубопроводом, а второй – с напорным.
• 8 — Универсальный шарнир. Является передаточным звеном, сообщающим вращение от вала блоку цилиндров.
• 9 — Шатуны. Соединены с поршнями и вместе с ними осуществляют возвратно-поступательные движения.

В моделях с наклонным прижимным диском блок цилиндров и вал соосны. Штоки, сообщающие поршням возвратно-поступательное движение, закреплены на наклонном прижимном диске. Это оборудование обычно востребовано для эксплуатации в среднем и тяжелом режимах.

В агрегате с наклонным блоком при совпадении осей цилиндра и основного вала передвижение поршней прекращается, подача отсутствует. Путем изменения угла наклона блока цилиндров (до 25°) осуществляют управление объемной подачей жидкости аксиально-поршневого насоса. Такие модели являются устройствами с управляемой подачей.

Этапы работы насоса:

• вращение вала начинается при активации наружного привода;
• крутящий момент от вала передается блоку цилиндров;
• при совершении блоком поворота на 180° поршни, совершая поступательное движение, выталкивают поток жидкости из цилиндра;
• при совершении блоком следующего полуоборота осуществляется всасывание жидкости.

За одно вращение вала каждый поршень совершает цикл забора и нагнетания жидкостного потока. Сектора всасывания и нагнетания жидкости в распредустройстве разъединены уплотняющими перемычками. Дроссельные канавки в уплотняющих перемычках распределяют давление в рабочей камере, предотвращая гидроудары.

Технические характеристики аксиально-поршневых насосов

Для аксиально-поршневых насосов характерны:

• Сочетание небольших размеров с хорошей мощностью и производительностью.
• Легкое управление скоростью вращения вала.
• Корректировка объема рабочей камеры. Для радиально-поршневых насосов такая функция недоступна.
• Давление рабочей жидкости до 35-40 МПа. Радиально-поршневые агрегаты выдерживают давление до 30 МПа.
• Интервал скоростей вращения вала – 500-4000 об/мин.
• Герметичность конструкции.

Недостатки этих агрегатов:

• Достаточно высокая стоимость.
• Необходимость эксплуатации агрегата только при соблюдении требований инструкции. В противном случае вероятна низкая производительность аксиально-поршневых насосов и частые поломки.
• Наличие высоких пульсаций может стать причиной некорректной работы всей гидравлической системы.
• Высокая восприимчивость к чистоте рабочей жидкости.

Наиболее частые поломки аксиально-поршневых насосов

Насосное оборудование этого типа (особенно при нарушении установленных норм эксплуатации) может стать менее эффективным в работе или выйти из строя по следующим причинам:

• Подтекание рабочей жидкости на стыковых участках. Вероятные причины – недостаточно затянутые или разболтавшиеся резьбовые соединения, вышедшие из строя уплотнительные элементы.
• Малое усилие при осуществлении операций. Характерно для оборудования с большими потерями рабочей жидкости или неправильной настройкой предохранительного клапана.
• Наличие сильного шума и гидравлических ударов. Привести к таким последствиям могут: повреждение вала, износ муфт и/или редуктора.
• Перегрев рабочей жидкости в трубопроводах. Может происходить из-за засорения фильтров или малого количества рабочей жидкости.