_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
Виды и применение радиально-поршневых насосов
Радиально-поршневые насосы часто используются
в гидросистемах высокого давления. Качающий узел таких механизмов
представляет собой ротор с радиально расположенными поршнями.
Их количество обычно нечетное. Ротор установлен в корпусе с
эксцентриситетом. При вращении ротора поршни совершают
возвратно-поступательные движения, всасывая и нагнетая рабочую жидкость.
Радиально-поршневые насосы имеют несколько типов принципиальных
конструкций. Первый из них, с роторным качающим узлом, показан на рис.
1.
Рис. 1. Схема радиально-поршневого насоса с роторным качающим
узлом
1 – корпус; 2 – поршень; 3 – сферический шарнир; 4 – скользящая пята; 5
– ротор; 6 – опорное кольцо; 7 – опорный подшипник; 8 – распределитель;
9 – приводной вал; 10 – крестообразное соединение
В корпусе 1 жестко зафиксирован опорный подшипник 7 с внутренним опорным
кольцом 6. Кольцо 6 свободно вращается в опорном подшипнике 7. Приводной
вал 9, установленный на подшипниках качения в корпусе 1, имеет торцевое
крестообразное соединение с ротором 5.
Ротор 5, установленный эксцентрично относительно центра опорного кольца
6, содержит несколько радиально выполненных цилиндров, в которых
установлены поршни 5.
Поршни 5 сферическим шарниром соединены со скользящей пятой, которая
опирается на опорное кольцо 6. На хвостовике ротора 5 выполнен
распределитель 8.
При вращении вала 9 он через крестообразное соединение 10 поворачивает
ротор 5 (в ряде конструкций агрегатов ротор 5 жестко установлен на валу
9 с эксцентриситетом).
За счет центробежных сил поршни 2 стремятся выдвинуться из ротора 5,
всасывая гидравлическую жидкость. Подпор на всасывании помогает
выдвижению поршня и равномерному заполнению рабочего объема.
Проходя максимально выдвинутую позицию (за счет наличия эксцентриситета
между осями опорного кольца 6 и ротора 5), поршни 2 меняют направление
своего движения и начинают втягиваться в цилиндры корпуса ротора 5.
Втягивание поршней 5 происходит в результате действия сил реакции со
стороны опорного кольца 6 и скользящей по нему пяты 4. Втягиваясь в
ротор 5, поршни 2 нагнетают жидкость в гидросистему.
При вращении ротора 5 часть поршневых рабочих полостей соединена со
всасывающей линией (в диапазоне 180° поворота ротора), а часть – с
нагнетающей гидромагистралью (в противоположном диапазоне 180° поворота
ротора). Один поршень всегда находится в промежуточном положении: между
всасыванием и нагнетанием.
Соединение поршневых полостей со всасывающей и нагнетающей
гидромагистралями во время вращения ротора осуществляется
распределителем 8. Такие механизмы часто используются в гидросистемах
для создания высокого давления при больших расходах рабочей жидкости.
Рис. 2. Радиально-поршневой гидронасос с качающим узлом,
установленным в корпусе
1 – корпус; 2 – клапан всасывающей полости; 3 – клапан нагнетательной
полости; 4 – поршень; 5 – пружина; 6 – шариковый подшипник; 7 –
эксцентриковый вал; 8 – распределитель
Второй тип принципиальной конструкции отличается тем, что качающая
поршневая группа установлена в неподвижном корпусе, а каждый поршень
своим концом контактирует с эксцентриковым валом. На рис. 2 показана
такая конструкция с клапанным распределением рабочей жидкости. В корпусе
1 в радиальных направлениях расположены поршни 4.
Своими сферическими концами они контактируют с внешней обоймой
подшипника 6, установленного на эксцентриковом валу 7. С валом 7 связан
распределитель 8. Поршни 4 поджимаются к обойме подшипника 6 силой
пружин 5.
В цилиндре каждого поршня установлены всасывающий 2 и нагнетающий 3
клапаны. Поршни 4 в таких конструкциях часто выполняются в виде
плунжеров относительно небольшого диаметра.
Небольшой подшипник на валу может выдержать ограниченную нагрузку. При
вращении эксцентрикового вала 7 поршни 4, выдвигаясь из цилиндров
корпуса, через клапан 2 всасывают гидравлическую жидкость.
При втягивании поршней 4 в цилиндры за счет воздействия эксцентрикового
вала 7 на их сферические концы поток гидравлической жидкости закрывает
всасывающий клапан 2 и открывает нагнетающий клапан 3. Рабочая жидкость
под давлением поступает в гидросистему.
Вращающийся распределитель 8 при повороте вала 7 последовательно
соединяет каналы поршневой группы со всасывающей и нагнетающей полостями
насоса. Такие механизмы содержат от 3 до 9 поршней.
Они часто используются для создания высокого давления при небольших
расходах рабочей жидкости. На рис. 3 показан агрегат с качающими узлами,
установленными в корпусе.
Рис. 3. Радиально-поршневой гидронасос с плунжерными качающими
узлами
Однако чтобы достичь более высокого давления и расхода, важно заменить
подшипник на эксцентриковом валу гидростатической опорой. Она состоит из
гладкой внешней поверхности эксцентрикового вала и опорного башмака
поршня, под который через тонкий канал подается жидкость из полости
нагнетания.
Пленка жидкости между внешней поверхностью эксцентрикового вала и
башмаком поршня эффективно поглощает высокие радиальные нагрузки при
нагнетании гидравлической жидкости.
Схема агрегата с гидростатическим подшипником на эксцентриковом валу
показана на рис. 4. Конструкция механизма с гидростатическим подшипником
на эксцентриковом валу показана на рис. 5.
Рис. 4. Радиально-поршневой насос с гидростатическим подшипником
1 – корпус; 2 – клапан всасывающей полости; 3 – клапан нагнетательной
полости; 4 – поршень; 5 – пружина; 6 – шариковый подшипник; 7 –
эксцентриковый вал; 8 – распределитель; 9 – сферический шарнир; 10 –
блок гидростатических опор
Рис. 5. Насос с гидростатическим подшипником на эксцентриковом
валу
В таком исполнении агрегат с теми же элементами (за исключением
гидростатического подшипника) и параметрами выдерживает более высокие
динамические нагрузки. Клапанное распределение рабочей жидкости, которое
заложено в конструкции упомянутых типов насосов, позволяет одновременно
независимо питать гидравлической энергией несколько гидроконтуров.
Комбинация гидравлических соединений обеспечивает различные по величине
расходы для отдельных гидроконтуров. Радиально-поршневые насосы с
гидростатическим подшипником развивают рабочее давление 45,0 МПа,
пиковое – 60,0 МПа и расход до 200 л/мин.
Частота вращения приводного вала может меняться в широком диапазоне – от
100 до 2000 об/мин. Давление всасывания составляет 0,09 МПа, общий КПД –
0,9. Рекомендуемая вязкость рабочей жидкости: 15-50 сСт.
Ряд известных мировых брендов выпускают модели, способные развивать
сверхвысокое давление (до 100,0 МПа) и за счет увеличения количества
поршневых групп кратно повышать расход рабочей жидкости.
Такие механизмы используются для привода ручного гидравлического
инструмента, промышленных домкратов, специального малогабаритного
силового оборудования. Для повышения удельных показателей и получения
компактных конструкций такие агрегаты часто изготавливаются двухрядными
в одном корпусе.
Рис. 6. Двухрядный радиально-поршневой насос
На рис. 6 показана такая модель. Некоторые компании производят
шестирядные насосы. Они позволяют успешно реализовывать независимое
питание нескольких гидроконтуров с различной величиной давления и
расхода рабочей жидкости. Механизмы с переменным рабочим объемом
(регулируемые) отличаются наличием механизма для изменения величины
эксцентриситета.
Рис. 7. Схема регулирования рабочего объема
На рис. 7 показана схема регулирования рабочего объема
радиально-поршневого насоса. При вращении регулировочного винта
перемещается подвижный статор, установленный в корпусе. Эксцентриситет
меняется, меняя рабочий объем качающего узла (за счет изменения длины
хода поршней), меняется расход рабочей жидкости, питающей гидросистему.
Принцип регулирования рабочего объема аналогичен пластинчатым моделям. В
некоторых конструкциях аксиально-поршневых агрегатов используются
регуляторы давления, расхода, мощности.
Насосы сверхвысокого давления (до 100,0 МПа) выпускаются с постоянным
рабочим объемом (до 8,14 см3) и клапанным распределением потоков
жидкости. Помимо однопоточных схем широко используются комбинированные и
многопортовые. Комбинированные агрегаты содержат контуры низкого и
сверхвысокого давления.
При низком давлении (до 10,0 МПа) обеспечивается большая скорость
гидроцилиндра. Сверхвысокое давление при малых расходах выполняет
силовую операцию. Многопоточные гидронасосы применяются в системах с
рядом контуров, требующих одинаковых или разных расходов и давлений.
Каждый поршень либо несколько из них соединяются с отдельными портами
нагнетания. Комбинации объединения качающих узлов, в том числе с
различными диаметрами поршней, позволяют подобрать требуемые расходы и
давления в отдельных контурах гидросистемы.
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________
- Автокраны
- Краны манипуляторы
- Автогрейдеры ДЗ-122,143
- Экскаватор ЕК-14
- Ремонт грузовиков Камаз
- Ремонт грузовиков МАЗ
- Регулировка двигателя Д-180
- Трансмиссия Т-170
- Сборка КПП Т-170, Т-130
- Регулировка муфты сцепления Т-170
- Гидравлическая и навесная системы Т-170
- Главная передача Т-170, Т-130
- ТНВД дизеля Д-160
- Сервомеханизм муфты сцепления Т-130, Т-170
- Бортовые фрикционы Т-130
- Бортовой редуктор трактора Т-130
- Механизм управления поворотом Т-130
- Гидромеханическая передача ТО-18/ТО-18Б
- Гидросистема ГМП ТО-18/ТО-18Б Амкодор
- Гидравлическая система ТО-18
- Компоненты гидросистемы ТО-18/ТО-18Б Амкодор
_______________________________________________________________________________________
- Устройство реечных и поворотных гидроцилиндров
- Разновидности насосов объемного гидропривода
- Роторные винтовые насосы - Конструкция и принцип работы
- Характеристики и устройство шестеренчатых насосов
- Схема управления насосом в закрытой гидравлической системе
- Устройство гидрораспределителя с пропорциональным управлением
- Гидросистемы спецтехники - эксплуатация и обслуживание
- Применение гидростатических трансмиссий для спецтехники
- Применение картриджных электроуправляемых клапанов
- Устройство и схемы картриджных вставных гидравлических клапанов
- Характеристики ввертных гидравлических картриджных клапанов
- Схемы работы клапана последовательности и редукционного клапана
- Регулятор гидравлических насосов с переменным рабочим объемом
- Система Load Sending для регулируемых насосов
- Гидрораспределители - Системы управления
- Схемы управления рабочими гидравлическими узлами спецтехники