Блок цилиндров для гидронасоса (8 видео)

Аксиально-поршневые гидромашины относятся к роторно-поршневым гидромашинам с пространственной кинематикой, в которых вращательное движение вала (для насосов) преобразуется в возвратно-поступательное движение поршней (вытеснителей).

У этих гидромашин рабочие камеры образованы рабочими поверхностями цилиндров и поршней, а оси поршней параллельны (аксиальны) оси блока цилиндров (ротору) или составляют с ней угол не более 45 º .

По кинематическим схемам, заложенным в основу конструкции, аксиально-поршневые гидромашины разделяют на гидромашины с наклонным блоком цилиндров и с наклонным диском.

На рис.2.10, а показана схема аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком цилиндров. Насос состоит из неподвижного распределительного диска 1 ,имеющего два серпообразных канала, соединенных со всасывающей В и напорной Н гидролиниями. Внутри вращающегося блока цилиндров 2 расположены рабочие камеры 3 ,образованные поверхностями цилиндров и перемещающихся поршней 4.Поршни шарнирно соединены шатунами 5 с упорным фланцем 6,который вращается вместе с приводным валом 7.

Рис. 2.10. Схема аксиально-поршневого насоса:

1– распределительный диск; 2 – блок цилиндров; 3 – рабочая камера;

4 – поршень (вытеснитель); 5 – шатун; 6 – упорный фланец; 7 – приводной вал

1– распределительный диск; 2 – блок цилиндров; 3 – рабочая камера;

4 – поршень (вытеснитель); 5 – наклонный диск; 6 – приводной вал

При совместном вращении вала 7 и блока цилиндров 2 вокруг своих осей поршни 4, вращаясь вместе с блоком, совершают возвратно-поступательное движение относительно цилиндров. За один оборот вала каждый поршень насоса совершает один двойной ход.

В результате этого каждый поршень в течение одной половины оборота освобождает некоторое пространство внутри цилиндра и рабочая камера заполняется жидкостью из всасывающей гидролинии В. Происходит цикл всасывания. В течение следующей половины оборота поршень вытесняет жидкость из рабочей камеры в напорную гидролинию Н. Происходит цикл нагнетания.

Рабочий объем аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком характеризуется суммарным объемом жидкости, вытесняемой поршнями за один оборот вала, и определяется по формуле

, (2.20)

Видео:Блок цилиндров гидронасоса - расточка отверстий под плунжераСкачать

где d _п – диаметр поршня; z – число всех поршней; h – максимальный ход поршня; , здесь – диаметр окружности упорного фланца, на котором расположены центры шаровых шарниров шатунов; g – угол наклона оси блоков цилиндров к оси приводного вала, обычно g = 15. 25 0 (иногда до 40 0 ).

Из формулы (2.20) видно, что рабочий объем насоса зависит от угла наклона блока цилиндров. Изменяя угол наклона блока цилиндров, можно изменять рабочий объем, а, следовательно, и подачу насоса (см. формулу (2.1)).Чем больше угол g , тем больше рабочий объем и подача насоса.

В гидромашинах с наклонным диском (рис.2.10, б) блок цилиндров (ротор) 2 соосен с приводным валом 6 и вращается вместе с ним, а поршни (плунжеры) 4 опираются на неподвижный наклонный диск (шайбу) 5, благодаря чему совершают возвратно-поступательное движение.

При этом происходит всасывание жидкости при выдвижении поршней 4 из блока цилиндров 2 и вытеснение жидкости при движении поршней в блок цилиндров. Для подвода и отвода жидкости к рабочим камерам 3 в неподвижном торцевом распределительном диске 1 выполнены два серпообразных канала, соединенных со всасывающей В и напорной Н гидролиниями.

Для обеспечения движения поршней во время цикла всасывания применяется принудительное прижатие их к наклонному диску пружинами или давлением жидкости.

Читайте также: Архимедова сила для цилиндра

Рабочий объем аксиально-поршневого насоса с наклонным диском определяется по формуле

, (2.21)

где d _п – диаметр поршня; z – число всех поршней; h – максимальный ход поршня; ; D – диаметр окружности блока, на котором расположены оси цилиндров; g – угол наклона диска, обычно g = 20. 25 º .

Подача насоса определяется по формуле (2.1). Принцип регулирования подачи, основанный на изменении рабочего объема насоса, вытекает из соотношений (2.1), (2.20) и (2.21). Из них следует, что изменение величины угла g приводит к изменению подачи.

Обозначим через g _max максимально возможный по конструкции угол наклона блока цилиндров или диска, а через Q _т _max соответствующую ему максимальную подачу.

Тогда подачу Q _т , соответствующую значению угла g , можно представить в виде

или . (2.22)

Введем величину y , которую назовем параметром регулирования

или . (2.23)

Представление параметра регулирования y в виде отношения углов g / g _max эквивалентно линеаризации формулы (2.23). При g = 25 0 максимальная погрешность от линеаризации составляет около 3% для насосов с наклонным блоком и около 7% для насосов с наклонным диском.

Видео:Качающий блок цилиндров гидронасоса HITACHI HPV116 rotor 2021642 Handok 17831Скачать

С учетом формул (2.22), (2.23) и (2.4) подачу насоса можно представить в виде

или . (2.24)

Для регулируемых насосов с постоянным направлением потока жидкости параметр регулирования изменяется в пределах 0 £ y £ 1, а для насосов с реверсивным потоком параметр регулирования изменяется в пределах -1 £ y £ 1. Зависимость называется регулировочной характеристикой насоса.

В некоторых насосах предусматривается установка угла наклона на два-три дискретных значения. Такое регулирование называется ступенчатым. Коэффициент пульсации подачи аксиально-поршневого насоса определяют по формулам:

для нечетного числа поршней

; (2.25)

для четного числа поршней

. (2.26)

Аксиально-поршневые гидромашины стали одними из самых применяемых в гидроприводах мобильных машин и стационарном оборудовании благодаря следующим преимуществам:

§ более высокому полному КПД (0,85. 0,94) по сравнению с КПД шестеренных и пластинчатых гидромашин;

§ работоспособности при высоком давлении в пределах 20. 32 МПа (до 40. 50 МПа);

§ возможности регулировать рабочий объем за счет наклона диска или блока цилиндров;

§ широкому диапазону рабочих объемов от 0,5 см 3 /об до 30 дм 3 /об;

§ высокой всасывающей способности насосов, обеспечивающей возможность их эксплуатации в гидросистемах с открытой циркуляцией рабочей жидкости;

§ широкому диапазону частоты вращения – от 1 до 6000 об/мин;

Видео:Аксиально-поршневые регулируемые насосы - устройство и принцип работыСкачать

§ длительным срокам службы до 10000. 12000 ч;

§ достаточно высоким удельным показателям и др.

Однако у них сложная кинематика динамика, много прецизионных деталей, поэтому они сложны в изготовлении, имеют высокую стоимость и предъявляют повышенные требования к тонкости фильтрации рабочей жидкости.

Конструкции аксиально-поршневых гидромашин отличаются большим разнообразием.

На строительных и дорожных машинах наиболее широко применяют аксиально-поршневые нерегулируемые и регулируемые гидромашины с наклонным блоком цилиндров.

В основу серийно выпускаемых гидромашин, отличающихся габаритными размерами, положена унифицированная конструкция качающего узла.

Начатое в конце 60-х годов XX века производство аксиально-поршневых насосов и гидромоторов с наклонным блоком цилиндров позволило на их основе принципиально изменить конструкцию большинства видов строительных и дорожных машин: улучшились основные параметры, разработаны гидромашины с поворотным распределителем, создана конструкция регулируемых гидромоторов с бесступенчатым изменением рабочего объема, а также реализован ряд других достижений.

Читайте также: Рабочий цилиндр сцепления hyundai getz

Для гидроприводов строительных и дорожных машин производятся аксиально-поршневые нерегулируемые (типа 210 и 310) и регулируемые (типа 207, 224, 303, 321 и 333) насосы и гидромоторы. Основой каждого типоразмера гидромашин является унифицированная конструкция качающего узла, на базе которого созданы различные исполнения.

Рис. 2.11. Аксиально-поршневой нерегулируемый насос (гидромотор) типа 210…Г:

I и II – варианты исполнения вала (шпоночный и шлицевой);

1 – приводной вал; 2 – манжетное уплотнение; 3 – передняя крышка; 4 – кольцо упорное; 5, 13 – кольца уплотнительные;

6, 7 – шарикоподшипники; 8 – корпус; 9 – шатун; 10 – поршень; 11 – блок цилиндров; 12 – сферический распределитель;

14 – задняя крышка; 15 – центральный шип

Насосы и гидромоторы типа 210…Г относятся к гидромашинам с нерегулируемым рабочим объемом (рис. 2.11), качающий узел которых состоит из приводного вала 1, семи поршней 10 с шатунами 9, радиального 6 и сдвоенного радиально-упорного 7 шарикоподшипников, блока цилиндров 11, центрируемого сферическим распределителем 12 и центральным шипом 15.

От осевого перемещения внутренние кольца подшипников удерживаются стопорным кольцом (гидромашина 210) или двумя пружинными кольцами (гидромашина 310.224).В передней крышке 3 установлено армированное манжетное уплотнение 2.

Центральный шип 15 сферической головкой установлен в гнезде фланца приводного вала 1, другой конец шипа входит в отверстие втулки, запрессованной в распределитель 12. В сферических периферийных гнездах фланца приводного вала 1 установлены головки шатунов 9, которые вместе со сферической головкой центрального шипа 15 прижаты к фланцу вала пластиной.

Видео:Каким образом гидроцилиндр двигает ковш и стрелу экскаватора? Устройство гидравлических цилиндровСкачать

К внутренней поверхности задней крышки 14 неподвижно примыкает распределитель 12, два дугообразных паза которого совмещены с соответствующими пазами в крышке. Под воздействием тарельчатых пружин сферические поверхности блока цилиндров 11 и распределителя 12 постоянно прижаты. При вращении блока полости цилиндров последовательно совмещаются с дугообразными пазами распределителя.

При вращении вала 1 вращаются шатуны 9 с поршнями 10, установленными в блоке цилиндров. Одновременно поршни совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах, полости которых попеременно сообщаются с напорным или всасывающим каналом.

За один оборот вала каждый поршень совершает один двойной ход. При работе гидромашины в режиме насоса в течение одной половины оборота вала поршень всасывает рабочую жидкость через трубопровод из бака, а в течение второй – вытесняет ее в напорную магистраль гидросистемы.

Величина подачи насоса прямо пропорционально зависит от частоты вращения приводного вала.

При работе в режиме гидромотора напор рабочей жидкости из гидросистемы через отверстие в задней крышке 14 и дугообразный паз распределителя действует на поршни 10, приводя их в движение. Поршни 10 через шатуны 9 сообщают валу 1 крутящий момент.

При этом в течение одной половины оборота вала происходит заполнение рабочей камеры цилиндра жидкостью, а в течение другой – вытеснение жидкости в сливную магистраль.

Общий вид гидромашины типа 210… представлен на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Общий вид гидромашины типа 210…

Аксиально-поршневые нерегулируемые насосы и гидромоторы типа 210… являются по принципу действия обратимыми гидромашинами, имеют строго зафиксированный угол наклона блока цилиндров (25 º ).

Индексы насосов и гидромоторов образуются следующим образом: первые три цифры (210) обозначают тип гидромашины, следующие две цифры (12, 16, 20, 25, 32) – диаметр поршня качающегося узла (мм), третья группа цифр – исполнение (насос или гидромотор), последние две цифры исполнение приводного вала. Буквы «А» и «Б» в индексе обозначают исполнение насоса в корпусе из алюминиевых сплавов.

Читайте также: Ремонт блока цилиндров ваз приора

Пример обозначения нерегулируемой гидромашины типа 210…:

Конструкция аксиально-поршневой гидромашины серии 300 приведена на рис.2.13.

Рис. 2.13. Аксиально-поршневая нерегулируемая гидромашина типа 310…:

1 – вал; 2 – манжета; 3, 10, 13 – уплотнительные кольца;

Видео:Как работают аксиально-поршневые насосы и где их применяют?Скачать

4, 14 – передняя и задняя крышки; 5 – стакан; 6 – подшипник радиальный;

7 – подшипник сдвоенный радиально-упорный; 8 –шатун; 9 – поршень;

11 – блок цилиндров; 12 – распределитель; 15 – шип; 16 – корпус

Устройство и принцип действия гидромашин типа 310 аналогичны рассмотренным выше гидромашинам типа 210.

Аксиально-поршневые регулируемые насосы типа 207 изготовляются трех типоразмеров, отличающихся диаметром поршня унифицированного качающего узла.

Регулирование величины и направления потока жидкости происходит за счет изменения угла наклона поворотного корпуса. Подача регулируемого насоса может плавно изменяться при изменении угла наклона поворотного корпуса γ от 0 до ± 25 0 .

Сдвоенные аксиально-поршневые регулируемые насосы типа 223 состоят из двух унифицированных качающих узлов насоса типа 207, установленных параллельно в общем корпусе.

Сдвоенные насосы обычно используют в том случае, когда необходимо обеспечить работу двухпоточной гидросистемы.

Аксиально-поршневой регулируемый гидромотор (рис.2.14.) состоит из вала 1, корпуса 13, внутри которого расположен блок цилиндров (ротор) 4, шатуны 2, поршни (вытеснители) 3, цапфа 12, торцовый сферический распределитель 11. К корпусу 13 крепится корпус регулятора 8 с крышкой 6. В корпусе регулятора находятся золотник 7, палец 9, установочный поршень 10. Наклон блока цилиндров 4 осуществляется перемещением торцевого сферического распределителя 11, на который опирается блок цилиндров 4 по сферической направляющей. такое конструктивное решение позволяет значительно уменьшить габариты регулируемой аксиально-поршневой гидромашины.

Рис. 2.14. Гидромотор аксиально-поршневой регулируемый типа 303…

1 – вал; 2 – шатун; 3 – поршень; 4 – блок цилиндров (ротор);

5 – ограничительный винт; 6 – крышка; 7 – золотник;

8 – корпус регулятора; 9 – палец; 10 – установочный поршень;

11 – распределитель; 12 – цапфа; 13 – корпус

Общий вид насоса типа 313…представлен на рис. 2.15.

Рис. 2.15. Общий вид насоса типа 313…

Видео:Обучающий материал гидромоторы и гидронасосы RexrothСкачать

Общий вид трехпоточного насоса типа 333…представлен на рис.2.16.

Рис. 2.16. Общий вид трехпоточного насоса типа 333…

Трехпоточный регулируемый насос 333.20 состоит из двух регулируемых качающих узлов с максимальным углом наклона блока цилиндров 25 0 и одного нерегулируемого качающего узла.

Регулирование рабочего объема достигается изменением угла наклона блока цилиндров с торцевым распределителем относительно оси вала.

Аксиально-поршневые гидромашины с наклонным блоком обладают высокими эксплуатационными свойствами и следующими основными достоинствами: высокой всасывающей способностью, обеспечивающей работу насосов на самовсасывании при широком диапазоне температуры и вязкости рабочей жидкости (от 8…10 сСт до 1000…1200 сСт ); возможностью работы в насосном и моторном режиме: относительно меньшей чувствительностью к чистоте рабочей жидкости (могут работать при тонкости очистки до 40 мкм); высокими износостойкостью, надежностью, КПД.