Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы экскаваторов

§ 30

Поршневые насосы и гидромоторы экскаваторов

Поршневые насосы и гидромоторы широко применяют в гидроприводах ряда экскаваторов как на навесных, так и на многих полноповоротных машинах. Наибольшее распространение получили роторно-поршневые насосы двух типов: аксиально-поршневые и радиально-поршневые. -

Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы экскаваторов - часть 1

Их кинематической основой служит кривошипно-шатунный механизм, в котором цилиндр перемещается параллельно своей оси, а поршень движется вместе с цилиндром и одновременно вследствие вращения вала кривошипа перемещается относительно цилиндра. При повороте вала кривошипа на угол у (рис. 105, а) поршень перемещается вместе с цилиндром на величину а и относительно цилиндра на величину с. Поворот плоскости вращения вала кривошипа вокруг оси у (рис. 105, б) на угол 13 приводит также к перемещению точки А, в которой палец кривошипа шарнирно соединен со штоком поршня.

Если вместо одного взять несколько цилиндров и расположить их по окружности блока или барабана, а кривошип заменить диском, ось которого повернута относительно оси цилиндров на угол 7, причем 0 4 у = 90°, то плоскость вращения диска совпадет с плоскостью вращения вала кривошипа. Тогда будет получена принципиальная схема аксиального насоса (рис. 105, в), у которого поршни перемещаются при наличии угла у между осью блока цилиндров и осью ведущего вала.

Насос состоит из неподвижного распределительно диска 7, вращающегося блока 2, поршней 3, штоков 4 и наклонного диска 5, шарнирно соединенного со штоком 4. В распределительном диске 7 сделаны дуговые окна 7 (рис. 105, г), через которые жидкость засасывается и нагнетается поршнями. Между окнами 7 предусмотрены перемычки шириной bt отделяющие полость всасывания от полости нагнетания. При вращении блока отверстия 8 цилиндров соединяются либо с полостью всасывания, либо с полостью нагнетания. При изменении направления вращения блока 2 функции полостей меняются. Для уменьшения утечек жидкости торцовую поверхность блока 2 тщательно притирают к распределительному диску 5. Диск 5 вращается от вала б, а вместе с диском вращается блок 2 цилиндров.

Угол у обычно принимают равным 12—15°, а иногда он достигает 30°. Если угол 7 постоянный, то объемная подача насоса постоянна. При изменении в работе величины угла 7 наклона диска 5 изменяется ход поршней 3 на один оборот ротора и соответственно изменяется подача насоса.

Схема автоматически регулируемого аксиально-поршневого насоса показана на рис. 106. В этом насосе регулятором подачи является шайба 7, связанная с валом 3 и соединенная с поршнем 4. На поршень, с одной стороны, действует пружина 5, а с другой — давление в напорной гидролинии. При вращении вала 3 шайба 7 перемещает плунжеры 2, которые засасывают рабочую жидкость и нагнетают ее в гидролинию. Подача насоса зависит от наклона шайбы 7, т. е. от давления в напорной гидролинии, изменяющегося в свою очередь от внешнего сопротивления. Для насосов небольшой мощности подачу насоса можно также регулировать вручную путем изменения наклона шайбы, для более мощных насосов применяют специальное усилительное устройство.

Аксиально-поршневые гидромоторы устроены так же, как и насосы.
На многих навесных экскаваторах используют нерегулируемый аксиально-поршневой насос-гидромотср с наклонным блоком НПА-64 (рис. 107). Блок 3 цилиндров получает вращение от вала / через универсальный шарнир 2. Вал 1, приводимый в движение от двигателя, опирается на три шарикоподшипника. Поршни 8 связаны с валом 1 штоками 10> шаровые головки которых завальцованы во фланцевой части вала. Блок 3 цилиндров» вращающийся на шарикоподшипнике 9, расположен по отношению к валу 1 под углом 30° и прижат пружиной 7 к распределительному диску б, который этим же усилием прижимается к крышке 5. Жидкость подводится и отводится через окна 4 в крышке 5. Манжетное уплотнение 11 в передней крышке насоса препятствует утечке масла из нерабочей полости насоса.

Подача насоса за один оборот вала — 64 см3. При 1500 об/мин вала и рабочем давлении 70 кгс/см2 подача насоса составляет 96 л/мин, а объемный КПД — 0,98.

У насоса НПА-64 ось блока цилиндров расположена под углом к оси ведущего вала, что и определяет его название — с наклонным блоком. В отличие от него у аксиальных насосов с наклонным диском ось блока цилиндров совпадает с осью ведущего вала, а под углом к нему расположена ось диска, с которым шарнирно связаны штоки поршней. Рассмотрим конструкцию регулируемого аксиально-поршневого насоса с наклонным диском (рис. 108), Особенность насоса заключается в том, что вал 2 и наклонный диск б соединены друг с другом с помощью одинарного или сдвоенного карданного механизма 7. Рабочий объем и подачу насоса регулируют изменением наклона диска б относительно блока 8 цилиндров 3.

105 Схемы аксиально-поршневого насоса:

а — действия поршня,

б — работы насоса, в — конструктивная, г — действия неподвижного распределительного диска;

1 — неподвижный распределительный диск,

2 — вращающийся блок.
3 — поршень,

4 — шток,

5 — наклонный диск,

6 — вал,

7 — дуговое окно,

8 — цилиндрическое отверстие;

а — длина полного сечения дугового окна

106 Схема регулируемого аксиально-поршневого насоса:
1 — шайба,
2 — плунжер,
3 — вал,
4 — поршень,
5 — пружина

В сферических опорах наклонного диска 6 и поршней 4 закреплены концами шатуны 5. При работе шатун 5 отклоняется на небольшой угол относительно оси цилиндра J, поэтому боковая составляющая сила, действующая на дно поршня 4, незначительна. Крутящий момент на блоке цилиндров определяется только трением торца блока 8 о распределительный диск 9. Величина момента зависит от давления в цилиндрах 3. Практически почти весь крутящий момент с вала 2 передается на наклонный диск 6, так как при его вращении перемещаются поршни 4, вытесняя рабочую жидкость из цилиндров 3. Поэтому сильно нагруженным элементом в таких насосах является карданный механизм 7, передающий весь крутящий момент от вала 2 к диску 6. Карданный механизм ограничивает угол наклона диска 6 и увеличивает габариты насоса.

Блок 8 цилиндров соединен с валом 2 через механизм 7, который позволяет блоку самоустанавливаться по поверхности распределительного диска 9 и передавать момент трения между торцами диска и блока на вал 2.

Одной из положительных особенностей регулируемых насосов такого типа являются удобные и простые подвод и отвод рабочей жидкости.

107 Аксиально-поршневой нерегулируемый насос-гидромотор НПА-64 с наклонным блоком:
1 — вал, 2 — универсальный шарнир, 3 — блок цилиндров, 4 — окно, 5 — крышка, 6 — распределительный диск, 7 — пружина, 8 — поршень, 9 — шарикоподшипник, 10 — шток,
11 — манжетное уплотнение

108 Аксиально-поршневой регулируемый насос с наклонным диском:
1 — шарнирный механизм, 2 — вал, 3 — цилиндр, 4 — поршень, 5 — шатун, 6 — наклонный
диск, 7 — карданный механизм, 8 — блок цилиндров, 9 — распределительный диск

содержание .. 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 ..