ПАРАМЕТРІВ АКСІАЛЬНО-ПЛУНЖЕРНИХ НАСОСІВ

 

9.1 Мета і завдання

 

9.1.1 Вивчення особливостей конструкції та принципу дії аксіально-плунжерних насосів.

9.1.2 Проведення розрахунку основних параметрів аксіально-плунжерних насосів.

 

Тривалість заняття – 2 години.

 

9.2 Теоретичні відомості

 

Насоси з аксіальним розміщенням поршнів відрізняються великою різноманітністю конструкцій. Вони класифікуються за конструктивними і кінематичними ознаками та за способами регулювання подачі і розподілу рідини.

За конструктивними ознаками розрізняють насоси з похилою шайбою і похилим блоком циліндрів. За кінематичними ознаками вони поділяються на насоси з блоком циліндрів, що обертаються та насоси з шайбою, що обертається. За способом регулювання подачі – насоси з поворотною шайбою та насоси з поворотною люлькою блока циліндрів. За способом розподілу рідини аксіально-поршневі насоси поділяються на насоси з торцевим плоским розподільним вузлом та з клапанним чи золотниковим розподіленням.

Тиск, що створюється аксіально-поршневим насосом становить 15… 28 МПа.

Аксіально-поршневі насоси мають наступні переваги в порівнянні з іншими типами насосів: високий ККД, велику висоту всмоктування (до 9, 5 м.), велику швидкість обертання (до 4000 хв^-1) малі габаритні розміри та масу, великий термін експлуатації. Крім того, насосами цього типу можна перекачувати нафту та нафтопродукти, що мають велику в’язкість.

Аксіально-поршневий насос (рис. 9.1) складається з блока циліндрів 8 з поршнями (плунжерами) 4, шатунів 7, упорного диска 5, розподільного пристрою 2 та ведучого вала 6. При обертанні вала відбувається обертання і блока циліндрів. При похилому розміщенні упорного диска (рис. 9.1, а, в) або блока циліндрів (рис. 9.1, б, г) поршні, крім обертового, здійснюють і зворотно-поступальні аксіальні рухи (вздовж осі обертання блока циліндрів).

Коли поршні висуваються з циліндрів відбувається процес всмоктування, а коли входять в циліндр – нагнітання (виштовхування). Через вікна 1 і 3 в розподільному пристрої 2циліндри поперемінно з’єднуються то з вхідною, то з вихідною гідролініями. Для запобігання з’єднання вхідної лінії з вихідною блок циліндрів міцно притиснений до розподільного пристрою, а між вікнами цього пристрою є ущільнюючі перемички, ширина яких b більша діаметра d_к отвору з’єднувальних каналів в блоці циліндрів. Для зменшення гідравлічного удару при переході циліндрами ущільнюючих перемичок в останніх виконані дросельні канавки, за рахунок котрих тиск рідини в циліндрах підвищується рівномірно.

За видом передачі руху поршням аксіально-поршневі насоси поділяються на насоси з похилим блоком (рис. 9.1, б, г) та насоси з похилим диском (рис. 9.1, а, в). Відомі конструкції аксіально-поршневих насосів виконані згідно чотирьох принципових схем.

Насоси з силовим карданом (рис. 9.1, а). Привідний вал з’єднаний з похилим диском силовим карданом, виконаним у вигляді універсального шарніра з двома степенями вільності, плунжери з’єднуються з диском за допомогою шатунів. При такій схемі обертовий момент від приводного двигуна передається блоку циліндрів через кардан та похилий диск. Початкове притискання блоку циліндрів до розподільного пристрою забезпечується пружиною, а під час роботи насоса тиском рідини. Передача обертового моменту блоку циліндрів необхідна для подолання сил тертя між торцем блока циліндрів і розподільним пристроєм.

В насосах з подвійним несиловим карданом (рис. 9.1, б) кути між віссю проміжного вала та осями ведучого і веденого валів приймаються однаковими.

а – з силовим карданом	в – з точковим контактом (дотиком) поршнів
б – з несиловим карданом	г – безкарданні
д – переріз розподільного механізму

1, 3 – вікно; 2 – разподільний механізм; 4 – поршень;
5 – упорний диск; 6 – ведучий вал; 7 – шатун;

8 – блок циліндрів

Рисунок 9.1 – Принципові схеми аксіально-поршневих насосів

При такій схемі обертання ведучого і веденого валів буде практично синхронним, а кардан повністю розвантаженим, так як обертовий момент від приводного двигуна передається блоку циліндрів через диск 5, що виготовлений суцільно з валом 6.

Насоси з точковим дотиком поршнів похилого диску (рис. 9.1, в) мають найбільш просту конструкцію, тому що тут немає шатунів та карданних валів. Але, для того, щоб машина працювала в режимі насоса, необхідно примусовий вихід плунжерів з циліндрів для притискання їх до опорної поверхні похилого диску (наприклад, пружинами, розміщеними в циліндрах). За такою схемою найчастіше виготовляються гідромотори типу Г15-2. Ці машини виготовляються найбільшої потужності, тому що в місцях контакту поршнів з диском виникає високе напруження, яке обмежує тиск рідини.

В аксіально-поршневих машинах безкарданного типу (рис. 9.1, г) блок циліндрів з’єднується з ведучим валом через шайбу та шатуни поршнів. В порівнянні з гідромашинами, що мають карданний зв’язок, машини без карданного типу простіші у виготовленні, надійніші в експлуатації, мають менші габарити блока циліндрів. За поданою схемою промисловістю виготовляється більшість аксіально-поршневих машин серії 200 та 300.

На рис. 9.2 зображено нерегульований аксіально-поршневий насос.

 

1 – вал приводний; 2 – ущільнення; 3 – головка сферична;

4 – шатун; 5 – губа поршня; 6 – шарнір; 7 – блок циліндрів;

8 – вал; 9 – кришка; 10, 11 – вікна; 12 – пружина;

13 – поршень; 14 – диск

Рисунок 9.2 – Аксіально-поршневий нерегульований