Принцип работы аксиально поршневого гидромотора

Гидравлические машины — это оборудование, передающее энергетический импульс рабочей жидкости или добывающие из неё энергию для основного компонента. Эти изобретения уже долгое время находят применение в различных областях человеческой жизнедеятельности. Гидравлическими насосами называют оборудование, в котором механические части передают рабочий импульс жидкостям.

Краткая характеристика

Изобретения широко применяются в промышленности и в сфере сельского хозяйства, потому что способны выдерживать колоссальные перегрузки. Гидравлические насосы и моторы встречаются на технических предприятиях, используются для того, чтобы снабжать водой участки, дома и квартиры. Известны случаи внедрения этих машин при строительстве космических кораблей.

Работают гидроагрегаты под воздействием изменения размеров рабочих поверхностей. Последние имеют прямую связь с выходящими и входящими патрубками. Камеры и трубы соединяются постепенно и последовательно, через строго отведённые временные отрезки. Устройства подобного образа действия имеют определённые названия:

• Аксиально-поршневые насосы.
• Шестеренные гидромашины.
• Поршневые насосы.
• Винтовые гидроагрегаты.

Плюсы и минусы аксиально-поршневого насоса

В структуре таких гидромашин есть главное отличие от остальных приспособлений: здесь рабочие камеры, находящиеся в цилиндрическом блоке, имеют вид стволов со спиральной резьбой. Отсеки расположены аксиально (параллельно) поршневой системе и основной оси. Эти стволы меняют свой объем за счёт того, что детали возвратно-поступательного движения перемещаются в камерах. Вследствие этого возникает всасывание или выпуск воды во время работы агрегата.

• Преимуществом аксиально-поршневого приспособления является небольшой вес и компактная форма при достаточной энергоёмкости.
• Принцип работы конструкции обусловлен малой инерцией, так как части агрегата имеют небольшие габариты.
• Во время использования машины сохраняется возможность менять частоту вращения. Они сконструированы таким образом, что могут выполнять работу при опасном давлении (от 35 до 40 МПа).
• Диапазон вращения аксиально-поршневых насосов варьируется в пределах от 500 до 4 000 об/мин. Эти показатели значительно выше и шире, чем у гидромоторов или приспособлений радиально-поршневого вида.

К негативной характеристике конструкторы и рабочие относят:

• За счёт вышеприведённых преимуществ агрегат стоит дорого.
• Аксиально-поршневые насосы сконструированы по довольно сложным чертежам.
• Если машина будет использоваться не по правилам строгой эксплуатации, возможны частые выходы из строя. Ремонт аксиально-поршневого насоса обойдётся дорого и будет продолжаться долгий срок.
• При работе отмечают большое потребление энергии и существенную пульсацию расхода и давления на всей площади агрегата.

Аксиально-поршневой насос: принцип работы и строение

В главном блоке цилиндрической формы располагается система поршней и шатунов, соединяющих коленчатый вал и деталь возвратно-поступательного действия. В конструкцию также монтированы распределительные устройства и диски упоров. Так как блок цилиндрической формы поставлен в агрегате плотно прижатыми к механизму распределения, это позволяет избегать неполадок в большинстве случаев.

1. Принцип действия насоса построен на вращательных движениях ведущего вала, который передаёт импульс в область специфического цилиндрического блока.
2. Далее, поршни начинают возвратно-поступательное движение в сторону главной оси.
3. Сила трения в такой системе порождает всасывание, а потом выталкивание элементов жидкости.

В распределительном устройстве находятся специальные отверстия, которые служат своеобразной плоскостью взаимодействия противоположных линий работы. Перемычки внутри аксиально-поршневых насосов дают большую надёжность для специфических щелей. Дроссельные канавки, поставленные на перемычки (крепления), предназначены для снижения гидравлического удара на комплектующие части. Эти элементы позволяют машине плавно повышать рабочее давление внутри блока.

Виды приспособлений

Аксиально-поршневые насосы бывают двух типов.

К первому относят изделия с наклонной шайбой. В конструкции таких приспособлений коленчатый вал объединяют с цилиндрическим блоком, закрепляя его подшипниками. Поршневая система расположена в области основных камер и опирается прямо на наклонную шайбу. Этот диск и ось бака с цилиндрами образуют перпендикуляр по отношению друг к другу.

Такой угол позволяет поршням порождать возвратно-поступательные импульсы в то время, когда ротор начинает вращательные движения. Следовательно, объёмы камер уменьшаются либо увеличиваются, что естественным образом провоцирует всасывание или отдачу жидкости через отверстия. Для того чтобы регулировать этот аксиально-поршневой насос, следует менять угол наклона диска. Такие агрегаты используют при работах средней и тяжёлой нагрузки.

Ко второму виду относят регулируемые аксиально-поршневые насосы с наклонным цилиндрическим блоком. Главное отличие такого аппарата от радиально-поршневых машин в том, что привод, крепящийся на подшипниках, здесь сконструирован в Т-образной форме. Цилиндрический блок опирается на вторую ось и располагается под углом к основному валу. В центре конструкции размещаются параллельные расточки, внутри которых стоят поршни. Последние соединяются с основным валом при помощи системы шатунов.

Блок сообщает движение одновременно с началом вращения роторов. Благодаря углу, который образован от соединения главных долей, часть поршней выходит за пределы ротора, а другая — входит. Таким образом, совершается нагнетание или уменьшение жидкости в рабочих камерах. Вода, в свою очередь, поступает в цилиндрический блок через специальное отверстие на дне и двигается по сосудам внутри корпуса.

На заметку!

Конструкция аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком позволяет изменять размерность поршневого хода. Это помогает варьировать показатели рабочего объёма в камерах.

Ремонт оборудования

Агрегат с закрытыми отверстиями снимают и промывают керосиновым составом. Далее, каждый отдельный элемент насоса необходимо очищать с помощью раствора соды. Для ремонта отверстий цилиндрического блока используют специальный инструмент — разрезной притир из чугуна. На него наносят смесь из алмазного порошка, олеиновой кислоты и стеарина. Поршни, смазанные индустриальным маслом, обрабатываются без применения абразивных паст.

Для восстановления сферической поверхности цилиндров используют притирку на специфическом станке. Торец восстанавливают посредством шлифовки корундовым камнем и алмазным порошком основных отверстий. Таким же образом осуществляется ремонт рабочей поверхности. Восстанавливая конструкцию, должно убедиться, что все детали очищены от грязи и коррозии, а также смазаны особой жидкостью.

При следующих обстоятельствах ремонт неисправностей невозможен:

• Если на корпусе, фланце или дверце насоса имеются трещины, вмятины или сколы.
• Глубокие задиры на поверхности цилиндрического блока или опорной оси не позволяют проводить ремонт.
• Если на шатунах и поршнях обнаружены искривления, восстановление невозможно.

Гидравлические устройства, которые уже давно вошли во всевозможные области человеческой деятельности, не перестают быть актуальными и в наши дни. Гидронасосы и гидромоторы используют во многих механизмах, где требуются значительные усилия.

Аксиально-поршневые механизмы отличаются небольшими габаритами и незначительным весом. Возможно быстрое регулирование частоты вращения, так как используются рабочие органы маленьких радиальных размеров, а значит, с небольшой инерцией.

Преимуществами таких насосов и двигателей является способность функционировать при высоком давлении и большой частоте вращения, допускается изменение объема.

Гидравлические машины работают при давлении до 40 мегапаскалей, а у радиально-плунжерных механизмов такой показатель равен 35 мегапаскалей. Недостатками является высокая стоимость, сложность конструкции, не достаточная надежность, следовательно относительно частый ремонт гидронасосов этого типа, а также существенное пульсирование расхода.

Аксиально-поршневой агрегат представляет собой цилиндры с поршнями, шатуны, упорный диск, вал и распределительное устройство. При его работе поршни не только вращаются, но и передвигаются вдоль оси цилиндрического блока, делая возвратно-поступательные движения. В зависимости от особенностей конструкции у гидромашин может быть наклонный блок цилиндров или диск.

Поршневые насосы оборудуют двойным не силовым карданом, поэтому достигается максимальная синхронность движения ведомого и основного валов, а кардан полностью разгружается.

Для агрегатов с точечным прикосновением поршней наклонного диска присуще значительное упрощение конструкции, что становится возможным благодаря отсутствию карданных валов и шатунов. Для включения гидронасоса поршни принудительно выдвигают из цилиндров и прижимают к наклонному диску. С этой целью используют пружины, которые расположены непосредственно в цилиндрах.

Бескарданные поршневые машины представляют собой соединение блока цилиндров с основным валом при помощи шатунов и шайбы. Преимуществом такого типа насоса является простота производства, надежность в эксплуатации и небольшие размеры блока из цилиндров.

Сегодня гидромашины аксиально-поршневого типа стали очень распространенным видом гидравлических устройств, которые используют в роли двигателей и насосов. Их применяют в гидросистемах одноковшовых экскаваторов, в конструкциях привода некоторых моделей бульдозеров, где в управлении используют принцип джойстика. Так же такое оборудование используют в конструировании гидроприводов катков, всевозможных станков и техники для авиации.

Принцип действия гидравлического мотора прост и соответствует требованиям надежности к этому механизму. При работе гидромотора происходит преобразование энергии жидкости (подача рабочей жидкости под давлением) в механическую энергию (съем с вала крутящего момента). Сам процесс описывается, как периодическое заполнение рабочей камеры жидкостью при дальнейшем её вытеснении. Слив происходит с потерей давления, что позволяет получить полезный перепад давления, который и трансформируется в механическую энергию.

Преимущество, которым обладают гидромоторы обусловлено широким диапазоном регулирования частоты вращения. Так при использовании гидрораспределителя или других средств, регулирующих движение вала, можно добиться показателей 30-40 об/мин, а гидромоторы специального исполнения позволяют задать параметры 1-4 об/мин.

По конструктивным особенностям гидромоторы подразделяются на следующие типы:

• Шестеренные;
• Пластинчатые;
• Радиально-поршневые;
• Аксиально-поршневые;

Принцип действия шестеренных гидромоторов

Шестеренные гидромоторы работают по принципу подачи давления жидкости на шестерни с неуравновешенными зубьями, что придает им вращение. Преимущество данного типа гидравлического мотора заключается в простоте конструкции и возможности достижения частоты вращения до 10000 об/мин (специальное исполнение). Обычная частота вращения достигает 5000 об/мин при установленном давлении рабочей жидкости — 200 bar. К недостаткам шестеренного гидромотора относится низкий коэффициент полезного действия, который не превышает значения 0,9.

Пластинчатые гидромоторы

В пластинчатых гидромоторах рабочие камеры образуются вытеснителями, пластинами расположенными на роторе. Для герметичности камер применяются пружины под пластинами, обеспечивая их постоянное прижимное усилие к стенкам статора. Ось ротора смещена относительно оси статора и при подаче рабочей жидкости объем камеры всасывания увеличивается, а объем камеры, из которой происходит нагнетание, уменьшается. К недостаткам механизмов подобного типа относят низкую ремонтопригодность и невозможность эксплуатации агрегата при низких температурах (залипание пластин).

Радиально-поршневые гидромоторы

Радиально-поршневые гидромоторы применяются при относительно высоком давлении рабочей жидкости (от 10 мПа). Камерами в гидромоторе являются цилиндры, расположенные радиально, соответственно роль вытеснителей играют поршни. Под воздействием высокого давления рабочие камеры приводят в движение вал мотора. Механизм распределения на валу поочередно соединяет камеры с линиями давления и слива рабочей жидкости.

Аксиально-поршневые гидромоторы

Аксиально-поршневые гидромоторы работают по уже известному принципу — рабочие камеры, это цилиндры, аксиально расположенные относительно оси ротора, а вытеснители — поршни. Цилиндры располагаются вокруг оси вращения или под небольшим углом к ней. Во время вращения вала вращаются и блоки цилиндров. При выдвижении поршней из цилиндров происходит всасывание жидкости, а при обратном движении поршней осуществляется нагнетание.

Основные неисправности гидромоторов

Практически все виды неисправностей в гидромоторах относятся к механическим повреждениям и износу деталей участвующих в передаче крутящего момента. Образование задиров, повышенный износ, разрушение уплотнений — все это ведет к замедленной работе механизма и потери мощности агрегата. Обнаружение неисправности и ремонт гидродвигателей осуществляется в специализированных мастерских, обладающих необходимым инструментарием и диагностическим оборудованием.

Горячая линия (ремонт, комплектующие): +7 (495) 660-04-23

РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ
ЛЮБОЙ ГИДРАВЛИКИ