Радиально-поршневые насосы

К насосам, применяемым в гидроприводах и других гидросистемах, предъявляются высокие требования, основными из которых являются: малая удельная масса на единицу мощности, высокий КПД, возможность регулирования и реверса подачи, высокая быстроходность и надёжность. Этим требованиям наиболее полно отвечают роторно-поршневые насосы.

Это многоцилиндровые насосы, обладающие достаточно равномерной подачей. Цилиндры, объединённые в один общий блок, могут быть расположены радиально или соосно по отношению к оси блока (соответственно радиально- и аксиально-поршневые насосы).

Рассмотрим схему радиально-поршневого насоса:

Насос состоит из корпуса (статора) 1, в котором с эксцентриситетом е расположен вращающийся блок цилиндров 2. В блоке цилиндров с высокой точностью расточены цилиндрические отверстия, в которые вставляются поршни 3. Поршни, вращаясь вместе с блоком 2, одновременно участвуют в возвратно-поступательном движении в радиальном направлении, скользя сферическими головками по цилиндрической поверхности статора. Внутри осевой расточки корпуса установлена неподвижная перегородка 4, разделяющая полость всасывания 5 от полости нагнетания 6. При вращении каждый цилиндр половину оборота блока (при выдвижении поршня) соединяется с полостью всасывания, а другую половину оборота (при вдвигании поршня в цилиндр) - с полостью нагнетания. Поршни выдвигаются из цилиндров под действием центробежных сил и давления жидкости.

Регулирование подачи производится изменением эксцентриситета е за счёт смещения положения статора относительно блока цилиндров. Переход центра статора через центр ротора ведёт к изменению направления подачи насоса. Опыт показал, что лучшей равномерностью подачи обладают насосы с нечётным числом цилиндров (z = 5, 7, 9).

Аналогично поршневым насосам, среднюю минутную производительность радиально-поршневого насоса можно определить следующим образом:

Q = η_o ∙ l ∙ s ∙ n ∙ z = 2 η_o ∙ е ∙ s ∙ n ∙ z ,

где l = 2 е - длина хода поршня, z – число цилиндров, n – число оборотов блока в минуту, s – площадь сечения поршня.

Радиально-поршневые насосы способны работать, создавая давления в 25÷30 МПа.

О сновной характеристикой роторно-поршневых насосов является зависимость подачи от давления нагнетания. Т еоретическая подача не зависит от давления нагнетания, поэтому график функции Q_т = f (p_н) – горизонтальная прямая. Действительная подача несколько уменьшается с ростом давления (из-за утечек через зазоры). Поскольку зазоры малы, а вязкость жидкости (минеральных масел) достаточно высока, то течение в зазорах ламинарное, т.е. для него справедливо Q ~ ∆p, поэтому действительная характеристика – наклонная прямая. Чем меньше утечек, тем ближе к горизонтали располагается соответствующая прямая.

Роторно-поршневые насосы являются обратимыми (т.е. могут работать и в качестве гидродвигателей, если во всасывающий патрубок насоса подавать жидкость под давлением). В качестве насосов они используются в гидроприводах станков, гидравлических прессов, термопластавтоматов. В качестве гидродвигателей (гидромоторов) применяются в различных механизмах станков, строительно-дорожных машин, самолётов, тракторов. Рабочие жидкости – чистые минеральные масла.