2.5.2.7. Радиально- и аксиально-поршневые насосы переменной производительности

Различают роторные радиально-поршневые насосы с радиальным расположением цилиндров относительно оси вращения ротора и аксиально-поршневые насосы с аксиальным расположением цилиндров относительно оси вращения цилиндрового блока. В первых насосах движение поршней (плунжеров) происходит в одной плоскости, во вторых — в пространстве.

Радиально-поршневые насосы

В этих насосах (Рис.123) цилиндры располагают звездообразно, причем оси их находятся в общей плоскости и пересекаются в одной точке. Ротор 4 насоса, представляющий собой блок из нескольких цилиндров, вращается в постоянном направлении. Вместе с блоком вращаются находящиеся внутри его цилиндров плунжеры 5 и шарнирно связанные с ними ползуны 6. Опорные части ползунов прижимаются под действием центробежной силы к внутренней поверхности окружающего их направляющего кольца 7 и скользят по этой поверхности. Направляющее кольцо при помощи цапф 8 подвешивается к неподвижно укрепленному корпусу 9 насоса так, что может смещаться вправо или влево внутри корпуса, не теряя с ним связи. Окруженная звездообразным ротором центральная неподвижная часть (цапфа) насоса имеет перемычку 1, отделяющую верхнюю 3 внутреннюю полость насоса от нижней 2. В положении, показанном на Рис. 118, а, когда центр направляющего кольца 7 совпадает с центром звездообразного ротора 4, вращение последнего не вызывает подачи жидкости, заполняющей внутренние полости насоса. Плунжеры 5 вращаются вместе с ротором, но никакого движения внутри его цилиндров не получают.

Рис. 123. Схема радиально-поршневого насоса:

1- перемычка; 2,3- нижняя и верхняя полость насоса; 4- ротор; 5- плунжеры; 6- ползуны; 7- направляющие кольца;

8- цапфы; 9- корпус насоса

Сдвиг направляющего кольца вправо вызывает перемещение плунжеров в цилиндрах (Рис. 123, б), в результате чего плунжеры, продолжая вращаться вместе с ротором, одновременно получают возвратно-поступательное движение внутри цилиндров. При указанном направлении вращения ротора (против часовой стрелки) в нижнюю внутреннюю полость 2 жидкость будет всасываться, а в верхнюю полость 3 — нагнетаться. Если направляющее кольцо сместить влево, плунжеры также получат возвратно-поступательное движение в цилиндрах, но верхняя полость насоса окажется тогда всасывающей, а нижняя — нагнетательной. В присоединенных к этим полостям трубах направление движения жидкости изменится на обратное. Изменяя смещение кольца, т. е. получаемый им эксцентриситет по отношению к ротору, можно увеличивать или уменьшать ход плунжеров в цилиндрах, что будет изменять подачу, развиваемую насосом.

Применяют также схемы, в которых плунжеры опираются на кольцо при помощи роликов. Цилиндры располагают в один или несколько рядов (5—13 цилиндров в каждом ряду). Уплотнение плунжеров цилиндров достигается путем обеспечения минимального диаметрального зазора (0,03—0,04 мм). Радиально-поршневые насосы имеют большой срок службы. Они находят применение в мощных гидроприводах морских судов.

Аксиально-поршневые насосы.

Рис. 124. Схема аксиально-поршневого насоса:

1-крышка блока цилиндрои; 2 блок цилиндров; 3-поршни; 4-шатуны;

5-регулировочный диск (шайба); 6-кардан; 7-ведущий вал; 8-отверстия.

Насос (Рис.124) состоит из цилиндрового блока 2 с поршнями 3, связанными при помощи шатунов 4 с наклонным диском (шайбой) 5. Цилиндровый блок получает вращение от ведущего вала 7 с помощью кардана 6. Распределение жидкости происходит через окна а и b золотника и отверстия 8 в цилиндровом блоке. Если ведущий вал 7 и цилиндровый блок 2 расположить на одной оси (угол у = 0), то подача насоса также будет равна нулю, так как поршни 3, вращаясь вместе с блоком, не будут иметь осевых перемещений относительно своих цилиндров. При отклонении оси вала 7 от оси цилиндрового блока 2 на некоторый угол у, как это показано на схеме, поршни 3 получат наряду с вращательным движением совместно с блоком еще возвратно-поступательное движение внутри цилиндров, поэтому насос будет давать подачу рабочей жидкости определенного направления. Например, для указанных на схеме направления вращения и угла у верхнее окно а будет всасывающим, а нижнее В—нагнетательным. Если при неизменном направлении вращения отклонить ось вала 7 на угол V в противоположном направлении от оси блока 2, то окно а станет нагнетательным, а b — всасывающим. Изменение направления вращения приводного вала также изменило бы направление потока рабочей жидкости, но этого никогда не делают, так как выгоднее иметь приводной электродвигатель постоянного направления вращения. Таким образом, изменяя размер и знак угла у, регулируют значение и направление подачи насоса. Обычно наибольший угол у составляет 30°, а количество цилиндров в блоке 7—9. Поршень (плунжер) сажают в цилиндр с диаметральным зазором в пределах 0,01—0,02 мм, который обычно обеспечивают притиркой. Помещенный в смазанный вертикально расположенный цилиндр поршень должен медленно опускаться под действием собственного веса.

Одним из основных требований при обработке пары «поршень — цилиндр» является обеспечение цилиндричности их рабочих поверхностей; овальность и конусность их не должны превышать соответственно 0,002 и 0,005 мм.

Радиально и аксиально- поршневые насосы должны работать на определенном сорте рабочей жидкости (масле), так как от физико-химических свойств этой жидкости во многом зависит работоспособность насоса. Масло следует заливать в насос (гидросистему) через заливной фильтр, обеспечивающий надежную фильтрацию масла. Перед заливкой масло проверяют на соответствие государственному стандарту или техническим условиям. При заливке масла должен быть обеспечен выход воздуха из насоса (гидросистемы) через соответствующие отверстия, закрываемые пробками.

Во время эксплуатации насоса необходимо поддерживать требуемую чистоту рабочего масла путем своевременной очистки фильтров, спуска отстоя и замены отработавшего масла. Периодически следует производить анализ рабочего масла. Насос и всю гидросистему следует содержать в чистоте.

На работу насосов гидроприводов оказывает влияние также колебание температуры рабочего масла. При обслуживании насосов необходимо наблюдать за температурой рабочего масла и поддерживать его в пределах, указанных в инструкции по эксплуатации. При подготовке к действию насос необходимо осмотреть снаружи и убедиться в его исправности. При обнаружении ослабления болтов, крепящих гидронасос в установке, их следует подтянуть. Если гидронасос и его трубопровод не полностью заполнены маслом, то масло следует добавить. Насос запускают лишь после того, как подготовлен к работе гидропривод в целом. Во время работы насоса необходимо наблюдать за показаниями контрольно-измерительных приборов, которые должны соответствовать паспортным данным насоса. При подтекании масла из-под фланцев, мест разъемов крышек и подсоединений трубопроводов необходимо подтягивать крепежные детали. Нельзя допускать подсосы воздуха в гидросистему. При появлении ударов и стуков, свидетельствующих о ненормальной работе или поломке деталей насоса, его следует остановить и устранить причины неисправности. Пуск любого насоса без наличия в нем масла не допускается.