Радиально и аксиально-поршневые насосы

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОСМОРФЛОТ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ им. адм. С.О. МАКАРОВА

Кафедра: «Теплотехники, судовых котлов и вспомогательных судовых механизмов»

Реферат

Тема: «Радиально и аксиально-поршневые насосы''

Выполнил: к-т гр. М-454

Тюков С.А.

Проверил: преподаватель

Тугушев Р.У.

Санкт-Петербург

Роторный насос

Рис. 1. Радиально-поршневой роторный насос (схема)

Рис. 2. Аксиально-поршневой роторный насос (продольный разрез)

Роторный насос, насос с вращательным или вращательным и поступательно-возвратным движением рабочих органов, которые перемещают жидкую среду в результате периодического изменения объёма заполняемых ею камер или цилиндров. К Р. н. относятся: винтовые насосы, коловратные насосы, лабиринтные насосы, пластинчатые насосы, шестерённые насосы, (только с вращательным движением рабочих органов), радиально-поршневые и аксиально-поршневые насосы (с вращательным и поступательно-возвратным движением рабочего органа).

В радиально-поршневом Р. н. оси поршней располагаются перпендикулярно к оси вращения ротора (рис. 1) или составляют с ней угол не менее 45°; ротор установлен эксцентрично по отношению к оси барабана.

Всасывание и нагнетание жидкости происходят при поступательном движении поршней (под действием центробежных сил и пружин). Такие Р. н. могут иметь до 72 поршней (при многорядном их расположении), обеспечивать подачу Q Ј 400 л/мин, создавать давление нагнетания р Ј 100 Мн/м2 (1000 кгс/см2).

В аксиально-поршневом Р. н. ось вращения ротора параллельна осям цилиндров или составляет с ними угол менее 45°. Такие Р. н. бывают с наклонными по отношению к оси вала диском ротора или блоком, в котором находятся цилиндры с поршнями. Всасывание и нагнетание происходят при вращении ротора и поступательно-возвратном движении поршня. Движение поршня совершается, например, под действием наклонного диска ротора (рис. 2). Р. н. имеют обычно 7—9 цилиндров, обеспечивают подачу Q і 800 л/мин при давлении р @ 20 Мн/м2 (200 кгс/см2) и Q Ј 1000 л/мин при р @ 35 Мн/м2 (350 кгс/см2) и более.

Радиальные и аксиальные Р. н. изготовляются для постоянной и регулируемой подачи. Применение радиальных Р. н. предпочтительно для малых частот вращения и больших крутящих моментов, а аксиальных — для высоких частот вращения и малых крутящих моментов. Роторно-поршневые насосы используют в гидросистемах с высоким давлением рабочей жидкости.

Область применения

Являются одним из наиболее распространённых типов гидромашин. Применяются как в качестве насосов, так и в качестве гидромоторов. Их устанавливают, например, в гидросистемах многих одноковшовых экскаваторов, привод некоторых бульдозеров, в которых управление построено по принципу джойстика, также осуществляется аксиально-плунжерными насосами и гидромоторами. Широкое распространение данный вид гидромашин получил в гидроприводе станков.

Технические и технологические параметры

У аксиально-плунжерных гидромашин диапазон регулирования частот вращения шире (500−4000 об/мин), чем у радиально-плунжерных. Тогда как у большинства радиально-поршневых гидромашин частота вращения ограничена величиной 1500 об/мин.

Данный вид гидромашин способен работать при давлениях до 40 МПа. Это несколько больше, чем у радиально-плунжерных гидромашин (до 35 МПа). Однако, есть данные, что как аксиально-плунжерные гидромашины, так и радиально-плунжерные способны работать при давлениях до 100 МПа.

Конструктивные особенности

Аксиально-плунжерные и аксиально-поршневые гидромашины отличаются тем, что в первых в качестве вытеснителей используются плунжеры, а во вторых — поршни. Наибольшее распространение получили аксиально-плунжерные гидромашины.

Выпускают гидромашины с наклонным диском (шайбой) и с наклонным блоком цилиндров.

Рис. 3. Принцип устройства аксиально-плунжерной гидромашины с наклонным диском Рис. 4. Наклонный диск с плунжерами радиальный аксиальный поршневой насос Рис. 5. Аксиально-плунжерная гидромашина с наклонным блоком Одним из достоинств аксиально-плунжерных гидромашин является возможность регулирования рабочего объёма. Изменение рабочего объёма осуществляется путём изменения угла наклона диска или угла наклона оси блока цилиндров. Максимальный угол наклона у машин с наклонным диском ограничен 15−18°. Это ограничение связано с ростом контактных нагрузок между деталями гидромашины. В то же время, в машинах с наклонным блоком рост угла наклона ограничен только конструктивными параметрами, и может достигать 40° (обычно до 25°). Но насосы с наклонным диском имеют то преимущество, что при их регулировании легко осуществлется реверс подачи (при работе в режиме насоса) или реверс направления вращения вала (при работе в режиме гидромотора); в гидромашинах с наклонным блоком реверс осуществить нельзя.

Во избежание резонансных явлений и для снижения пульсаций подачи и расхода количество плунжеров всегда выполняют нечётным.

Принцип работы

При вращении вала гидромашины плунжер, находящийся внизу (в нижней мёртвой точке), перемещается наверх, и одновременно совершает движение вдоль оси насоса «от края» блока цилиндров — происходит всасывание. Одновременно с этим тот плунжер, который находился вверху, перемещается вниз, и совершает движение «к краю» блока цилиндров — происходит нагнетание. Плунжеры, осуществляющие в данный момент нагнетание, соединены вместе одной канавкой — и образуют полость высокого давления; а те плунжеры, которые осуществляют в данный момент всасывание, соединены вместе другой канавкой — и образуют полость низкого давления. Полости высокого и низкого давления отделены друг от друга. Точка, в которой плунжер переходит от полости высокого давления к полости низкого давления, называется верхней мёртвой точкой, а там где происходит обратный переход, расположена нижняя мёртвая точка. В момент перехода плунжера через одну из мёртвых точек образуются запертые объёмы.

Достоинства

· способность работать при высоких давлениях;

· принципиальная возможность реализовать регулируемость рабочего объёма;

· бомльшая частота вращения (в сравнении с радиально-плунжерными гидромашинами).

Недостатки

· сложность конструкции и связанная с этим низкая надёжность;

· высокая стоимость данного типа гидромашин;

· большие пульсации подачи (для насосов) и расхода (для гидромотора), и как следствие, большие пульсации давления в гидросистеме.

1. Лепешкин А. В., Михайлин А. А., Шейпак А. А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебник, ч.2. Гидравлические машины и гидропневмопривод. / под ред. А. А. Шейпака. — М.: МГИУ, 2003. — 352 с.

2. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Башта Т. М., С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982.

3. Схиртладзе А. Г., Иванов В. И., Кареев В. Н. Гидравлические и пневматические системы. — Издание 2-е, дополненное. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», «Янус-К», 2003 г. — 544 с.

4. Башта Т. М., Машиностроительная гидравлика, 2 изд., М., 1971.