Аксиально поршневой гидромотор принцип действия

Область применения

Корпус с барабаном гидромашины привода станка

Поршни гидромашины привода станка

Комбинированный гидроэлектрический привод закрылков Ан-140 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, также 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, асфальтовых катков, строительной техники и самолётов.

Также используются в некоторых Мойках высокого давления, например, в некоторых мойках Kärcher.

Достоинства и недостатки

Аксиально-поршневой гидромотор и гидравлический насос данного типа при сравнении с радиальными и паровыми устройствами отличаются следующими достоинствами:

• При достаточно компактных размерах и небольшом весе такие устройства обладают внушительной мощностью и достойной производительностью.
• За счет компактных размеров и небольшого веса насосы, относящиеся к аксиально-поршневому типу, при работе создают небольшой момент инерции.
• Частоту вращения выходного вала аксиально-поршневого гидромотора регулировать очень легко.
• Данные устройства эффективно функционируют даже при достаточно высоком давлении рабочей среды и при этом создают соответствующий крутящий момент выходного вала.
• В таких установках можно изменять объем рабочей камеры, чего не удается достичь при использовании гидронасосов и гидромоторов радиально-поршневых.
• Частота, с которой вращается выходной вал гидромоторов данного типа, в зависимости от модели может находиться в диапазоне 500–4000 об/мин.
• В отличие от насосов радиально-поршневых, которые могут работать при давлении рабочей жидкости, не превышающем значение 30 мПа, аксиальные установки способны функционировать при давлении, доходящем до 35–40 мПа. При этом потери величины такого давления будут составлять всего 3–5%.
• Поскольку поршни аксиальных насосов устанавливаются в рабочих камерах с минимальными зазорами, достигается высокая герметичность таких установок.
• При использовании насосов данного типа можно регулировать как направление подачи, так и давление рабочей жидкости.

Регулируемый аксиально-поршневой гидромотор применяется на погрузчиках, экскаваторах и автокранах

Как и у любых других технических устройств, у аксиально-поршневых насосов есть недостатки:

• Такие насосы стоят достаточно дорого.
• Сложность конструктивной схемы значительно затрудняет ремонт аксиально-поршневых гидронасосов.
• Из-за не слишком высокой надежности эксплуатировать гидравлические механизмы данного типа следует только согласно инструкции, иначе можно столкнуться не только с невысокой эффективностью работы такого устройства, но и с его частыми поломками.
• При использовании насосного оборудования данного типа жидкость в гидравлическую систему подается с большой пульсацией и, соответственно, расходуется неравномерно.
• Из-за высокой пульсации, характерной для функционирования таких насосов, гидравлика, которой оснащена трубопроводная система, может работать некорректно.
• Гидравлические механизмы аксиально-поршневого типа очень критично реагируют на загрязненную рабочую среду, поэтому использовать их можно только с фильтрами, размер ячеек которых не превышает 10 мкм.
• Аксиально-поршневые гидравлические устройства из-за особенностей своей конструкции издают при работе значительно больше шума, чем модели насосов и гидравлических моторов пластинчатого и шестеренного типа.

К аксиально-поршневому типу, как упомянуто выше, могут относиться не только гидравлические насосы, но и гидромоторы. Принцип работы гидромотора практически идентичен принципу действия аксиально-поршневого насоса. Основная разница состоит в том, что совершается такая работа в обратной последовательности: в устройство под определенным давлением подается жидкость, которая и заставляет двигаться поршни гидромотора, приводящие во вращение его выходной вал.

Популярные публикации:

Ремонт насоса КО-503 • Главная • О нас • Статьи Насос КО-503 устанавливается на ваккумные…

Устройство и принцип работы циркуляционного насосаЕсли не знать, в чем заключается принцип работы циркуляционного насоса,…

Как выбрать насос для бассейна: сравнительный обзор различных видов агрегатовВы хотите обустроить собственный бассейн, сотворив…

Простейший насос из пластиковых бутылокПростую помпу для перекачки жидкости буквально за несколько минут можно изготовить…

Гидронасосы сегодня нашли широкое применение в самых различных отраслях: от домашнего хозяйства до машиностроения. Благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам они используются для обеспечения водоснабжения частных и многоквартирных домов, подачи топлива в оборудовании на предприятиях промышленности и космических станциях. К наиболее распространенным относят аксиальные гидронасосы поршневого типа.

Читать также: Ремонт сварочного инвертора ресанта 220 своими руками

Радиально-поршневые гидромоторы

Наиболее гибкая и сбалансированная конструкция гидромотора с точки зрения регуляции крутящего момента с выработкой высоких значений. Радиально-поршневые механизмы бывают с однократным и многократным действием. Первые используются в шнековых линиях перемещения жидкостей и сыпучих взвесей, а также в поворотных узлах производственных конвейеров. Радиально-поршневое устройство и принцип работы гидромотора с однократным действием можно отразить в следующем функциональном цикле: под высоким давлением рабочие камеры начинают действовать на кулак привода, запуская таким образом и вращение вала, транслирующего усилие на исполнительное звено. Обязательным конструкционным элементом является распределитель слива и подвода жидкости, сопряженный с рабочими камерами. Системы многократного действия как раз отличаются более сложной и развитой механикой взаимодействия камер с валом и каналами распределения жидкости. В данном случае наблюдается четкая разделенная координация внутри функции распределительной системы по отдельным блокам цилиндров. Индивидуальная регуляция на контурах может выражаться как в простейших командах включения/отключения клапанов, так и в точечном изменении параметров давления и объема перекачиваемой среды.

Как работает гидромотор

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

Шестеренные гидромотора

Такие двигатели имеют много схожего с шестеренными насосными агрегатами, но с разницей в виде отвода жидкости из подшипниковой зоны. При поступлении рабочей среды в гидромотор начинается взаимодействие с шестерней, что и создает крутящий момент. Простая конструкция и невысокая стоимость технической реализации сделало популярным такое устройство гидромотора, хотя низкая производительность (КПД порядка 0,9) не позволяет применять его в ответственных задачах силового обеспечения. Данный механизм часто используют в схемах управления навесным оборудованием, в станочных приводных системах и обеспечении функции вспомогательных органов различных машин, где номинальная частота рабочего вращения укладывается в 10 000 об/мин.

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.

Принцип работы [ править | править код ]

При вращении вала гидромашины (рис. 1) 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.

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.

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.

Аксиальный поршневой насос – что это такое?

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком

Устройства такого типа являются реверсивными, то есть, они могут преобразовывать энергию движущегося потока рабочей жидкости в энергию механическую. В этом случае устройство работает как гидравлический двигатель, передавая вращательное движение вала на исполнительные механизмы.

Гидравлические машины применяются не только в различных областях промышленности – строительстве, машиностроении, но и в сельском хозяйстве, в частном домостроении. Их способность выдерживать большие нагрузки позволяет этим машинам эффективно работать как на крупных предприятиях, так и в системах водоснабжения дачных участков, загородных домов, отдельных квартир, подавая воду потребителям в больших объемах и с хорошим давлением.

Чаще других в качестве гидромашин используются объемные и лопастные агрегаты. У лопастных машин главным рабочим органом является колесо с множеством лопастей, закрепленных радиально от вала. Вращаясь с высокой скоростью, это колесо заставляет жидкость двигаться. Такое устройство называется гидронасосом – энергия передается жидкости от лопаток вращающегося колеса. В лопастном двигателе энергия движущегося потока жидкости заставляет вращаться колесо.

В гидравлических насосах объемного типа передача энергии осуществляется при изменении объемов цилиндров. Эти цилиндры соединяются с входными и выходными патрубками. Соединение камер и патрубков происходит последовательно при вращении основного вала с поршнями. Именно к таким машинам объемного типа относятся аксиально-поршневые механизмы.

Что это такое?

Гидравлические машины, входящие в группу аксиально-поршневых, при передаче одинаковой мощности в сравнении с прочими устройствами отличаются предельно возможной компактностью и, соответственно, имеют небольшой вес. Благодаря использованию своих рабочих органов, у которых присутствуют незначительные радиальные размеры, и, следовательно, относительно небольшой момент энергии, насосы аксиально-поршневые обеспечивают возможность предельно быстрой корректировки частоты вращения.

Помимо этого, среди преимуществ подобных устройств стоит выделить также то, что они могут работать в условиях высокого давления, отличаются значительной частотой вращения, а также предусматривают возможность изменения рабочего объема.

Гидронасосы шестеренного типа.

Насос шестеренный относится к классу объёмных насосов и может работать с жидкостью практически любой вязкости, что весьма важно при подаче смазочных материалов к рабочим элементам и узлам. Согласно технической классификации шестерённые насосы подразделяются:

• насосы общепромышленного типа;
• насосы для подачи битума;
• вискозные насосы;
• насосы для машиностроительных гидросистем.

Как следует из названия, работа такого устройства, как насос шестеренный, обеспечивается за счёт шестерней. За счёт вращения шестеренчатых приспособлений образуются разряженные зоны, при этом жидкость движется по направлению к патрубку.

Основными преимуществами шестеренных насосов является:

• конструкционная простота и как следствие надежность в работе;
• невысокая стоимость в сравнении с другими объемными гидронасосами;
• компактность;
• высокий КПД (до 85 %);
• простота обслуживания (большинство насосов не нуждаются в смазке, ее роль выполняет рабочая жидкость);
• низкие требования к очистке рабочей жидкости (насосы работоспособны, при тонкости фильтрации не хуже 100 мкм).

Недостатками шестеренных насосов является:

• Пульсация жидкости на выходе;
• Постоянная нагрузка на опоры шестерен, вызванная разностью давлений в напорной и всасывающей камерах, что снижает долговечность насоса.

Восстановление поверхностей

В результате совместных усилий разработчиков промышленного сектора и ученых, сейчас появилось действенное средство, надежно предохраняющее и восстанавливающее трущиеся поверхности из стали и чугуна. Это гель РВ-мастер», неоднократно опробованный в реальных производственных условиях и показавший 100% результат. При использовании геля в зоне контакта трущихся черных металлов образуется слой металлокерамики толщина которого варьируется в зависимости от степени износа сопряженных поверхностей трения (толщиной 0,5-0,7 мм.) Вновь образованный слой подменяет собой контакт металл-металл на пару металлокерамических поверхностей обладающих высокой прочностью и аномально низким коэффициентом трения, тем самым защищая поверхности трения от дальнейшего износа.

Процесс интенсивного восстановления металла осуществляется в рабочих условиях прямо на действующем оборудовании в момент выполнения производственных функций!

Результаты использования геля РВС-мастер на аксиально-поршневых насосах можно наблюдать в нижеприведенной таблице:

№	Название агрегата	Модель	Заводской №	Количество, шт.	Рабочее давление до ремонта	Номинальное давление по паспорту	Рабочее давление после ремонта
1.	Насос поршневой	СПУ-2200-0231	№ 1	1	8,5 МПА	16 МПА	25 МПА
2.	Насос поршневой	СПУ-2200-0231	№ 2	1	8,6 МПА	16 МПА	25 МПА
3.	Насос поршневой	СПУ-2200-0231	№ 3	1	8,8 МПА	16 МПА	25 МПА
4.	Насос поршневой	СПУ-2200-0231	№ 4	1	9,0 МПА	16 МПА	25 МПА

В процессе использования восстанавливающего геля РВС-мастер выявлено, что данная технология обеспечивает восстановление номинальных технических характеристик узлов и деталей технологического оборудования с экономическими затратами дешевле в 3-5 раз стоимости капитальных ремонтов. Использование этого метода показало большую эффективность по сравнению с заменой изношенных деталей на новые.

Наши контакты

Заказать профессиональный гель РВС-мастера можно здесь:

• по телефону: +7 499 504 34 05
• по электронной почте: [email protected]

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком

У аксиальныхгидронасосов с наклонным блоком цилиндров (рис.37) приводной вал 1, имеющий вит буквы “Т”, установлен в радиально-упорных подшипниках, а блок цилиндров 4, опирающийся на ось 5, наклонен под углом α к оси вала и имеет ряд аксиальных расточек, в которых размещены поршни 3, связанные с валом с помощью шатунов 2. При вращении вала 1 блок цилиндров также вращается, причем это вращение передается от вала к нему через шатуны и поршни, а из-за наличия угла α между осями вала блоком цилиндра половина поршней будет, выдвигается из ротора. А другая половина — вдвигаться внутрь ротора, увеличивая и уменьшая объем рабочих камер, соответственно, и осуществляя тем самым всасывание и вытеснение рабочей жидкости. Жидкость заполняет рабочие камеры и вытесняется из них через окна в донышке блока цилиндров (рис.37 б) и через окна в распределительном диске 6 (рис.37 в), и далее через каналы в корпусе насоса.

Если угол наклона блока цилиндров α изменять, то будет изменяться и величина хода поршней, а значит и величина рабочего объема насоса, т.е. насос, у которого угол α – величина переменная является насосом с регулируемой подачей.

Разновидности

В отличие от парового и радиально-поршневого насоса агрегаты аксиального типа делятся на два вида:

Устройство и принцип работы бензинового насоса для воды

1. Аксиально-поршневое оборудование с наклонной шайбой. У таких приборов приводной вал соединён с цилиндрическим баком и закреплён на подшипниках. В рабочих камерах находятся поршни, которые опираются на наклонную шайбу. Рабочая поверхность этой шайбы в свою очередь образует перпендикуляр к оси блока с цилиндрами. Благодаря такому углу наклона во время вращательных движений ротора поршни выполняют возвратно-поступательные движения. За счёт этого увеличивается или уменьшается объём камер. Это способствует всасыванию или выталкиванию воды через отверстие в распределительном диске. Чтобы получить регулируемый насос, необходимо изменить угол наклона шайбы. Благодаря этому агрегат будет изменять подачу жидкости. Для изменения направления подачи воды необходимо отрегулировать обратный наклон цилиндрического блока относительно вертикали приводного вала. Так выполняется реверсирование подачи воды. Благодаря такому принципу действия всасывающий и нагнетательный трубопроводы не меняются местами. Агрегаты этого типа обычно используются для работы в среднем и тяжёлом режиме.
2. Аксиально-поршневое изделие с наклонным блоком. У таких насосов в отличие от парового и радиально-поршневого агрегата приводной вал выполнен в форме буквы «Т». Он крепится в радиально-упорных подшипниках. Блок цилиндров в свою очередь опирается на отдельную ось и расположен под определённым углом к оси вала. В цилиндрическом блоке есть несколько аксиальных расточек, в которых находятся поршни. Они соединены с валом посредством шатунов. Когда происходит вращение вала, цилиндрический блок также приходит в движение за счёт передачи движения посредством поршней и шатунов. Устройство и принцип работы этого аксиального насоса основаны на том, что благодаря углу между валом и блоком цилиндра часть поршней будет выходить из ротора, в то время как другая часть сможет задвигаться внутрь. За счёт такого действия объём рабочих камер будет уменьшаться или увеличиваться, вызывая нагнетание или всасывание воды. Для всасывания и подачи водной среды используется специальное окно в днище цилиндрического блока, а также отверстие в распределительном диске. Дальше вода продвигается по каналам в корпусе насосного оборудования. В отличие от парового и радиально-поршневого насоса в таком аксиальном агрегате можно изменять величину хода поршней. Для этого необходимо изменить угол наклона цилиндрического блока. Это будет способствовать изменению показателя рабочего объёма насосного оборудования. Такие агрегаты можно назвать оборудованием с регулируемой подачей.

Подводя итоги

Так что же в итоге лучше: аксиальный или кривошипно-шатунный насос для АВД? Однозначный ответ дать трудно. Все зависит от ваших конкретных нужд, предпочтений и финансовых возможностей. Почему все так неоднозначно? Все заключается в различиях между данными видами помп.

Аксиальные насосы чаще применяются в бытовых и некоторых профессиональных АВД, а вот кривошипно-шатунные больше встречаются именно в специализированных моделях моек. Первый вариант более компактный, диапазон вращения широкий. Второй вариант гораздо надежнее, мощнее, ресурс существенно больше.

Помимо этого, в аксиальных насосах можно при необходимости изменять объем рабочей камеры. Но они более чувствительны к количеству и качеству масла. Из-за меньшей частоты вращения поршневые модели менее подвержены износу.

Если сравнивать их на практике, следует заметить, что аксиальная схема привода АВД фирмы Karcher отличается компактными габаритами и практичностью в эксплуатации. Подобное оборудование хорошо подойдет для домашнего использования или мини-мойки. А вот оборудование бренда Portotecnica с кривошипно-шатунным механизмом имеет большой ресурс работы. Именно эта особенность делает такую технику востребованной среди профессиональных автомоек.