Регулируемый аксиально поршневой насос: Насосы аксиально-поршневые регулируемые НА – Аксиально-плунжерная гидромашина — Википедия

Насосы аксиально-поршневые регулируемые НА

Состав, устройство и работа

Состав

            Регулируемый аксиально-поршневой насос типа НА представляет собой агрегат, состоящий из следующих узлов: аксиально-поршневого насоса высокого давления; механизма регулирования подачи; вспомогательного насоса низкого давления (основное исполнение для НАС и НА4М, по заказу – для НАР и НАД).

Рис. 1. Габаритные и присоединительные размеры насоса типа НАР

Рис. 2. Габаритные и присоединительные размеры насоса типа НАС

Рис. 3. Габаритные и присоединительные размеры насоса типа НА4М

Рис. 4. Габаритные и присоединительные размеры насоса типа

Устройство

            В передней части корпуса 8 установлен роликовый подшипник 5, служащий опорой ротора 13 и воспринимающий радиальные нагрузки, которые возникают в месте контакта плунжеров 14 с упорным диском 18. При вращении ротора плунжеры совершают возвратно-поступательное движение, осуществляя таким образом всасывание и нагнетание масла.

            Контакт между плунжерами и упорным диском выполнен при помощи завальцованных на сферических головках плунжеров бронзовых подпятников, разгрузка которых осуществляется подводом масла под давлением к их опорной поверхности. Пружина 15 через сферическую опору 17 и прижимной диск 16 осуществляет постоянный поджим плунжеров с подпятниками к прижимному диску. Другой стороной пружина 15 вместе с пружиной 6 прижимает ротор к распределительному диску 7. Масло подводится к торцу ротора и отводится от него через распределительные диск и корпус 8, к которому крепятся фланцы для присоединения насоса с гидросистемой.

Рис. 5. Аксиально-поршневой насос

            В передней крышке 4 на двух подшипниках (радиальном 2 и радиально-упорном 3) установлен приводной вал 1. Подшипники позволяют осуществлять безлюфтовую посадку вала и исключать влияние на ротор нагрузки со стороны привода. Сопряжение приводного вала с ротором осуществляется при помощи эвольвентного шлицевого соединения, компенсирующего в процессе работы относительное смещение и угол излома осей.

            Изменение подачи насоса осуществляется поворотом наклонной шайбы 19 в цилиндрической направляющей передней крышки. Наклонная шайба посредством пальцев 21 связана с сервопоршнем 20, который перемещает наклонную шайбу на задний угол, изменяя таким образом подачу насоса.

            В задней части корпуса насоса размещены два реверсивных клапана 10, которые обеспечивают всасывание и нагнетание масла в соответствующие полости насоса в реверсивном режиме. Напорно-всасывающий клапан выполняет две функции: функцию всасывающего клапана 11 при работе насоса на всасывании в открытых схемах и функцию напорного клапана 12 в закрытых системах при отсутствии самовсасывания. Утечки из корпуса насоса отводятся через отверстие К. В передней крышке имеется указатель подачи.

Конструкция механизмов управления

Механизма ручного регулирования подачи

            Механизм предназначен для изменения подачи вручную от нуля до номинального значения при работе насоса без нагрузки (при давлении не выше о,5 МПа) и устанавливается в передней крышке насоса. В корпусе 3 находится винт 4, рабочая часть которого вворачивается в резьбовое отверстие поршня 5, соединенного при помощи пальцев с наклонной шайбой насоса. При вращении маховика 2 поршень перемещается по винту и поворачивает наклонную шайбу. 

            Необходимое положение фиксируется гайкой 1. Механизм ручного регулирования позволяет изменять подачу насос анна какой-нибудь одной его полости. Схема соединения трубопровода с насосом в зависимости от работы на той или другой полости указана на табличке, прикрепленной к насосу.

            Насос с механизмом ручного регулирования не имеет вспомогательного подпорного насоса и реверсивных клапанов.

Следящий гидравлический механизм регулирования подачи

            Следящий механизм предназначен для плавного изменения подачи насоса от нуля до номинального значения на любой из полостей насоса при работе под давлением и без него. Механизм расположен непосредственно в передней крышки насоса. Основным элементом следящего механизма является гидроусилитель, состоящий из поршня 1 с запрессованной в его втулкой 2, следящего золотника 3 и штока 4. Перемещение поршня обеспечивает поворот наклонной шайбы. Масло от соответствующей полости в корпусе подводится через обратные клапаны в гидросистему. При перемещении штока 4 вниз полость В гидроусилителя соединяется со сливом, и поршень под действием давления масла перемещается вниз, поворачивая наклонную шайбу и изменяя тем самым подачу насоса. При перемещении штока вверх масло по каналу Е гидроусилителя поводится в полость В, и за счет разности площадей поршень поднимается вверх.

Рис. 6. Механизм ручного регулирования подачи

            В передней крышке насоса установлены три обратных клапана; два из них обеспечивают подвод масла к гидроусилителю, а третий – от вспомогательного насоса для перевода наклонной шайбы через положение нулевой подачи. Предохранительный клапан 9 вспомогательного насоса расположен в корпусе 8. Верхнее и нижнее положения штока соответствуют номинальной подаче. Соответствие полостей нагнетания и всасывания положению следящего золотника указано на таблице, прикрепленной к насосу.

Механизм электрогидравлического регулирования подачи

            Механизм предназначен для дистанционного ступенчатого регулирования подачи насоса от электрического сигнала и состоит из двух основных частей: исполнительной и задающей. Исполнительная часть включает в себя все элементы следящего механизма регулирования подачи, задающая часть обеспечивает установку следящего золотника в требуемое положение.

            При включении одного из электромагнитов масло подается под соответствующий плунжер 1. Этот плунжер, воздействуя на рычаг 4, выводит шток в положение, определяемое винтом 3.

            На корпусе механизма имеются таблички «Эм1», «Эм2», «Эм3», «Эм4», указывающие номер электромагнита, и «П1, П2, П3, П4», обозначающая соответствующие установочные винты.

            Для изменения подачи необходимо отпустить гайку 2 и, вращая винт 3, установить его в нужное положение, после этого затянуть гайку.

            На корпусе механизма установлена табличка, которая указывает соответствие установочных винтов электромагнитов и полостей нагнетания.

            Электрооборудование. На насосах типа НА4М с электрогидравлическим управлением применяются гидрораспределители Р34-Э1ВК-С6/200 с электромагнитами. Напряжение электромагнитов 110 В, род тока – переменный.

Рис. 8. Механизм электрогидравлического регулирования подачи

Регулятор мощности

            Регулятор мощности предназначен для автоматического изменения подачи насоса в режиме постоянной выходной мощности и допускает настройку для поддержания постоянной выходной мощности в диапазоне от 30 до 80 % от номинальной мощности на одной полости насоса.

            Регулятор выполнен в самостоятельном корпусе и устанавливается в передней крышке насоса. Масло из полости нагнетания поступает в полости штока 2 и следящего золотника 1, так как у штока диаметр больше, чем у следящего золотника, то на шток действует усилие, зависящее от давления нагнетания. До начала регулирования усилие на шток уравновешивается силой пружин 3 и 4.

Рис. 9. Регулятор мощности

            При увеличении давления нагнетания шток начинает перемещаться вверх вместе со следящим золотником, пока действие давления не уравновесится, при этом силой сжатия пружины площадь окна во втулке 2, соединяющей канал Е поршня 1 со штоковой полостью золотника, увеличится, а следовательно, увеличится давление в полости В гидроусилителя. Он начнет перемещаться вверх, изменяя значение подачи посредством изменения угла наклона наклонной шайбы, до тех пор, пока усилия, действующие на гидроусилитель в штоковой полости и полости В, не уравновесятся.

            Благодаря наличию настроенных винтов 5 и 6 можно изменить характеристику пружин и поддерживать выходную мощность в заданном диапазоне.

Гидромотор аксиально-поршневой — схема, принцип работы

Гидромотор аксиально-поршневой регулируемый, 303 серия. 

В объемных гидроприводах наряду с шестеренными широко используют роторные аксиально-поршневые насосы и гидромоторы. Кинематической основой таких гидромашин служит кривошипно-шатунный механизм, в котором цилиндры перемещаются параллельно один другому, а поршни движутся вместе с цилиндрами и одновременно из-за вращения вала кривошипа перемещаются относительно цилиндров.

Аксиально-поршневые гидромоторы (рис. 1) выполняют по двум основным схемам: с наклонным диском и с наклонным блоком цилиндров. Гидромашина с наклонным диском включает в себя блок цилиндров, ось которого совпадает с осью ведущего вала 1, а под углом а к нему расположена ось диска 2, с которым связаны штоки 3 поршней 5. Ниже рассмотрена схема работы гидромашины в режиме насоса. Ведущий вал приводит во вращение блок цилиндров.

При повороте блока вокруг оси насоса на 180° поршень совершает поступательное движение, выталкивая жидкость из цилиндра. При дальнейшем повороте на 180° поршень совершает ход всасывания. Блок цилиндров своей шлифованной торцовой поверхностью плотно прилегает к тщательно обработанной поверхности неподвижного гидрораспределителя 6, в котором сделаны полукольцевые пазы 7. Один из этих пазов соединен через каналы со всасывающим трубопроводом, другой — с напорным трубопроводом. В блоке цилиндров выполнены отверстия, соединяющие каждый из цилиндров блока с гидрораспределителем. Если в гидромашину через каналы подавать под давлением рабочую жидкость, то, действуя на поршни, она заставляет их совершать возвратно-поступательное движение, а они, в свою очередь, вращают диск и связанный с ним вал. Таким образом работает аксиально-поршневой гидромотор.

Принцип действия аксиально-поршневого насоса-гидромотора с наклонным блоком цилиндров заключается в следующем. Блок 4 цилиндров с поршнями 5 и шатунами 9 наклонен относительно приводного диска 2 вала 1 на некоторый угол. Блок цилиндров получает вращение от вала через универсальный шарнир 8. При вращении вала поршни 5 и связанные с ними шатуны 9 начинают совершать возвратно-поступательные движения в цилиндрах блока, который вращается вместе с валом. За время одного обо-рота блока каждый поршень производит всасывание и нагнетание рабочей жидкости. Один из пазов 7 в гидрораспределителе 6 соединен со всасывающим трубопроводом, другой — с напорным. Объемную подачу аксиально-поршневого насоса с наклонным блоком цилиндров можно регулировать, изменяя угол наклона оси блока относительно оси вала в пределах 25°. При соосном расположении блока цилиндров с ведущим валом поршни не перемещаются и объемная подача насоса равна нулю.

Конструкция нерегулируемого аксиально-поршневого насоса-гидромотора с наклонным диском показана на рис. 2.

В корпусе 4 вместе с валом 1 вращается блок 5 цилиндров. Поршни 11 опираются на наклонный диск 3 и благодаря этому совершают возвратно-поступательное движение. Осевые силы давления передаются непосредственно корпусным деталям — передней крышки 2 через люльку 14 и задней крышке 8 корпуса — через башмаки 13 поршней и гидрораспределитель 7, представляющие собой гидростатические опоры, успешно работающие при высоких давление и скорости скольжения.

В аксиально-поршневом насосе-гидромоторе применена система распределения рабочей жидкости торцового типа, образованная торцом 6 блока цилиндров, на поверхности которого открываются окна 9 цилиндров, и торцом гидрораспределителя 7.

Гидромотор аксиально-поршневой нерегулируемый. 

Система распределения выполняет несколько функций. Она является упорным подшипником, воспринимающим сумму осевых сил давления от всех цилиндров; переключателем соединения цилиндров с линиями всасывания и нагнетания рабочей жидкости; вращающимся уплотнением, разобщающим линии всасывания и нагнетания одну от другой и от окружающих полостей. Поверхности образующие систему распределения, должны быть взаимно центрированы, а одна из них (поверхность блока цилиндров) — иметь небольшую свободу самоориентации для образования слоя смазки. Эти функции выполняет подвижное эвольвентное шлицевое соединение 12 между блоком цилиндров и валом. Чтобы предотвратить раскрытие стыка системы распределения под действием момента центробежных сил поршней, предусмотрен центральный прижим блока пружиной 10.

В нерегулируемом аксиально-поршневом насосе-гидромоторе с реверсивным потоком и наклонным блоком цилиндров (рис. 3) ось вращения блока 7 цилиндров наклонена к оси вращения вала 1. В ведущий диск 14 вала заделаны сферические головки 3 шатунов 4, закрепленных также с помощью сферических шарниров 6 в поршнях 13.

При вращении блока цилиндров и вала вокруг своих осей поршни совершают относительно цилиндров возвратно-поступательное движение. Вал и блок вращаются синхронно с помощью шатунов, которые, проходя поочередно через положение максимального отклонения от оси поршня, прилегают к его юбке 5 и давят на нее. Для этого юбки поршней выполнены длинными, а шатуны снабжены корпусными шейками. Блок цилиндров, вращающийся вокруг центрального шипа 8, расположен по отношению к валу под углом 30° и прижат пружиной 12 к распределительному диску (на рисунке не показан), который этим же усилием прижимается к крышке 9.

Рабочая жидкость подводится и отводится через окна 10 и 11 в крышке 9. Поршни, находящиеся в верхней части блока, совершают ход всасывания рабочей жидкости. В то же время нижние поршни вытесняя жидкость из цилиндров, совершают ход нагнетания. Манжетное уплотнение 2 в передней крышке гидромашины препятствует утечке масла из нерабочей полости насоса.

Самое интересное о спецтехнике читайте в разделе «Новости спецтехники»!

Гидронасосы аксиально-поршневые регулируемые — Гидросила Груп

Аксиально-поршневые регулируемые насосы с наклонным диском предназначены для объемных гидроприводов (ГСТ), состоящих из насоса и гидромотора, работающих по закрытой схеме. Используются в гидроприводах хода мобильных машин – зерноуборочных и других комбайнах, гидроприводах технологического оборудования – автобетоносмесителях, дорожных уплотнителях и прочих машинах.

Они просты в управлении, имеют относительно малые габаритные размеры. Подача насоса прямо пропорциональна частоте вращения ротора и рабочему объему, который регулируется путем изменения угла поворота наклонного диска.

Направление потока рабочей жидкости изменяется благодаря повороту наклонного диска в противоположные стороны относительно его нейтрального положения.

Модульное подсоединение гидрораспределителя позволяет присоединять системы управления различных типов.

МН – гидромеханическая пропорциональная система управления. Позволяет удерживать наклонный диск в заданном рычагом управления положении, поддерживая тем самым подачу насоса на заданном уровне.

ER – электрическая 3-х позиционная система управления. Используется для привода по системе вкл. — выкл. — вкл. Возможна поставка с регулировкой максимального рабочего объема.

HD – гидравлическая пропорциональная система управления. Позволяет удерживать наклонный диск в заданном положении посредством подачи управляющего гидравлического сигнала. Используется в машинах со сложной компоновкой или требующих согласования подачи насоса и технологического оборудования.

EP – электрическая пропорциональная система управления. Обеспечивает бесступенчатое изменение рабочего объема насоса – за счет изменения силы тока на двух пропорциональных магнитах.

В конструкции насосов размерностью 90 см3 и 112 см3 предусмотрена возможность присоединения дополнительных насосов по схеме «тандем».

Технические характеристики серии Н

Насосы аксиально-поршневые регулируемые РНАС

Структурная схема обозначения насоса типа РНАС

Технические характеристики

Устройство и работа насоса

            Регулируемые аксиально-поршневые насосы могут выпускаться с различными механизмами регулирования подачи.

            Базовой моделью является насос РНАС.

При вращении вала 7, неподвижно соединенного с блоком цилиндров 11, плунжеры 12 с гидростатически разгруженными подпятниками 15 совершают возвратно-поступательное движение. При этом рабочая жидкость через полость всасывания фланцевого корпуса 6, кольцевые пазы распределительного диска 8 и основания блока цилиндров 9, втулки с буртом 10 поступает в рабочие камеры блока цилиндров 11, а затем нагнетается в полость нагнетания фланцевого корпуса 6.

            В корпусе 2 установлен управляющий цилиндр 5 с поршнем, соединяемым через шток 4 и шаровую цапфу 3 с качающим корпусом 13 и следящим механизмом управления.

            Для исполнения РНАС в управляющем цилиндре 5 установлен ограничительный болт 14. При этом насос нереверсивный.

            Исполнение насоса 1РНАС предусматривает установку вспомогательного насоса с напорным золотником на крышке корпуса 1. Вспомогательный насос с напорным золотником обеспечивают работу механизма управления. Величина подачи рабочей жидкости зависит от угла наклона качающего корпуса 13 и числа оборотов вала 7.

            При прохождении нейтрального положения качающего корпуса 13 изменяется направление потока рабочей жидкости, т.е. происходит реверс.

Рис. 1. Насос аксиально-поршневой

            Вращение регулировочного вала 5 через систему рычагов 1, 2 и 4 приводится в движение следящий золотник 7, расположенный в корпусе 6. При этом рабочая жидкость через каналы подается (сливается) в полость управляющего цилиндра с поршнем большей площадью поперечного сечения, вторая полость с меньшей площадью поперечного сечения находится постоянно под давлением управления. Происходит перемещение поршня и связанного с ним качающего корпуса.

            Обратная связь через цапфу 3 и рычаг 1 действует на золотник 7, чтобы регулирующее движение закончилось при достижении заданного положения.

            Отношение угла поворота регулировочного вала 5 к углу наклона качающего корпуса – 2:1.

Рис. 2. Механизм следящего регулирования подачи

Настройка

            Регулирование подачи насосов исполнения 1РНАС осуществляется при правом (левом) повороте вала 5 механизма управления на 30º от нейтрального положения. При этом происходит регулирование подачи от нуля до максимума и масло нагнетается через левую (правую) полость I (II), если смотреть со стороны вала насоса.

            Регулирование подачи насосов исполнений РНАС осуществляется только при левом вращении вала механизма управления на 30º от нейтрального положения. Подача, при этом изменяется только на одной правой полости.

            Угол поворота вала механизма управления приближенно прямо пропорционален величине подачи.

Рис. 3. Габаритные и присоединительные размеры насосов