Определение и классификация аксиально-поршневых гидромашин

Аксиально-поршневой гидромашиной является объемная, преимущественно роторная, гидромашина, в которой оси поршней параллельные оси блока цилиндров или размещенные под углом не больше к оси блока [17].

Как и в радиально-поршневых, в подавляющем большинстве конструктивных решений аксиально-поршневых гидромашин блок цилиндров с поршнями (плунжерами) осуществляет вращательное движение, которые, кроме того, выполняют возвратно-поступательное перемещение в цилиндрах машины.

Различают аксиально-поршневые гидромашины (насосы и гидромоторы) с наклонным блоком цилиндров, с наклонным диском и с профильным диском.

В аксиально-поршневом насосе (гидромоторе) с наклонным блоком цилиндров оси входного звена (для гидромотора - выходного звена) и блока цилиндров перекрещиваются.

В аксиально-поршневом насосе (гидромоторе) с наклонным диском входное звено (для гидромотора - выходное звено) и блок цилиндров размещены на одной оси, а плунжеры связаны с наклоненным к этой оси наклонным диском.

В аксиально-поршневом насосе (гидромоторе) с профильным диском входное звено (для гидромотора - выходное звено) и блок цилиндров расположены на одной оси, а плунжеры связаны с диском, который имеет торцевую поверхность переменной кривизны при размещении на той же осе.

В свою очередь аксиально-поршневые гидромашины с наклонным блоком цилиндров подразделяют, как правило, на гидромашины с двойным несиловым синхронным карданом (рис. 6.1, а), одинарным силовым асинхронным карданом (рис. 6.1, б, в), бескарданные машины (рис. 6.1, г) и гидромашины с шестеренной связью приводного диска с блоком цилиндров (рис. 6.1, д). Характерной особенностью этих машин является связь поршней с приводным диском с помощью штоков.

Конструктивным отличием аксиально-поршневых гидромашин с одинарным силовым асинхронным карданом (рис. 6.1, б, в) является то, что в первом случае (рис. 6.1, б) вал гидромашины выходит из нее со стороны торцевого распределителя, а во втором случае (рис. 6.1, в) вал гидромашины проходит через приводной диск.

Аксиально-поршневые гидромашины с наклонным диском изготовляют со сферическими головками плунжеров (рис. 6.2, а), с гидростатической разгрузкой опор плунжеров при плоском (рис. 6.2, б) и сферическом (рис. 6.2, в) торцевых распределителях и с наклонным расположением цилиндров (рис. 6.2, г).

Аксиально-поршневые гидромашины относятся к одним из наиболее энергетически совершенных гидравлических машин, общий КПД которых достигает 98% (лучших образцов).

Аксиально-поршневые гидромашины могут быть регулируемыми и нерегулируемыми, реверсивными и нереверсивными и другими согласно признаками классификации, приведенными в разделах 1.2.1 и 1.2.2.

а)

б)

в)

Рис. 6.1. Схемы аксиально-поршневых гидромашин с наклонным блоком цилиндров: 1- приводной диск; 2 – шток; 3 – поршень; 4 – блок цилиндров; 5 – торцевой распределитель; 6 – кардан; 7 – вал; 8 – зубчатая шестерная передача

г)

д)

Продолжение рис. 6.1.

Отечественными производителями аксиально-поршневых гидромашин является ОАО „Харьковский завод Гидропривод” (м. Харьков), ОАО „Гидросила” (м. Кировоград) и другие.

Как правило, аксиально-поршневые насосы с наклонным диском и точечным контактом поршней выпускаются на давления рабочих жидкостей до 10 МПа, с гидростатической разгрузкой поршней и с наклонным блоком цилиндров – до 32÷52 МПа. Рабочие объемы достигают значения до 120 см³, подачи – до 300 л/мин, частоты вращения – до 3600 об/мин, мощности – до 120 кВт. Общий КПД составляет 90÷93%, объемный КПД - 95÷98%.

Аксиально-поршневые гидромоторы с наклонным блоком цилиндров и с наклонным диском имеют рабочие объемы до 120 см³, рассчитаны на давления рабочих жидкостей до 36 МПа, частоту вращения, - до 3600 об/мин, крутящие моменты - до 650 Н∙м, мощности - до 60 кВт.

Лучшие образцы аксиально-поршневых гидромоторов (нерегулируемых) зарубежных производителей имеют рабочие объемы до 1000 см³, рассчитаны на давления рабочих жидкостей до 50 МПа, частоту вращения, - до 7000 об/мин, крутящие моменты - до 5500 Н∙м, мощности - до 950 кВт.

а) б)

в)

г)

Рис. 6.2. Схемы аксиально-поршневых гидромашин с наклонным диском: 1- наклонный неподвижный диск; 2 – плунжер; 3 – блок цилиндров; 4 – плоский торцевой распределитель; 5 – вал; 6 – опора плунжера с гидростатической разгрузкой; 7 – сферический торцевой распределитель; 8 – блок с наклонным расположением цилиндров