Радіально-поршневі насоси й гідромотори

Радіально-поршневі гідромашини застосовують при порівняно високих тисках (до 70 МПа) та переміщенні значних об’ємів робочої рідини. За принципом дії радіально-поршневі гідромашини діляться на одно-, дво- і багатократної дії. У машинах однократної дії за один оберт ротора поршні роблять один зворотно-поступальний рух.

Радіально-поршневою гідромашиною називають гідромашину, в якій поршні (осі циліндрів) розташовані радіально (у вигляді зірки) в одній площині.

Схема радіально-поршневого насоса однократної дії наведена на рисунку 3.9. Робочими камерами в насосі є радіально розміщені циліндри, а виштовхувачами – поршні. Ротор (блок циліндрів) 1 на ковзаючій посадці встановлений на вісь 2, що має два канали 3 і 4 (один з’єднаний із

Рисунок 3.9 – Схема радіально-поршневого насоса однократної дії

гідролінією всмоктування, інший – з напірною гідролінією). Канали мають вікна 5, якими вони можуть з’єднуватися із циліндрами 6. Статор 7 відносно ротора розташовується з ексцентриситетом.

Ротор обертається від привідного вала через муфту 8. При обертанні ротора в напрямку, зазначеному на рисунку 3.9 стрілкою, поршні 9 спочатку висуваються із циліндрів (відбувається всмоктування), а потім засовуються (нагнітання). Відповідно робоча рідина спочатку заповнює циліндри, а потім поршнями витісняється звідти в канал 4 і далі в напірну лінію гідросистеми. Поршні висуваються й притискаються до статора відцентровою силою або примусово (пружиною, тиском робочої рідини або іншим шляхом).

Подача радіально-поршневого насоса

, (3.15)

де d – діаметр циліндра;

е – ексцентриситет;

z – кількість поршнів;

– об’ємний ККД.

У серійних конструкціях радіально-поршневих насосів кількість поршнів приймається непарною (найчастіше z = 7 або z = 9). Кількість рядів циліндрів для збільшення подачі може бути збільшена від 2 до 6.

У верстатобудуванні застосовують регульовані радіально-поршневі насоси однократної дії типу НП, які випускають із максимальною подачею до 400 л/хв і тиском до 200 МПа.

На рисунку 3.10 наведений радіально-поршневий насос однократної дії типу НП із чотирма рядами циліндрів, що складається з корпусу 1 і кришки 25, усередині яких розміщені всі робочі елементи

Рисунок 3.10 – Радіально-поршневий насос однократної дії типу НП

насоса: ковзаючий блок 10 із кришкою 24, обойма 9 із кришкою 3 і реактивним кільцем 6, ротор 8 з радіально розташованими циліндрами, поршні 7, розподільна вісь 11, на якій на ковзаючій насадці встановлені ротор, привідний вал 20 та муфта. Ковзаючий блок може переміщатися по напрямних 15, завдяки чому досягається зміна ексцентриситету, а отже, і подача насоса. Величина ексцентриситету обмежується покажчиком 19. Обойма обертається у двох підшипниках 12, а привідний вал – у підшипниках 14. Розподільна вісь має канали з отворами, через які відбуваються всмоктування й нагнітання. Муфта складається із фланця 2, установленого на шліцах привідного вала проміжного кільця 5, і чотирьох роликів 4, через які крутний момент передається від фланця до ротора. Для недопущення витоків робочої рідини по валу розташовано ущільнення 21. Витоки по каналу 17 відводяться в корпус насоса, а з нього через отвір 13 у дренажну гідролінію.

Насос працює таким чином. При обертанні ротора поршні під дією відцентрової сили висуваються із циліндрів і притискаються до реактивних кілець обойми. При цьому якщо між ротором та обоймою є ексцентриситет, то поршні, крім обертального, будуть робити й зворотно-поступальний (у радіальному напрямку) рухи. Зміна ексцентриситету приводить до відповідної зміни ходу поршнів і подачі насоса. Разом із ротором в обертання втягується обойма, що обертається на своїх підшипниках. Така конструкція дозволяє зменшити сили тертя й підвищити ККД гідромашини.

Для радіально-поршневих машин, які працюють у режимі гідромотора, крутний момент можна визначити за формулою

, (3.16)

де m – кількість рядів циліндрів;

i – кратність ходу поршнів;

z – кількість поршнів;

h – величина ходу поршнів;

– механічний ККД.