Группа 1ТЭО-21 (Горные машины и комплексы)
11.09.2023г.
Группа 1ТЭО-21 (Горные машины и комплексы)
Тема: Радиально поршневые и аксиально-поршневые насосы. Конструкция, область применения, принцип действия.
Радиально-поршневые насосы
Радиально-поршневые насосы в отличие от поршневых принципиально обратимы и могут работать в качестве гидромоторов. Возможность перемещать большие постоянные или регулируемые объемы жидкости при относительно высоком давлении обеспечила этих насосов широкую область применения в горных машинах.
Рис. 4.1. Принципиальная схема роторного радиально-поршневого насоса
Эти насосы имеют звездообразное расположение цилиндров, оси которых расположены в одной плоскости и пересекаются в одной точке. Насос состоит из статора и ротора 2, оси которых расположены эксцентрично. В радиальных расточках ротора расположены поршни 3, имеют сферическую форму головок, которыми они опираются на внутреннюю поверхность статора. Ротор составляет блок цилиндров, при вращении которого по распределительного вала 4 поршни, прижаты давлением центробежной силы жидкости или пружин, находящихся в контакте с обоймой статора, осуществляя при этом вращение вокруг оси ротора и возвратно-поступательное движение по цилиндров. Последние по своим каналам 5 и 6 по очереди соединяются с приемной полостью 7 насоса, когда поршни отходят от центра распределительного вала, всасывая жидкость в освобождается объем, и с отдает полостью 5, когда поршни возвращаются в центр вала, вытесняя жидкость в напорную магистраль.
Способы передачи сил от поршней на статор определяют основные конструктивные особенности, которые отличают машины такого типа. Кроме упомянутой выше схемы непосредственного контакта поршней со статором, с целью снижения потерь на трение статорной кольцо выполняется в виде подшипниковой обоймы или подшипник устанавливается на каждом поршне непосредственно или через рычажный механизм. Величина эксцентриситета между осью ротора и статора определяет величину хода поршня , а следовательно, подачу насоса. в конструкции насоса предусмотрена возможность сдвига статора в обе стороны от нулевого значения эксцентриситета, то при неизменном направлении вращения насоса можно менять направление потока подаваемого им жидкости.
Конструкция регулируемого роторного радиально-поршневого насоса НП-120, применяемого в механизмах подачи угольных комбайнов. Ротор 1 насоса имеет два ряда плунжеров 2 (по 11 плунжеров в каждом ряду), которые под действием центробежной силы и гидравлического под- и жать взаимодействуют а! с внутренней обоймой 3, выполненной в виде специального шарикоподшипники. Коническая поверхность обоймы этого подшипника способствует вращению поршней вокруг своих осей и равномерному их износа. Ввод ротора 4 служит распределительные устройства насоса. Вращение ротора передается от приводного двигателя через зубчатую муфту 5.
Рис. 4.2. Радиально-поршневой насос.
Аксиально-поршневые насосы
Согласно приведенной выше классификации аксиальные насосы входят в одну группу с радиально-поршневыми насосами, поэтому имеют аналогичное структурное строение. Основной особенностью аксиальных насосов является круговой расположение цилиндров параллельно оси ротора, требует для работы насоса применения приводных механизмов с пространственной кинематикой. Существует большое количество разновидностей конструктивного исполнения аксиально-поршневых насосов. Однако практически все конструкции этих насосов можно разделить на две группы, отличающиеся схеме связи цилиндрового блока с приводным механизмом:
1) насосы с наклонным диском, в которых ось приводного механизма (ведущего вала) и ось вращения ротора составляют одну линию;
2) насосы с наклонным цилиндровым блоком или наклонной трубкой, в которых оси приводного звена и блока цилиндров расположены под углом друг к другу.
Первая группа насосов лучше при очень высоких давлениях и быстрых процессах реверсирования потока, а вторая имеет преимущество при высокой частоте вращения. Общим для обеих групп есть преимущество торцевого способа распределения жидкости. Насос с наклонным диском состоит их цилиндрового блока и приводного механизма, состоящего из вала 2 и упорной наклонного диска (шайбы) 3, упирается в неподвижный упорный подшипник и выполняет в этой схеме роль кривошипа. Поршни или плунжеры 4 блока непосредственно опираются на диск через сферические головки или опорные башмаки и не имеют с ним кинематической связи. При вращении ротора от жестко связанного с ним вала 2 диск вращается в наклонной плоскости под действием сил трения, и плунжеры, нагруженные пружинами 5, осуществляют при этом возвратно-поступательное движение, при котором происходит процесс всасывания и нагнетания жидкости с помощью гаечного распределительного устройства 6.Усилия вращения диска передается на блок цилиндров через поршни и далее на центральный вал 2.
Рис. 4.3. Схема аксиально-поршневого Схема насоса силовым
насоса карданом
Основная часть момента приводного двигателя расходуется на поворот блока с наклонным диском через поршни, из-за чего поршни воспринимают большую изгибающую нагрузки, требует их повышенной прочности и приводит к образованию больших сил трения. Угол в наклона диска относительно оси цилиндрического блока определяет для данного диаметра Б блока величину хода до поршня, а следовательно, расчетную подачу насоса. Максимальный угол наклона диска не превышает 30 °. От величины этого угла во многом зависит срок службы аксиального насоса. Если конструкция шарниров позволяет изменять угол наклона диска, то соответственно изменяется ход поршней и величина подачи насоса. При изменении знака угла в происходит изменение направления подачи насоса. Благодаря малой массе наклонной шайбы процесс переключения и регулирования насоса с наклонным диском происходит быстро и требует больших усилий. Насосы с наклонным цилиндровым блоком или с наклонной трубкой имеют наибольшее распространение в практике. Данную схему имеют несколько классов аксиально-поршневых насосов.
Рис. 4.4. Аксиально-поршневой насос.
Ознакомиться с теоретическим материалом, ответить письменно на вопросы, отсканировать или сфотографировать и прислать преподавателю в ВК (https://vk.com/id417595293).
Вопросы для контроля
1. Опишите устройство радиально-поршневых насосов.
2. Опишите устройство аксиально-поршневых насосов.
3. Укажите область применения насосов.
Литература
1. В.Г. Яцких, Л.А. Спектор, А.Г. Кучерявый. "Горные машины и комплексы" Москва. «Недра».1984г.