Радиально-поршневые гидромашины

Радиально-поршневые гидромашины применяют при сравнительно высоких давлениях (10 МПа и выше). По принципу действия радиальнопоршневые гидромашины делятся на одно-, двух- и многократного действия. В машинах однократного действия за один оборот ротора поршни совершают одно возвратно-поступательное движение. Варианты схем радиально-поршневого насоса однократного действия приведены на рис. 6.17.

Рис. 6.17. Схемы радиально-поршневых машин:
1 –цилиндр; 2 – поршень; 3 – статор; 4– ролик

Рассмотрим более насыщенный элементами вариант схемы 6.17, а, изображенный на рис. 6.18.

Рабочая камера в насосе образуется полостью радиально расположенного цилиндра и торцем поршня-вытеснителя (или плунжера) 9. Ротор 1 с поршнями насажен на цапфу 2 по скользящей посадке. Цапфа имеет два канала 3 и 4 (один соединен с гидролинией всасывания, другой – с нагнетательной гидролинией). Каналы посредством окон 5 соединяются с рабочими камерами 6 насоса. Кольцо статора 7 по отношению к ротору располагается с эксцентриситетом, поэтому поршни 9 при вращении ротора участвуют в двух движениях: в возвратно-поступательном движении в полос ти цилиндров и вращательном вместе с ротором. Поршни, выдвигаясь из цилиндров, создают в рабочей камере разрежение и жидкость самотеком заполняет ее. При движении поршня к оси ротора, жидкость вытесняется в напорную линию. Поршни прижимаются к кольцу статора центробежной силой (а в зоне вытеснения жидкости еще и давлением жидкости).

Рис. 6.18. Схема радиально-поршневого насоса однократного действия:

1 – ротор; 2 – цапфа; 3, 4 – каналы для подвода – отвода жидкости; 5 – окно;
6 – полость цилиндра; 7 – кольцо статора; 8 – муфта; 9 – поршень

Контактные напряжения, возникающие между поршнем и кольцом статора, ограничивают давление радиально-поршневых машин 16 МПа. Для уменьшения контактных напряжений торцевую площадь поршня стремятся сделать меньше, а их количество увеличивают. Это способствует выравниванию подачи насоса и уменьшает радиальные габариты гидромашины благодаря уменьшению хода поршней при заданном значении рабочего объема гидромашины.

В серийных конструкциях радиально-поршневых насосов число радиально расположенных поршней принимается нечетным (чаще всего 5, 7 или 9). Число рядов поршней может быть от 2 до 6. На рис. 6.19. приведена конструкция регулируемого радиально-поршневого насоса с двумя поршнями в ряду.

Для увеличения диапазона рабочих давлений применяют гидростатичскую разгрузку всех пар трения, воспринимающих радильные силы. В перечень этих пар входит разгрузка цапфы от односторонней радиальной силы и разгрузка поршня от контактных напряжений.

Рис. 6.19. Радиально-поршневой насос с двумя рядами поршней

На рис. 6.20 показана схема гидравлически регулируемого радиально – поршневого насоса с гидростатическим башмаком, которая позволяет свести контактные напряжения между поршнем и статорным кольцом практически к нулю. Схема башмака приведена на рис. 6.21. Через отверстие 2 в поршне и и стойке башмака жидкость из камеры насоса 1 подводится в полость 3 подошвы башмака, уплотненной кольцевым пояском подошвы башмака, уплотненной кольцевым пояском 4 . Размеры полости 3 и пояска 4 выбирают так, чтобы сила давления жидкости на поверхности статорного кольца была равна силе давления на поршень. Такмим образом сила давления на поршень передается кольцу статора через слой жидкости. Контакт металла по металлу практически отсутствует. Это позволяет иметь рабочие давления у таких гидромашин до 30 МПа.

Рис. 6.20. Схема регулируемого радиально-поршневого насоса
с гидростатической разгрузкой поршня с цапфенным механизмом распределении:

1 – башмак; 2 – поршень; 3 – цапфа; 4 – статорное кольцо

Рис. 6.21. Схема работы башмака

На рис. 6.22. показан разрез регулируемого роторно-поршневого насоса с гидростатическим башмаком.

Рис. 6.22.Радиально-поршневой насос с гидростатическим башмаком:

1 – регулятор давления; 2 – кольцо статора; 3 – дренаж; 4 – корпус;
5 – фланец присоединения к напорной магистрали; 6 – башмак; 7 – плунжер;

8 – подшипник; 9 – блок цилндров

Вариант схемы 6.17, б предполагает, что цилиндрические отверстия выполнены в неподвижном статоре, вал ротора и статор сосны, на валу ротора выполнена эксцентриковая поверхность (их может быть несколько), с которой связаны поршни. При вращении вала ротора эксцентрик вынуждает поршни совершать возвратно-поступательное движение в радиальном направлении, что является отличительной особенностью радиально-поршневых машин. На рис 6.23 покан общий вид с разрезом радиально-поршневой машины.

Гидромашины данного типа могут иметь как встроенные, так и внешние механизмы разной сложности для регулирования подачи (расхода).

Рис. 6.23. Радиально-поршневая машина с эксцентриковым валом