Объёмные гидромашины

Аксиально-поршневой гидромотор с наклонным диском

ти.

Рис.3.9. Аксиально-поршневой гидромотор с наклонным диском:
1 - вал; 2 - манжета; 3 - крышка; 4, 9 - корпус; 5, 16 - подшипник;
6 - радиально упорный подшипник; 7 - барабан; 8 - поводок; 10 - ротор;
11 - пружины; 12 - дренажное отверстие; 13 - распределительное устройство;
14 - полукольцевые пазы; 15 - отверстие напорное; 17 - поршни; 18 - шпонка; 19 - толкатель

       Подача (расход) аксиально-поршневой гидромашины зависит от хода поршня, который определяется углом γ наклона диска или блока цилиндров ( γ < 25 ). Если конструкция гидромашины в процессе ее эксплуатации допускает изменение угла γ, то такие машины регулируемые. При изменении угла наклона шайбы или блока цилиндров с + γ до - γ достигается реверсирование направления потока жидкости или вращения ротора гидромашины.

Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком

Рис. 17. Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком:1 — вал; 2 — манжета; 3, 9, 16 – кольца; 4, 5 – подшипники; 6 – блок цилиндров; 7 — шатун; 8 – болт; 10 — крышка; 11 – распределитель; 12 – поршень; 13 — щток; 14, 15 — корпус; 17 – стопорное кольцо.

       В гидроприводах применяют такие аксиально-поршневые нерегулируемые насосы с наклонным блоком (рис.17). Вал, установленный на подшипник в корпусе, шарнирно соединен с шатунами, которые в свою очередь, шарнирно соединены с поршнями. Поршни размещающийся в блоке цилиндров, ось которого наклонна оси вала. Распределитель со сферической стороны имеет два полукольцевых паза, соединенных с круглыми отверстиями, выходящими на плоскую сторону распределителя и совпадающими с отверстиями в крышке. При вращении вала шатуны с поршнями вращают блок цилиндров, при этом поршни одновременно совершают возвратно-поступательное движение относительно блока цилиндров, а блок цилиндров вращается относительно распределителя. За один оборот вала каждый поршень совершает один двойной ход (всасывание и нагнетание рабочей жидкости). От угла наклона оси блоков цилиндра к оси приводного вала зависит длина хода поршня, а следовательно, и объемная подача насоса. Центральная ось обеспечивает соосность блока цилиндров с распределителем. Отверстия для подсоединения всасывающего и нагнетательного трубопроводов размещены в крышке, а дренажное отверстие для отвода внутренних утечек – в корпусе.

       Гидромоторы имеют сходное с насосом конструктивное устройство. Отличие состоит в некоторых особенностях распределительного узла, обеспечивающего работу механизма в качестве реверсивного гидромотора. Описанные выше насосы могут работать и как гидродвигатели, т.е. обратимы без изменений. Нерегулируемый гидромотор работает по схеме (рис. 18), при которой подвод к одному из отверстий в крышке гидромотора рабочая жидкость через полукольцевой паз распределителя поступает под поршни, полости которых в данный момент соединены с этим пазом. Под действием давления рабочей жидкости поршни выдвигаются из блока цилиндров и через шатун 6 поворачивают вал. Вместе с валом поворачивается и блок цилиндров с поршнями, в результате чего в работу постоянно вступают новые поршни, в то время как поршни, совершающие относительно блока цилиндров обратный ход через другой полукольцевой паз распределителя и второе отверстие в крышке, выталкивают рабочую жидкость из гидромотора, обеспечивая непрерывное вращение вала. Частота вращения вала зависит от расхода рабочей жидкости через гидромотор: чем расход больше, тем выше частота вращения вала. При подводе рабочей жидкости к другому отверстию крышки изменяется направление вращения вала гидромотора. Внутренние утечки, как и у насоса, отводятся через дренажное отверстие в корпусе. В целях увеличения производительности применяют регулируемые гидромоторы. Особенностью регулируемого гидромотора является то, что он оборудован специальным устройством – регулятором, позволяющим в процессе работы изменять угол наклона блока цилиндров относительно оси вала, вследствие чего изменяется ход поршней, а следовательно, — и рабочий объем гидромотора. Благодаря этому частоту вращения вала гидромотора можно регулировать не только изменением расхода рабочей жидкости через гидромотор, но и изменением его рабочего объема.

      Рассмотрим устройство регулируемого гидромотора (рис. 18,а). Узел регулятора включает в себя установленный в корпусе поршень с поводковым пальцем, втулку с золотником, пружины и со стержнем и крышку.

Аксиально-поршневой регулируемый гидромотор

Рис. 18. Регулируемый гидромотор (а) и его обозначение на гидравлической схеме (б):
1 — вал; 2 – манжета; 3, 14, 22, 24 — угоготнительные кольца; 4, 11 — крышки; 5, 18 — корпус; 6 – шатун; 7, 16 – поршни; 8 — блок; 9, 20 — винт; . 10, 21 — пробки; 12, 23 – пружины; 13 – плунжер; 15 — рычаг; 17 – палец; 19 — золотник; 25 — распределитель; 26 – шип; 27,” 28 – подшипники; 29 — обратный клапан.

          Угол наклона оси блока цилиндров относительно оси вала определяется положением поршня в корпусе. Втулка с золотником образуют гидрораспределитель, управляющий поршнем. Золотник имеет гидравлическое управление через канал в крышке. Клапан с логической функцией «ИЛИ» обеспечивает подвод поступающей в гидромотор рабочей жидкости к средней канавке втулки, независимо от того, к какому из основных отверстий гидромотора рабочая жидкость подводится, т.е. независимо от направления вращения вала гидромотора. На рис. 18 гидромотор изображен в положении, соответствующем его номинальному рабочему объему. В этом случае давление в линии управления отсутствует и золотник под действием пружины находится в верхнем положении, соединяя канал со средней канавкой втулки, а полость с дренажом. Давление поступающей в гидромотор рабочей жидкости передается в полость, фиксируя положение поршня 16, изображенное на рисунке.

      При подаче давления управления к каналу золотник переместится в нижнее положение, соединяя полость с дренажом, а другую полость со средней канавкой втулки. В этом случае подводимая к гидромотору рабочая жидкость поступит в полость и переместит поршень в верхнее положение, уменьшая угол наклона блока цилиндров 8 и, тем самым, рабочий объем гидромотора. Частота вращения вала гидромотора при том же расходе рабочей жидкости увеличится пропорционально уменьшению рабочего объема. Винтом ограничивается минимальный угол наклона блока цилиндров, а стержнем регулируется установочная длина пружины, определяющая минимальное давление управления. Наиболее предпочтительным считается, когда в схемах гидропривода применяются насосы и гидромоторы одного типоразмера.

Подачу для машин с бесшатунным приводом определяют по формуле:

а для машин с шатунным приводом

где d - диаметр цилиндра; D и D - диаметр окружности, на которой расположены центры окружностей цилиндров или закреплены шатуны на диске; D tg γ и D' sin γ - ход поршня при повороте блока цилиндров на 180 ; z - число поршней (z = 7, 9, 11).

Регулируемый аксиально-поршневой гидромотор с наклонным диском

1 - Корпус насоса

2 - Наклонная шайба

3 - Блок цилиндров

4 - Уравновешивающая пружина

5 - Пробка

6 - Ограничитель макс. перемещения

7 - Крышка

8 – Распределительная шайба

9 – Ограничитель мин. изменения объема

10 - Поршень

11 - Направляющая пластина поршня

1.5 Гидроцилиндры

        Гидроцилиндры применяют: возвратно-поступательные одно- и двустороннего действия. Гидроцилиндры одностороннего действия  делятся на поршневые, плунжерные, плунжерные телескопические. Шток или плунжер в них движется под действием рабочей жидкости только в одном направлении. Обратное движение выполняется под действием внешних сил или пружины. В гидроцилиндре двустороннего действия шток и поршень движутся в обоих направлениях под действием рабочей жидкости. Эти гидроцилиндры могут быть с одно- и двусторонним штоком или телескопические. Необходимым условием работы гидроцилиндра является герметизация штока в месте его выхода из корпуса, герметизация штоковой и поршневой полостей. Для герметизации используются кольца и манжеты из резины , пластмассы и композиционных материалов. Главные параметры гидроцилиндров – внутренний диаметр гильзы цилиндра (иногда говорят просто диаметр цилиндра) и рабочее давление, определяющее эксплуатационную характеристику гидроцилиндра.

Гидроцилиндры

а —одностороннего действия, поршневой; б — одностороннего действия, плун-жерпый; в — двустороннего действия с одним штоком; г — то же, с двумя штоками;                            д — конструктивное исполнение гидроцилиндра двойного действия с одним штоком;        1 —проушина; 2 — грязесъемник; 3—кольцо резиновое; 4, 8 — втуйка; 5, 9 — манжета; 6, 12 — крышка: 7 — шток; 10—поршень; 11 – прокладка; 13 — хвостовик;                           14 — сферический вкладыш