2. Роторные гидромашины к роторным гидромашинам относятся аксиально-поршневые, шестеренные, винтовые, пластинчатые и радиально-роторные насосы.
Аксиально-поршневые насосы. Аксиально-поршневой насос состоит из ротора (блока цилиндров) 5, соединенного пространственным шарниром с наклонным валом (рис. ). Поршни 4 блока цилиндров 2 соединены с шайбой шатунами 3.
Рис. Аксиально-поршневые насосы:
1 - вал; 2 - блок цилиндров; 3 - шатуны; 4 - поршни; 5 - ротор
За полный оборот вала 1 поршень один раз всасывает и один раз нагнетает жидкость. Ротор 5 вращается относительно неподвижной распределительной плиты, в которой выполнены дуговые пазы, соединенные соответственно с каналами всасывания и нагнетания. В процессе вращения ротора 5 цилиндры с поршнями последовательно проходят пазы всасывания и нагнетания, что обеспечивает непрерывное движение масла в нагнетательный трубопровод. Таким образом, процессы всасывания и нагнетания происходят без применения клапанов, что выгодно отличает эти насосы от обычных поршневых насосов клапанного типа.
Подача Q (л/с) аксиально-поршневых насосов
где d — диаметр поршня, м; D — диаметр окружности, на которой расположены центры цилиндров, м; z — число поршней (цилиндров); n — частота вращения вала, об/мин; об — объемный КПД насоса; — угол наклона вала (20...25°).
Регулирование подачи достигается изменением угла наклона вала (шага поршней). При = 0 подача Q=0.
Эти насосы также обратимы: при подаче в них масла под давлением от другого насоса они становятся гидродвигателями вращательного движения. По сравнению с радиальными осевые поршневые насосы при одинаковой подаче имеют меньшую массу и размеры. Кроме того, из-за меньшего момента инерции вращающихся масс в них допускается большая частота вращения: n 5000 об/мин (n = 15 000 об/мин у насосов на самолетах). Подача насоса достигает 900 л/с, давление (200...600)105 Н/м2, КПД 0,90...0,95.
Шестеренные насосы. Их применяют в системах маслоснабжения насосных и электрических станций, гидроприводов сельскохозяйственных и строительных машин с разомкнутой циркуляцией, а также для перекачки различных жидкостей, не содержащих твердых частиц.
Шестеренные насосы характеризуются простотой устройства и надежностыо эксплуатации, небольшим числом высокоточных и изнашивающихся деталей, малыми стоимостью, габаритами и массой.
Принцип действия насосов состоит в следующем. Две шестерни J и 5 (рис. 6.5) равной ширины и равного модуля находятся в защеплении и располагаются в цилиндрических расточках корпуса 7 насосц с минимальным радиальным зазором. К торцам шестерен прибегают боковые стенки корпуса насоса. При вращении шестерен жидкость, расположенная между зубьями, переносится из полости всасывания 2 в полость нагнетания 4. В напорной полости Жидкость из впадин вытесняется зубьями противоположной шестерни и поступает в напорную линию насоса.
Шестеренньгй насос желательно устанавливать так, чтобы уровень рабочей жидкости в баке был выше места установки насоса. Это особенно важно, если гидросистема эксплуатируется при пониженной температуре воздуха, когда вязкость рабочей жидкости может значительно возрасти.
Шестеренные насосы используют также в качестве гидромоторов. При этом вследствие возможности реверсирования гидромоторы должны иметь симметричные устройства входа и выхода.
Рис. 6.5. Принцип действия шестерея-ного насоса:
1- корпус, 2- полость всасывания, 3, 5- шестерни, 4- полость нагнетания
Основные параметры шестеренного насоса рассчитывают по следующим формулам. Действительная подача (м/с) шестеренного насоса
,
где F-площадь поверхности впадины между зубьями, м2; В- длина шестерни, мм; zi и а — число зубьев ведущей и ведомой шестерен; n - частота вращения, об/мин, ήоб- объемный КПД.
Объемный КПД шестеренного насоса ήоб = ήд/ήт,
ще ήд, ήт — действительная и теоретическая подача.
Винтовые насосы. К группе винтовых герметичных насосов относятся насосы, у которых благодаря специальному профилю нарезки винтов обеспечивается почти полное разобщение напорной и всасывающей камер. Рабочими органами являются три винта (трехвинтовой насос):
Пластинчатые (шиберные) насосы. Такие насосы применяют в гидроприводе автопогрузчиков и гидроусилителях рулевого управления автомобилей. Пластинчатый (шиберный) насос (рис. 6.7) состоит из барабана, приводимого во вращение двигателем, статора 7 и пластин 4. Барабан эксцентрично размещен в корпусе насоса. Пластины
Рис. 6.6. Винтовой насос:
I, 2, 3— вшггы; 4 — корпус
вращаются вместе с барабаном и одновременно совершают возвратно-поступательное движение вследствие их эксцентричного расположения в корпусе.
1 — статор, 2, 5 — всасывающие камеры, 3, 7—нагнетательные камеры, 4— пластина, 6 — ротор, 8 — вал
Радиальные роторно-поршневые насосы. Такие насосы применяют в машинах большой мощности и гидроприводах стационарных установок.
Схема роторй радиально-поршневого насоса переменной подачи с автоматическим управлением приведена на рис. 6.8.
Рис. 6.8. Схема радиального роторно-поршневого насоса:
1 - цилиндры, 2 - пружины, 3 - ротор, 4 - статор, 5 - перемычки, 6 - поршни, 7 – корпус