Роторно-поршневые насосы

В силу присущей роторно-поршневым насосам высокой равномерности подачи они широко применяются в судовых гидравлических системах с давлением до 40 МПа. В роторно-поршневом насосе рабочие органы выполнены в виде поршней (плунжеров), а вытесняемые объемы замыкаются вытеснителями в цилиндрических полостях вращающегося ротора (цилиндрового блока). Различают роторно-поршневые насосы: радиальные (с радиальным относительно оси вращения ротора расположением цилиндров) и аксиальные (с аксиальным относительно оси вращения цилиндрового блока расположением цилиндров, движение поршней в которых обеспечивается наклонной относительно ротора втулкой).

В радиально-поршневых насосах поршни движутся в одной плоскости, а цилиндры расположены звездообразно (рис. 2.6), причем их оси пересекаются в одной точке. Цилиндры такого насоса можно разместить в несколько рядов (от двух до шести), благодаря чему можно получить большую подачу. Радиально-поршневые насосы изготовляют как в регулируемых, так и нерегулируемых по подаче вариантах. Для изменения подачи такого насоса смещают блок цилиндров относительно оси статора на величину эксцентриситета е. Изменением знака е осуществляется реверс подачи жидкости насосом.

Рис. 2.6. Схема радиально-поршневого насоса


Рис. 2.7. Принципиальная схема аксиально-поршневого насоса

Принципиальная схема аксиально-поршневого насоса представлена на рис. 2.7.

На валу 5 под углом а к горизонтали жестко закреплен диск 1, который может вращаться вокруг оси z—z. В невращающуюся втулку 2 входит диск. Если диск вращается вокруг оси z—z, втулка будет совершать колебательные движения, все время оставаясь в плоскости вращающегося диска. Колеблющаяся втулка пространственными шарнирами 3 соединена со штоками поршней цилиндров 4, расположенных вокруг оси z—z параллельно ей. Так как втулка лишена возможности вращаться, то, совершая колебательные движения, она заставляет штоки поршней через шарниры совершать возвратно-поступательные движения. Число цилиндров принципиально может быть каким угодно большим, а ход поршня будет определяться диаметром втулки и углом а. Для изменения подачи насоса изменяют угол наклона путем поворота блока цилиндров или втулки. Изменением знака угла осуществляется реверс подачи жидкости насосом.

Расчетная подача радиально-поршневого насоса определяется как объем, описываемый его поршнями за единицу времени: Qт = qn = 0,25пd2 hzn — 0,5п d2enz, где q — рабочий объем насоса, м³/об; d — диаметр цилиндра, м; h — ход поршня, м; z— число поршней (цилиндров).

Расчетную подачу аксиально-поршневого насоса можно вычислить с некоторым приближением по выражению Qт = qn =  0,25пd2znD tg α, где D — диаметр окружности, на которой расположены центры цилиндров, м. Приведенное выражение будет справедливым лишь в случае, когда угол а равен нулю; в остальных случаях оси шатунов (между шайбой и штоком поршня) будут находиться по отношению к осям цилиндров под некоторым углом. Однако, принимая во внимание, что угол а обычно не превышает 30°, ошибка, вызываемая этим допущением, относительно невелика.

Мощность бескривошипных насосов определяется так же, как и для насосов остальных типов.

Радиально-поршневые насосы выполняют для давлений 20—30 МПа и применяют в гидросистемах рулевых машин. Аксиально-поршневые насосы имеют по сравнению с радиальными преимущество: их масса при прочих равных условиях меньше массы радиальных примерно в два раза. Особенностью этих насосов является малый момент инерции, что имеет существенное значение при использовании их в качестве гидродвигателей.