Аксиално-бутални помпи: устройство и принцип на работа. Съвети за подбор и прегледи

Хидравличните устройства се използват в различни области за дълго време и до ден днешен не са загубили своята значимост. Всички видове хидравлични двигатели и хидравлични помпи могат да се видят в различни механизми, които осигуряват необходимостта от прехвърляне на значителни усилия. Хидравличните машини са устройства, които комуникират механична енергия работен флуид, преминаващ през тях, или, обратно, получаване на енергия от тази течност за последващо прехвърляне към работното тяло. Първите и са аксиално-бутални помпи, докато последните са хидравлични.

Къде се използват?

Към днешна дата използването на различни хидравлични помпи може да се намери в доста голям брой технологии, вариращи от стандартни водни системи на различни жилищни сгради и предприятия и завършващи с доставка на гориво в специализирани електроцентрали за космически станции.

Тези дни, най-широкото използване на острие и обемни хидравлични помпи. Лопатките са работните тела на колелата, които са оборудвани със специални остриета. В този случай енергията се прехвърля чрез динамичното взаимодействие на лопатките на работното колело с течността, която тече около тях. Ако в такава помпа енергията се предава директно от колелото към течността, тогава, ако говорим за лопатъчен хидравличен двигател, в този случай течността вече ще прехвърля енергия към колелото.

Какъв е принципът на действие

Принципът на действие, който се използва от обемни хидравлични машини, се основава на промяната на тока на работните камери, които са свързани с определена честота с изходните и входящите връзки. По-специално, тази група включва всички видове бутални, винтови, зъбни и аксиално-бутални помпи.

Какво е това?

Включени хидравлични машини аксиално-бутална група, когато предава същата мощност в сравнение с други устройства, те са изключително компактни и съответно имат малка тежест. Чрез използването на техните работни тела, които имат леки радиални размери, и следователно, относително малък момент на енергия, аксиално-буталните помпи осигуряват възможност за изключително бързо регулиране на скоростта на въртене.

В допълнение, сред предимствата на такива устройства е да се подчертае и фактът, че те могат да работят под високо налягане, отличават се със значителна скорост на въртене и също така осигуряват възможност за промяна на работния обем.

предимства

Аксиално-буталните помпи работят в честотния диапазон от 500 до 4000 оборота в минута, което е най-важният аргумент в полза на използването им в сравнение с различни радиално-бутални устройства, чиято граница достига 1500 оборота. Заслужава да се отбележи, че тези устройства могат да работят дори и при условия на налягане не повече от 40 мегапаскала, докато за гореспоменатите устройства това ограничение е 35 мегапаскала.

недостатъци

Ако говорим за онези недостатъци, които имат аксиално-бутални помпи, си струва да се отбележи, че те имат значителни разходи, те се отличават с изключителната сложност на дизайна и следователно далеч не се характеризират с най-висока надеждност. В допълнение, в процеса на тяхната работа има значителна пулсация на захранването, в резултат на което има и пулсации на налягане в използваната хидравлична система.

Какво е включено в него?

В традиционния монтаж промишлените помпи от този тип включват специализиран цилиндров блок, който е допълнително оборудван с бутала, както и с тягов диск, задвижващ вал, свързващи пръти и разпределително устройство. В процеса на работа хидравлична помпа едновременно с началото на въртенето на вала, блокът от цилиндри също започва да работи, докато си струва да се отбележи, че буталата не само ще се въртят, но и ще се движат по оста на този блок, възвратно-постъпателно движение. Поради този принцип на работа, тези промишлени помпи се наричат ​​аксиално-бутални.

Как работят

Докато буталата излизат от цилиндрите, устройството ще извърши засмукването, докато се движат, те ще бъдат изпомпвани. Чрез прозорците, които се предлагат в разпределителния блок, всеки отделен цилиндър се слива последователно с налягането и смукателните линии. За да се изключи възможността за комбиниране на смукателните и налягащите хидравлични линии помежду си, цилиндровият блок е изключително плътно притиснат към разпределителния блок, докато неговите прозорци са разделени чрез уплътняващи мостове. За да се минимизира хидравлични удари при преодоляването на тези джъмпери по цилиндрите в тях се правят специални дроселни канали, благодарение на които се осигурява равномерно увеличаване на налягането на работния флуид.

Принципът на действие на аксиално-бутална помпа включва използването на цилиндри като работни камери, докато те се поставят аксиално спрямо оста на ротора. В този случай самите бутала се използват като изместващи устройства. В зависимост от това коя характеристика на помпата преобладава, както и какви конструктивни характеристики има, тези устройства могат да бъдат оборудвани с наклонен диск или наклонен цилиндров блок. Цилиндровите блокове от този формат често се намират в задвижванията на тези машини, които работят в средни или доста тежки режими на работа, и също често са включени, тъй като се характеризират с по-висока степен на надеждност при условия на променливи натоварвания и също така са по-малко чувствителни към всички видове замърсители. помпи за течност срещу наклонени дискове.

Какви са те?

Всички аксиално-бутални устройства, които се използват днес, се произвеждат в съответствие с четири основни схеми, в зависимост от това коя характеристика на помпата също се променя.

- Първата опция. Задвижващият вал и шарнирната планка се комбинират от силовата карта под формата на универсален шарнир с две степени на свобода. В този случай дискът с бутала се комбинира с помощта на специализирани шайби.

Въртящият момент се предава от двигателя към цилиндровия блок, като се използва универсален шарнир и разпръскваща плоча. Първоначално блокът се притиска директно към разпределителната уредба с помощта на пружина, след което работният флуид се използва за това по време на работата на помпата. Въртящият момент, който се предава към цилиндровия блок, напълно преодолява силите на триене, които се образуват между крайната част на блока и самата разпределителна уредба.

- Втората опция. В този случай, принципът на действие на аксиално-бутална помпа включва използването на двойно непринудено универсално съединение, и такива устройства са различни, тъй като в този случай ъгълът между осите на задвижващите и междинните валове е равен на осите на задвижваните и междинните валове. В крайна сметка се осигурява максимално възможна синхронизация на въртенето на задвижващия и задвижвания вал, докато карданът е напълно разтоварен. Това се осигурява от факта, че въртящият момент се предава от задвижващия двигател с помощта на диск и този диск се произвежда заедно с вала.

- Третият вариант. В този случай, устройството на аксиално бутална помпа е използването на разпръскваща се плоча, а самите устройства се наричат ​​помпи със сензорен контакт. За такова оборудване е характерно значително опростяване на конструкцията, тъй като свързващите щанги и карданните валове са напълно отсъстващи, обаче, за да се постигне пускането на тази машина в режим на хидравлична помпа, е необходимо буталата да се изтласкат от цилиндрите, като по този начин се притискат към наклонения диск.

За тази цел се използват специални пружини, които са в самите цилиндри. Поради простотата на проектирането, съответно, в този случай се изисква по-рядко поправка на помпите. По-специално, съгласно тази технология, се произвеждат хидравлични машини G15-2, които в момента са популярни, които се отличават с малък капацитет.

- Четвъртият вариант. Работата на аксиално-буталната помпа на безкасовия тип осигурява интегрирането на задвижващия вал и цилиндровия блок с помощта на шайби и свързващи пръти. Ако говорим за предимствата на тези устройства в сравнение с тези, които използват карданна комуникация, заслужава да се подчертае максималната простота на производство, както и надеждността при работа с минимални размери на цилиндровия блок. Тази конструкция е оборудвана с аксиално-бутални хидравлични машини от сериите 300 и 200. В този случай дебитът зависи директно от хода на буталото, който се определя от ъгъла на наклона на цилиндровия блок или диска. В повечето случаи този ъгъл е около 25 градуса. Ако уредът предвижда възможност за промяна на ъгъла на наклона в процеса на работа, те се наричат ​​така: аксиално-буталните помпи се регулират. Разбира се, по-оптимално е да се използват регулируеми устройства, но цената им може да бъде значително повече от стандартното оборудване.

Когато се прилага

Днес аксиално бутални помпи, цената на които леко в повечето случаи надвишава цената на други обичайни типове хидравлични устройства (от 4 хил. Долара), са сред най-често срещаните и се използват не само като помпи, но и хидравлични мотори. По-специално, те могат да бъдат намерени днес в хидравличните системи на специализирани едноскопни багери, при изграждането на задвижвания за всички видове булдозери, които се управляват от принципа на джойстика. В допълнение, това оборудване се използва активно при проектирането на хидравлични задвижвания на различни машини, асфалтови валяци, както и голямо разнообразие от авиационна техника.

По какви критерии да избера?

Има няколко основни критерия за избор на помпи. Така можете да осигурите не само оптималните разходи и характеристики на устройството, но и да елиминирате възможността често да ремонтирате помпите поради тяхната повреда:

• Измерения. Най-оптимално е използването на помпи с ND, тъй като те не са прекалено обемисти лагерни елементи, конзолен вал и специална накланяща се люлка, в която е разположен цилиндровият блок. Това важи особено за регулируеми устройства. В допълнение, моментът на инерция в гнездата в помпи с ND е значително по-малък в сравнение с NB, и следователно те имат по-висока скорост, когато е необходима смяна на потока.
• Сложността при производството. Отново ще бъде по-уместно да се използват помпи с ND, тъй като те се характеризират с незначителна консумация на метал, както и минималния брой части с повишена точност. Много експерти твърдят, че помпите с NB са около 8–12% по-трудни за производство, отколкото помпите с ND, тъй като те имат по-сложна бутална група и различни синхронизиращи устройства.
• Дълготрайност. В този случай, помпите с ND са по-малко натоварени с лагери и също така осигуряват по-широко използване на хидростатични лагери. Заслужава да се отбележи, че при устройства с NB натоварването върху лагерите е почти независимо от ъгъла на наклона на блока, докато при машини с ND той е пропорционален на тангенса на този ъгъл. Това обстоятелство, както и незначителната енергия на въртящите се части, по-скоро благоприятно отличава тези устройства, ако е необходимо, тяхното използване в помпени агрегати с променлив капацитет с постоянно налягане. По този начин, при налягане от 32 MPa, хидравличните помпи с NB ще могат да работят за около 10,000 часа, докато при същите ND условия, помпите работят повече от 13,000 часа.
• Ефективност. От тази гледна точка помпите с NB са по-уместни, тъй като ND помпите съдържат значителни механични загуби поради по-високите радиални сили, засягащи буталата, широкото използване на хидростатични лагери, както и значителни линейни скорости в триещите двойки, такива устройства се характеризира с по-голямо изтичане. Като цяло тези фактори в крайна сметка причиняват по-ниска ефективност. Така, при същото налягане от 32 МРа, ефективността на устройствата с ND е около 90%, докато машините с NB ще имат ефективност от 92-93%.
• Честота на въртене Буталото на помпата с NB позволява да се осигури разпределителна система с минимални радиални размери. С ограничени линейни скорости е възможно да се използват при изключително високи скорости на въртене, което в крайна сметка ни позволява да постигнем значителна консумация на енергия от това оборудване.
• Капацитет на засмукване Според този параметър конструкцията на помпата с NB изглежда по-привлекателна, тъй като те са оборудвани с по-малки размери на периферните скорости на прозорците на цилиндрите, докато самите прозорци могат да бъдат доста големи, което намалява възможността за намаляване на потока поради кавитация. Засмукващата способност на такива помпи е по-висока поради факта, че те имат минимални обеми на работните камери, а освен това частите на потока на помпите са по-къси, което също намалява загубите.