Аксиально-поршневой насос: устройство и принцип действия, ключевые особенности этого агрегата
Современные гидросистемы невозможно себе представить без аксиально-поршневых насосов. Эти агрегаты используются в спецтехнике, сельскохозяйственных машинах, промышленных системах и гидроприводах. Их отличает высокая эффективность, долговечность и способность работать под большими нагрузками. В этой статье мы рассмотрим устройство и принцип работы аксиально-поршневого насоса. А также расскажем, какие ключевые характеристики и преимущества у устройства этого типа.
Что такое аксиально-поршневой насос?
Аксиально-поршневой насос (АПН) – это один из наиболее распространенных типов объемных гидронасосов, использующих поршни, расположенные параллельно (аксиально) валу. Аксиальный в переводе на простой язык означает осевой, что хорошо отражает, как устроен АПН. Он отличается эффективностью, компактностью и способностью работать под высоким давлением (до 450 бар и выше), что делает его незаменимым в гидравлических системах строительной, сельскохозяйственной и промышленной техники.
Принципиальные отличия аксиально-поршневого насоса от других типов:
- Направление движения поршней: в отличие от радиально-поршневых, где поршни движутся перпендикулярно валу, в АПН они работают вдоль оси вращения.
- Высокая эффективность: КПД АПН достигает 92–95%, что значительно выше, чем у шестеренных или пластинчатых.
- Регулируемый рабочий объем: в некоторых моделях АПН можно изменять подачу жидкости, что делает их более универсальными в силу изменения характеристик.
АПН получил широкое применение в гидросистемах из-за своей долговечности, способности надежно и безотказно работать в условиях значительных нагрузок.
Аксиально-поршневой насос: устройство агрегата
Конструкция АПН состоит из нескольких ключевых элементов, обеспечивающих его работу. Рассмотрим схему аксиально-поршневого насоса:
- Корпус – основной элемент, в котором расположены все внутренние детали. На схемах обычно конструкция изображается в разрезе.
- Входной и выходной каналы – на схемах и чертежах обычно отмечены стрелками направления потока рабочей жидкости (масла).
- Блок цилиндров – вращающийся элемент, содержащий несколько цилиндров, расположенных по окружности вокруг центрального вала.
- Поршни – движущиеся элементы внутри цилиндров, действие которых заключается в совершении возвратно-поступательных движений.
- Распределительный диск (золотник) – деталь, обеспечивающая подачу жидкости в нужные каналы.
- Наклонная шайба (или качающийся блок) – механизм, заставляющий поршни двигаться. В регулируемых гидронасосах ее угол наклона может изменяться.
- Приводной вал – передает крутящий момент от двигателя к насосу, приводя в движение блок цилиндров.
Аксиально-поршневой насос: принцип работы
Принцип работы аксиально-поршневого насоса основан на преобразовании вращательного движения вала в возвратно-поступательное движение поршней.
Рассмотрим действие агрегата пошагово:
- Вращение вала приводит в движение блок цилиндров и поршни.
- Наклонная шайба заставляет поршни совершать возвратно-поступательное движение.
- При движении назад поршень создает разрежение, всасывая жидкость через впускной канал.
- При движении вперед жидкость выталкивается в напорную линию через нагнетательный клапан.
- Распределительный диск управляет направлением потоков рабочей жидкости.
Основные виды аксиально-поршневых насосов
Аксиально-поршневые насосы классифицируются по нескольким признакам:
Признак классификации | Виды гидронасосов |
---|---|
Регулируемость подачи | Нерегулируемые, регулируемые |
Тип наклонного механизма | С наклонной шайбой, с качающимся блоком |
Рабочая среда | Масляные, водогликолевые |
Способ привода | Электропривод, механический привод |
Аксиально-поршневые насосы: преимущества и недостатки
Аксиально-поршневой насос обладает следующими достоинствами:
- Высокий КПД (до 95%) – меньше потерь энергии по сравнению с другими насосами.
- Компактность и малая масса – их удобно устанавливать и эксплуатировать.
- Широкий диапазон рабочих давлений – применимы в тяжелых условиях.
- Плавная регулировка подачи – возможность изменения расхода.
- Долговечность – высокая износостойкость компонентов.
Но это оборудование не лишено и недостатков. Минусами аксиально-поршневых насосов считаются относительная сложность конструкции – в АПН больше деталей, чем у шестеренных. При производстве узла требуется точная обработка и высококачественные стойкие материалы, что отражается на стоимости. Ко всему прочему АПН чувствительны к загрязнению масла, поэтому необходима тщательная фильтрация рабочей жидкости.
Где используются аксиально-поршневые насосы?
За счет эффективности, долговечности и стойкости к экстремальным нагрузкам, аксиально-поршневые насосы применяются очень широко в самых разных отраслях:
- Строительная и дорожная техника – АПН стоят в гидравлике спецтехники: экскаваторы, грейдеры, бульдозеры и другие машины. Устройство обеспечивает привод навесного оборудования.
- Сельскохозяйственная техника – применяются в гидравлике тракторов, комбайнов, опрыскивателей и других механизмов, отвечающих за подъем и перемещение рабочих органов.
- Промышленное оборудование – АПН используются в литейных машинах, гидравлических станциях, прессовых установках и другом оборудовании, требующем высокой мощности и стабильности подачи жидкости.
- Авиация и судостроение – АПН применяются в гидросистемах управления рулевыми механизмами, шасси и прочими важными узлами.
Обслуживание и ремонт аксиально-поршневых насосов
Чтобы гидронасос работал должным образом, надежно и долго, необходимо соблюдать несколько ключевых правил:
- Качественное масло – предотвращает преждевременный износ деталей.
- Своевременная замена фильтров – снижает риск загрязнения рабочей среды.
- Контроль герметичности системы – утечки снижают КПД и увеличивают износ.
- Диагностика и профилактика – регулярная проверка состояния поршней, золотника, блока цилиндров.
Типичные неисправности
Неисправность | Возможная причина | Способ устранения |
---|---|---|
Падение давления | Износ поршней, утечки | Замена уплотнений, регулировка шайбы |
Повышенный шум | Загрязнение масла, кавитация | Фильтрация масла, проверка всасывающей линии |
Неравномерная подача | Засорение распределительного диска | Очистка или замена золотника |
Заключение
Аксиально-поршневые насосы – высоконадежные и эффективные устройства, используемые в гидросистемах различной техники, в том числе и сложных. Их достоинства включают высокий КПД и плавную регулировку подачи. Немаловажной характеристикой АПН является способность работать в узлах, где требуется большое давление. Для обеспечения долговечности и бесперебойной работы следует соблюдать правила эксплуатации и своевременно проводить обслуживание.