Aksijalno-klipne pumpe: uređaj i princip rada. Savjeti za odabir i recenzije

Hidraulični uređaji se na raznim poljima već dugo koriste i do danas nisu izgubili svoju važnost. Sve vrste hidrauličnih motora i hidrauličnih pumpi mogu se vidjeti u raznim mehanizmima, koji osiguravaju potrebu prenošenja znatnog napora. Hidraulični strojevi su uređaji s kojima se komunicira mehanička energija radni fluid koji prolazi kroz njih, ili obratno, prima energiju iz te tekućine za naknadni prijenos u radno tijelo. Prve su aksijalne klipne pumpe, dok su druge hidraulički motori.

Gdje se koriste?

Do danas, korištenje raznih hidrauličkih pumpi može se naći u prilično velikom broju grana tehnologije, od standardnih vodnih sustava različitih stambenih zgrada i poduzeća do završetka isporuke goriva u specijaliziranim elektranama za svemirske stanice.

Ovih dana, najraširenija je uporaba oštrica i volumetrijskih hidrauličnih pumpi. Noževi su radna tijela kotača, koji su opremljeni posebnim noževima. U tom slučaju, energija se prenosi dinamičkom interakcijom lopatica rotora s tekućinom koja teče oko njih. Ako se u takvoj pumpi energija prenosi izravno s kotača na tekućinu, ako govorimo o hidrauličkom motoru, u ovom slučaju će tekućina već prenositi energiju na kotač.

Što je načelo djelovanja

Princip rada, koji se koristi za volumetrijske hidrauličke strojeve, temelji se na promjeni trenutnog volumena radnih komora, koje su s određenom frekvencijom povezane s izlaznim i ulaznim priključcima. Konkretno, ova skupina uključuje sve vrste klipnih, klipnih, zupčastih i aksijalno-klipnih crpki.

Što je to?

Hidraulični strojevi uključeni u aksijalno-klipna grupa, kod prijenosa iste snage u usporedbi s drugim uređajima, oni su izuzetno kompaktni i, prema tome, imaju malu težinu. Korištenjem svojih radnih tijela, koja imaju blago radijalne dimenzije, a time i relativno mali trenutak energije, aksijalno-klipne pumpe pružaju mogućnost izuzetno brzog podešavanja brzine rotacije.

Osim toga, među prednostima takvih uređaja vrijedi istaknuti i činjenicu da oni mogu raditi pod visokim tlakom, odlikuju se značajnom brzinom vrtnje, te također pružaju mogućnost promjene radnog volumena.

prednosti

Aksijalne klipne pumpe rade u frekvencijskom rasponu od 500 do 4000 okretaja u minuti, što je najteži argument u korist njihove uporabe u usporedbi s raznim radijalnim klipnim uređajima, čija granica doseže 1500 okretaja. Također vrijedi napomenuti da ovi uređaji mogu raditi čak i pod tlakom od najviše 40 megapaskala, dok je za navedene uređaje ovo ograničenje 35 megapaskala.

mane

Ako govorimo o tome kakve nedostatke imaju aksijalne klipne pumpe, vrijedi napomenuti da oni imaju znatne troškove, odlikuju se ekstremnom složenošću njihovog dizajna i stoga su daleko od toga da ih karakterizira najveća pouzdanost. Osim toga, u procesu njihovog rada postoji značajan naboj napajanja, što rezultira pulsiranjem pritiska u korištenom hidrauličkom sustavu.

Što je uključeno u to?

U tradicionalnoj montaži, industrijske pumpe ovog tipa uključuju specijalizirani blok cilindara, koji je dodatno opremljen klipovima, kao i potisni disk, pogonska osovina, klipnjače i distribucijska jedinica. U procesu rada hidraulična pumpa istovremeno s početkom rotacije osovine, blok cilindara također počinje raditi, dok je vrijedno napomenuti da klipovi neće samo rotirati, već će se i kretati duž osi tog bloka, povratno gibanje. Zbog tog principa rada, ove industrijske pumpe nazivaju se aksijalno-klipni.

Kako rade

Sve dok se klipovi izvlače iz cilindara, uređaj će izvršiti usisavanje, dok se kreću, oni će biti pumpani. Kroz prozore koji su dostupni u distribucijskoj jedinici, svaki pojedinačni cilindar se naizmjence spaja s tlačnim i usisnim vodovima. Da bi se isključila mogućnost međusobnog spajanja usisnih i tlačnih hidrauličkih vodova, cilindarski blok je izuzetno čvrsto pritisnut uz distribucijsku jedinicu, dok su prozori odvojeni brtvenim mostovima. Kako bi se smanjila hidraulički udarci tijekom prevladavanja ovih džampera pomoću cilindara u njima se izrađuju posebni utori za prigušivanje, zbog čega se osigurava ravnomjerno povećanje tlaka radnog medija.

Princip rada aksijalne klipne pumpe uključuje upotrebu cilindara kao radnih komora, dok se oni postavljaju aksijalno u odnosu na os rotora. U ovom slučaju, sami klipovi se koriste kao pomicači. Ovisno o tome koja je značajka crpke prevladavajuća, kao i kakve značajke dizajna ima, ove jedinice mogu biti opremljene kosim diskom ili kosim cilindarskim blokom. Cilindarski blokovi ovog formata često se nalaze u pogonima onih strojeva koji rade u srednjim ili prilično teškim načinima rada, a također su često uključeni jer se odlikuju većim stupnjem pouzdanosti u uvjetima promjenljivih opterećenja te su također manje osjetljivi na sve vrste zagađivača. pumpe za tekućinu u odnosu na kosu.

Kakvi su oni?

Sve aksijalno-klipne naprave, koje se danas koriste, izrađuju se u skladu s četiri osnovne sheme, ovisno o tome koja se značajka crpke također mijenja.

- Prva opcija. Pogonska osovina i nagibna ploča se kombiniraju pomoću energetske kartice u obliku univerzalnog zgloba s dva stupnja slobode. U ovom slučaju, disk s klipovima se kombinira uz pomoć specijaliziranih spojnih šipki.

Okretni moment se prenosi od motora do cilindarskog bloka pomoću univerzalnog zgloba i nagibne ploče. U početku se blok pritisne izravno na postrojenje pomoću opruge, nakon čega se radni fluid za to već koristi tijekom rada crpke. Zakretni moment, koji se prenosi na blok cilindra, u potpunosti nadilazi sile trenja koje se formiraju između krajnjeg dijela bloka i samog postrojenja.

- Druga opcija. U ovom slučaju, princip rada aksijalno-klipne pumpe uključuje upotrebu dvostrukog nenastavnog univerzalnog zgloba, a takvi uređaji su različiti po tome što je u ovom slučaju kut između osi pogonske i međuvratila jednak osi pogonjene i međuvratila. U konačnici, osigurana je maksimalna moguća sinkronizacija rotacije pogonskog i pogonskog vratila, dok je gimbal u potpunosti iskrcan. To je osigurano činjenicom da se zakretni moment prenosi s pogonskog motora uz pomoć diska, a taj disk se proizvodi zajedno s vratilom.

- Treća opcija. U ovom slučaju, naprava aksijalne klipne pumpe je upotreba nagibne ploče, a same se jedinice nazivaju točkastim pumpama. Za takvu opremu karakteristično je značajno pojednostavljenje konstrukcije, budući da su klipnjače i kardanske osovine potpuno odsutne, međutim, da bi se stroj pokrenuo u režimu hidraulične pumpe, potrebno je izvesti klipove iz cilindara i tako ih pritisnuti na kosi disk.

U tu svrhu koriste se posebne opruge koje se nalaze u samim cilindrima. Zbog jednostavnosti dizajna, u ovom slučaju, popravak crpki je rjeđe potreban. Naročito se, prema ovoj tehnologiji, proizvode hidraulični strojevi G15-2, koji su trenutno popularni, a koji su značajni po svom malom kapacitetu.

- Četvrta opcija. Rad aksijalne klipne pumpe bez kartice omogućuje integraciju pogonskog vratila i bloka cilindara pomoću podloška i klipnjača. Ako govorimo o prednostima takvih uređaja u usporedbi s onima koji koriste kardansku komunikaciju, valja izdvojiti krajnju jednostavnost proizvodnje, kao i pouzdanost u radu s minimalnim dimenzijama bloka cilindara. Ovaj dizajn je opremljen s aksijalno-klipnim hidrauličkim strojevima serije 300 i 200. U tom slučaju protok ovisi izravno o hodu klipa, koji je određen kutom nagiba bloka cilindra ili diska. U većini slučajeva ovaj kut je oko 25 stupnjeva. Ako jedinica osigurava mogućnost promjene kuta nagiba u procesu rada, tada se nazivaju tako: aksijalne klipne pumpe se mogu podešavati. Naravno, optimalnije je koristiti podesive uređaje, ali njihova cijena može biti znatno veća od standardne opreme.

Gdje se primjenjuju

Danas, aksijalne klipne pumpe, čija cijena u većini slučajeva premašuje cijenu drugih uobičajenih vrsta hidrauličkih uređaja (od 4 tisuće dolara), među najčešćim su i koriste se ne samo kao pumpe, već i hidraulični motori. Konkretno, danas ih se može naći u hidrauličkim sustavima specijaliziranih jednokopskih bagera, u konstrukciji pogona za sve vrste buldožera, koji se kontroliraju po principu joysticka. Osim toga, ova oprema se aktivno koristi u dizajnu hidrauličkih pogona raznih strojeva, asfaltnih valjaka, kao i široke palete zrakoplovne opreme.

Po kojim kriterijima trebam odabrati?

Postoji nekoliko osnovnih kriterija za odabir pumpi. Tako možete osigurati ne samo optimalne troškove i karakteristike uređaja, nego i eliminirati mogućnost da često morate popraviti crpke zbog njihovog kvara:

• Dimenzije. Najoptimalnija je upotreba crpki s ND, jer nisu preglomazni sklop ležaja, konzolna osovina i posebna ležajeva za naginjanje u kojima se nalazi blok cilindra. To se osobito odnosi na podesive uređaje. Osim toga, moment inercije u ležištima u crpkama s ND znatno je manji u usporedbi s NB, te stoga imaju veću brzinu kada je potrebna promjena protoka.
• Složenost u proizvodnji. Opet, bit će relevantnije koristiti crpke s ND-om, budući da ih karakterizira neznatna potrošnja metala, kao i minimalni broj dijelova s ​​povećanom točnošću. Mnogi stručnjaci kažu da je crpke s NB oko 8 do 12% teže proizvesti od crpki s ND, jer imaju složeniju klipnu grupu i različite sinkronizacijske uređaje.
• Trajnost. U ovom slučaju, crpke s ND-om su manje opterećene ležajevima, a također osiguravaju i širu upotrebu hidrostatskih ležajeva. Važno je napomenuti da u uređajima s NB opterećenje na ležajeve praktički ne ovisi o kutu nagiba bloka, dok je u strojevima s ND razmjerno tangensu tog kuta. Ova okolnost, kao i beznačajna energija rotirajućih dijelova, prilično povoljno razlikuje ove uređaje kada ih je potrebno koristiti u pumpnim jedinicama promjenjive snage s konstantnim tlakom. Tako će pri tlaku od 32 MPa hidraulične pumpe s NB moći raditi oko 10.000 sati, dok pod istim ND uvjetima crpke rade dulje od 13.000 sati.
• Učinkovitost. S ove točke gledišta, pumpe s NB su relevantnije, budući da ND crpke sadrže značajne mehaničke gubitke zbog većih radijalnih sila koje djeluju na klipove, široku uporabu hidrostatskih ležajeva, kao i značajne linearne brzine u parovima trenja, kao uređaji. koje karakterizira veće propuštanje. Općenito govoreći, ti faktori u konačnici uzrokuju manju učinkovitost. Dakle, s istim tlakom od 32 MPa, učinkovitost uređaja s ND je oko 90%, dok će strojevi s NB imati učinkovitost od 92-93%.
• Frekvencija rotacije Klip pumpe s NB omogućuje distribucijski sustav s minimalnim radijalnim dimenzijama. Uz ograničene linearne brzine, moguće ih je koristiti pri izuzetno visokim brzinama vrtnje, što nam u konačnici omogućuje postizanje značajne potrošnje energije ove opreme.
• Usisni kapacitet Prema ovom parametru, dizajn crpke s NB izgleda atraktivnije, jer su opremljene manjim obodnim brzinama prozora cilindra, dok sami prozori mogu biti prilično veliki, što smanjuje mogućnost smanjenja protoka uslijed kavitacije. Usisni kapacitet takvih crpki je veći zbog činjenice da imaju minimalne mrtve zapremine radnih komora, a osim toga, dijelovi protoka crpki su kraći, što također smanjuje gubitke.