2.9. Радиально-поршневые гидромашины

2. ОБЪЕМНЫЕ ГИДРОМАШИНЫ

2.9. Радиально-поршневые гидромашины

Радиально-поршневой гидромашиной называют роторно-поршневую гидромашину, у которой рабочие камеры образованы рабочими поверхностями цилиндров и поршней, а оси поршней расположены перпендикулярно оси блока цилиндров (ротору) или составляют с ней угол более 45⁰.

Конструктивная схема радиально-поршневого насоса однократного действия показана на рис. 2.17. Статор (корпус) 1 расположен эксцентрично относительно ротора 2.

Ротор 2 с поршнями (вытеснителями) 3 составляет блок цилиндров. Внутри вращающегося ротора расположены рабочие камеры 4, образованные поверхностями цилиндров и перемещающихся поршней 3. Оси цилиндров расположены в одной плоскости и пересекаются в одной точке, через которую проходит ось вращения ротора. Распределение жидкости осуществляется неподвижным цапфенным распределителем 5, в котором В – всасывающая и Н – напорная полости. Приводной вал 6 жестко связан с ротором 2.

Рис. 2.17. Схема радиально-поршневого насоса однократного действия:

1– статор (корпус); 2– блок цилиндров (ротор); 3– поршень (вытеснитель);

4 – рабочая камера; 5 – цапфенный распределитель; 6 – приводной вал

При вращении ротора 2, например, по часовой стрелке, поршни 3 совершают сложное движение – они вращаются вместе с ротором и движутся возвратно-поступательно относительно ротора. Поршни постоянно находятся в подвижном контакте с внутренней поверхностью статора под действием центробежных сил, сил давления жидкости (при наличии подпитки) или пружин.

Рабочие камеры 4 поочередно соединяются с линиями всасывания и нагнетания с помощью цапфенного распределителя 5. В течение одной половины оборота происходит всасывание рабочей жидкости, в течение следующей половины оборота – нагнетание рабочей жидкости в напорную гидролинию.

Число поршней в радиальном насосе нечетное, равно 5, 7, 9 и реже 11. Это необходимо потому, что при нечетном числе поршней зону перехода от всасывания к нагнетанию одновременно проходит один поршень, а при четном числе два, что увеличивает неравномерность подачи.

Для увеличения рабочего объема и улучшения равномерности подачи радиально-поршневые насосы делают иногда многорядными. Поршни располагают в цилиндрах в нескольких параллельных плоскостях, но обычно не более трех.

Рабочий объем радиально-поршневого насоса зависит от хода поршней, их количества, диаметра поршня и определяется по формуле

,                          (2.27)

где  - диаметр поршня; z – число всех поршней в одном ряду; z_р – число рядов поршней, z_р = 1…3; h – полный ход поршня, h = 2е, здесь е – эксцентриситет.

Так как эксцентриситет е определяет ход поршня, то изменением эксцентриситета регулируют рабочий объем, а, следовательно, и подачу насоса (формула (2.1)). При возможности смещения статора в обе стороны от оси вращения ротора появляется возможность реверса направления потока рабочей жидкости. Мощность, КПД насоса определяют по формулам (2.7), (2.8) и (2.13). Коэффициент пульсации роторно-поршневого насоса определяют по формулам (2.25) и (2.26).

Роторно-радиальные гидромашины используются главным образом в качестве насосов регулируемой производительности и гидромоторов с большим крутящим моментом. На мобильных машинах эти гидромашины применяются редко вследствие их больших габаритов  и массы. Поэтому они чаще всего используются в стационарных условиях  и там, где габариты и масса не имеют решающего значения. Конструкция распределительного узла ограничивает давление, развиваемое насосом (до 25 МПа). Полный КПД радиально-поршневых насосов находится в пределах 0,7…0,9.

Недостатками радиально-поршневых гидромашин является также большой момент инерции ротора, относительная тихоходность из-за больших окружных скоростей головок поршней.