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:

1. Вращение вала приводит в движение блок цилиндров и поршни.
2. Наклонная шайба заставляет поршни совершать возвратно-поступательное движение.
3. При движении назад поршень создает разрежение, всасывая жидкость через впускной канал.
4. При движении вперед жидкость выталкивается в напорную линию через нагнетательный клапан.
5. Распределительный диск управляет направлением потоков рабочей жидкости.

Основные виды аксиально-поршневых насосов

Аксиально-поршневые насосы классифицируются по нескольким признакам:

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

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.