Аксиально-поршневые машины бескарданного типа
Аксиально-поршневые машины бескарданного типа (см. рис.г) блок цилиндров соединяется с ведущим валом через шайбу и шатуны поршней. По сравнению с гидромашинами с карданной связью машины бескарданного типа проще в изготовлении, надежнее в эксплуатации, имеют меньший габарит блока цилиндров. По данной схеме отечественной промышленностью выпускается большинство аксиально-поршневых машин серии 200 и 300 (рис.).
Качающий узел (рис.) гидромашины состоит из приводного вала 1, семи поршней 12 с шатунами 11, радиального 14 и сдвоенного радиально-упор-ного 13 шарикоподшипников, блока цилиндров 8, центрируемого сферическим распределителем 9 и центральным шипом. От осевого перемещения внутренние кольца подшипников удерживаются двумя пружинными кольцами 15, втулкой 3 и стопорным кольцом 2. В передней крышке 16 установлено армированное манжетное уплотнение 17, опирающееся на термообработанную втулку 18, центральный шип 5 опирается с одной стороны сферической головкой на гнездо во фланце вала, а с другой — на бронзовую втулку 10, запрессованную в распределитель 9.
В сферические гнезда фланца вала 1 установлены семь шатунов 11 и закреплены пластиной 4. На шатунах завальцованы семь поршней 12. Поршни находятся в блоке цилиндров 7. К внутренней поверхности крышки 20 (рис.б) присоединен распределитель 9, два дугообразных паза которого совмещены с такими же пазами крышки 20. Сферическая поверхность блока цилиндров 8 с помощью тарельчатых пружин б (см. рис.) так прижата к сферической поверхности распределителя, что при вращении блока полости цилиндров в определенной последовательности совмещаются с дугообразными пазами распределителя.
Качающий узел установлен в корпусе 19 и зафиксирован стопорным кольцом. Вращение приводного двигателя через вал передается шатунам. Последние, опираясь на конические юбки поршней, приводят во вращение блок цилиндров относительно неподвижного распределителя.
Если ось центрального шипа 5 совпадает с осью вала, как показано на рис. а, то при вращении вала поршни не совершают возвратно-поступательного движения и, следовательно, не нагнетают рабочую жидкость. Если блок цилиндров 8 вместе с центральным шипом 5 отклонить на некоторый угол от оси вала, то при вращении блока поршни 12 будут совершать возвратно-поступательное движение в цилиндрах, всасывать и нагнетать рабочую жидкость через каналы в распределителе 9.
За один оборот приводного вала каждый поршень совершает один двойной ход; при этом поршень, выходящий из блока, засасывает рабочую жидкость в освобождаемый объем, а при движении в обратном направлении — вытесняет ее в напорную гидролинию. Количество рабочей жидкости, нагнетаемой насосом, зависит от частоты вращения приводного вала.
При изменении угла и направления наклона блока цилиндров изменяются величина и направление потока рабочей жидкости. Если зафиксирован угол наклона блока цилиндров, то гидромашина будет нерегулируемой, т. е. с постоянным рабочим объемом.
При работе объемной гидромашины в режиме гидромотора жидкость поступает из гидросистемы в рабочие камеры блока цилиндров через отверстие в задней крышке 20 и полукольцевое отверстие в распределителе 9. Давление жидкости на поршни передается через шатуны, расположенные под углом 25° к фланцу приводного вала.
В месте контакта шатуна с валом осевая составляющая силы давления жидкости на поршень воспринимается радиально-упорными шарикоподшипниками 13, а тангенциальная создает крутящий момент на валу 1, Крутящий момент, развиваемый гидромотором, пропорционален рабочему объему и давлению, определяемому внешней нагрузкой (сопротивлением).
При изменении количества рабочей жидкости или направления ее подачи изменяются частота и направление вращения вала гидромотора.
Направление вращения насоса указано стрелкой на корпусе. Насос правого вращения может работать как гидромотор левого вращения. Для использования гидромотора в режиме насоса необходимо дополнительное согласование с заводом-изготовителем.По специальному заказу могут быть изготовлены насосы левого вращения.
Подача (расход) аксиально-поршневой гидромашины зависит от хода поршня, который определяется углом γ наклона диска или блока цилиндров ( γ < 25 ). Если конструкция гидромашины в процессе ее эксплуатации допускает изменение угла γ, то такие машины регулируемые. При изменении угла наклона шайбы или блока цилиндров с + γ до — γ достигается реверсирование направления потока жидкости
Подачу для машин с бесшатунным приводом определяют по формуле:
где d — диаметр цилиндра; D и D» — диаметр окружности, на которой расположены центры окружностей цилиндров или закреплены шатуны на диске; D tg γ и D’ sin γ — ход поршня при повороте блока цилиндров на 180 ; z — число поршней (z = 7, 9, 11).
Крутящий момент аксиально-поршневого гидромотора определяют по формуле:
