2.5. Аксіально-поршневі насоси

Якщо в радіально-поршневих насосах поршні (плунжери) розташовуються в площині, перпендикулярній осі обертання ротора, у радіальному напрямку до центра – проекції осі ротора, то в роторі аксіально-поршневого насоса осі поршнів рівнобіжні (аксіальні) осі ротора (блоку циліндрів) і знаходяться на однаковій відстані від неї.

На практиці застосовуються кілька видів аксіально-поршневих насосів (рис. 10) – з похилою упорною шайбою (похилим диском), з похилим блоком циліндрів (ротором), із шатунним і безшатунним приводами, з одинарними і подвійними карданами, безкарданного типу.

На рис. 10, а показаний насос з похилою шайбою. Блок циліндрів (ротор) насоса за допомогою шпонки закріплений на приводному валу , що обертається в підшипниках . У циліндричних розточеннях блоку паралельно валу розташовані плунжери , що своїми сферичними голівками за допомогою пружин піджимаються до похилої шайби , упертої через підшипникову обойму в похилу опору . В удосконалених конструкціях насосів (що працюють на більш високих тисках) сферичні голівки плунжерів упираються в кільцеві гідростатичні опори на похилій шайбі.

При обертанні ротора плунжери роблять обертально-поступальний рух, завдяки чому відбувається процес всмоктування і нагнітання робочої рідини.

Для розподілу потоку робочої рідини застосовується нерухомий торцевий диск , притискаємий до ротора, із двома серпоподібними каналами, о дин із яких з’єднаний з лінією всмоктування, а інший – з лінією нагнітання. При обертанні ротора по годинниковій стрілки (якщо дивитися на ротор з боку, протилежної приводному валу) у правій частині насоса робочий об’єм камер плунжерів зменшується (відбувається нагнітання), а в лівій частині – збільшується (відбувається всмоктування).

Для регулювання подачі насоса (у регульованих насосах) похилу шайбу повертають за допомогою спеціального механізму вручну чи автоматично в площині креслення так, що змінюється хід плунжерів, а виходить, і подача.

На рис. 10, б показаний насос з похилою шайбою , що з’єднана з приводним валом за допомогою одинарного силового кардана (див. також рис. 11, а, б). Унаслідок того що, кардан одинарний, при постійній кутовій швидкості приводного вала кутова швидкість похилої шайби нерівномірна, причому нерівномірність збільшується зі збільшенням кута нахилу шайби. Як і в попередній схемі, ротор з’єднаний із приводним валом на шпонці. Зворотно-поступальний рух плунжерам повідомляють шатуни , з’єднані з плунжерами і похилою шайбою за допомогою сферичних шарнірів. Основна частина моменту від привода передається через шайбу і шатуни поршням і незначна частина – на подолання моменту тертя на роторі.

Н а рис. 10, в показаний насос з похилим блоком циліндрів , що з’єднаний із приводним валом подвійним карданом із проміжним валом (див. також рис. 11, в). Упорна шайба і вал виконані як одне ціле.

На рис. 10, г показаний насос з похилим блоком, у якому передача обертання ротора здійснюється через шатуни і спеціальні внутрішні конічні заточення на плунжерах. Блок циліндрів центрується за допомогою спеціального вала , пружини на який забезпечується підтискання блоку до розподільного диска .

Визначимо закономірність подачі рідини аксіально-поршневим насосом з похилою шайбою (рис. 10, а).

Заданими будемо вважати: – кут нахилу упорної шайби, – радіус розташування плунжерів, – число плунжерів, – кутову швидкість обертання ротора.

Нехай вихідним буде цілком висунуте крайнє верхнє положення плунжера. При повороті ротора на кут вісь плунжера опуститься на величину . Тоді осьове переміщення плунжера