Как работает осевой поршневой насос?

Осевые поршневые насосыявляются одними из самых сложные и эффективные гидравлические насосы в современных промышленных применениях. От строительного оборудования и авиационных систем до производственного оборудования, Эти насосы обеспечивают мощность жидкости высокого давления, необходимую для требования операции. Но как именно эти инженерные чудеса преобразуют механические энергия в гидравлическое давление? Давайте погрузимся глубоко в увлекательный мир Осевые поршневые насосы и исследуют их внутреннюю работу.

Понимание оснований

Осевой поршневой насос является положительным смещение гидравлическое насос, который использует поршни, расположенные по круговому рисунку вокруг центральной оси. В отличие от радиальных поршневых насосов, куда движутся поршни перпендикулярно приводному валу, осевые поршневые насосы имеют поршни, которые движутся Параллельно оси вала. Эта уникальная конфигурация допускает компактную конструкцию при предоставлении исключительных характеристик производительности.

Фундаментальный принцип, стоящий за всеми осевыми поршневые насосы относительно просты: по мере того, как поршни отвечают взаимностью в своих Цилиндры, они создают чередующиеся циклы всасывания и разрядки. Во время Всасывающий ход, поршни втягивают жидкость в цилиндрические камеры. Во время Старев сжатия, они вынуждают жидкость при высоком давлении. Координированный Движение нескольких поршней обеспечивает непрерывный, гладкий поток жидкости.

Основные компоненты и архитектура

Сердце осевого поршневого насоса состоит из нескольких критических компонентов, работающих в идеальной гармонии. Цилиндрический блок, или ствол, находится несколько поршней, расположенных по точным круговым схемам. Как правило, эти насосы имеют от 5 до 11 поршней, а 7 или 9 - большинство общий для оптимального баланса между плавностью потока и механической сложностью.

Каждый поршень подключается к подушке с тапочкой через шарнирное соединение. Это расположение позволяет поршню следовать угловое движение при поддержании правильного герметизации в своем цилиндре. А Скол -прокладки ездят на сани (в дизайнах навыки) или кулачковое кольцо (в конструкциях согнутой оси), которая преобразует вращательное движение приводного вала в возвратно -поступательное движение, необходимое для перекачки.

Клапанская пластина служит временем насоса Механизм с точно расположенными впускными и выпускными портами, которые выравниваются с цилиндрическими камерами именно в нужные моменты. Высокая задача Производство обеспечивает идеальное время между позицией поршня и портом Выравнивание, максимизация объемной эффективности при минимизации давления пульсации.

Два основных варианта дизайна

Осевые поршневые насосы бывают двух первичных конфигурации, каждый с различными принципами работы и приложениями.

Учебная тарелка

Дизайн подарков представляет наибольшее количество Общая конфигурация осевого поршневого насоса. В этой договоренности остаются поршни параллельно приводному валу, пока их скользкие прокладки контактируют с угловым повесенностью тарелка. Когда блок цилиндра вращается с приводным валом, каждый поршень следует синусоидальный шаблон движения, определяемый углом засобия.

Когда поршень уходит от помахи пластина, это создает всасывание, которое протягивает жидкость через впускной порт в цилиндра. По мере того, как вращение продолжается, а поршень приближается Пластина, сжатие происходит, вытесняя жидкость через выпускной порт при повышенном давление. Угол навыки пластины непосредственно определяет длину хода поршня, и в насосах с переменным смещением этот угол можно отрегулировать для управления потоком ставка.

Дизайн согнутой оси

Насосы согнутой оси имеют более сложные, но потенциально более эффективная конфигурация. Здесь блок цилиндра находится на Угол (обычно от 15 до 30 градусов) относительно приводного вала. Поршни соединяются непосредственно к фланце привода через универсальные соединения или сферические соединения, Устранение необходимости в скользких прокладках и повальных тарелках.

Этот дизайн предлагает несколько преимуществ, в том числе более высокие рабочие давления, лучшую эффективность на высоких скоростях и Снижение компонентов износа. Однако повышенная механическая сложность делает Эти насосы более дороги и сложны для производства, ограничивая их использование к специализированным высокопроизводительным приложениям.

Цикл насоса объяснил

Понимание полного цикла накачки показывает, как осевые поршневые насосы достигают своей впечатляющей производительности характеристики. Каждый поршень подвергается четырем различным фазам во время каждого Революция приводного вала.

На этапе всасывания поршень движется вдали от тарелки клапана (в конструкциях на сайте) или следует за согнутой осью Геометрия для увеличения объема цилиндра. Цилиндра подключается к Порт впускного отверстия, создавая разность давления, который втягивает жидкость в камеру. Правильная конструкция входа обеспечивает адекватное снабжение жидкости без кавитации, даже при Высокая эксплуатационная скорость.

Фаза сжатия начинается с продолжения Вращение перемещает поршень к максимальному положению хода. Цилиндровая камера Отключается от впускного порта и начинает подключаться к выходу. Жидкость сжатие начинается постепенно, позволяя плавно нарастать давление без Внезапные ударные нагрузки, которые могут повредить компоненты насоса.

Пиковое сжатие происходит, когда поршень достигает своего ближайшего подхода к пластине клапана или максимальной точке сжатия в Дизайн согнутой оси. В этот момент происходит максимальное развитие давления, и Цилиндровая камера полностью выравнивается с выпускным портом для оптимальной жидкости увольнять.

Наконец, фаза разряда завершает цикл, когда поршень начинает свой обратный ход. Остаточное давление в цилиндре Камерные силы остаются жидкостью через выходной порт, в то время как камера Постепенно отключается от розетки и готовится к восстановлению с входом Для следующего цикла.

Технология переменного смещения

Одна из самых замечательных особенностей многих Осевые поршневые насосы - это их способность изменять смещение при работе. Этот способность обеспечивает беспрецедентный контроль над гидравлическими системами, позволяя точная регулировка скорости потока без изменения скорости привода или использования дросселя клапаны, которые тратят энергию.

В переменных насосах с помощью насоса, сервоприводы Механизмы корректируют угол навыки пластины на основе спроса или оператора системы вход. Увеличение угла увеличивает длину хода поршня и насос смещение, при одновременном уменьшении угла уменьшается выход потока. Некоторые продвинутые Системы могут даже обратить вспять угол навыки пластины, создавая насосы, которые могут работать в качестве двигателей или обеспечивают возможности обратного потока.

Системы управления переменной смещение насосы варьируются от простой ручной корректировки до сложной Электронные системы обратной связи. Управление с компенсацией давления автоматически регулируют смещение для поддержания постоянного давления независимо от потребности в потоке, в то время как Системы нагрузки оптимизируют энергопотребление путем соответствия выходу насоса с Фактические системные требования.

Характеристики производительности и Приложения

Осевые поршневые насосы Excel в приложениях требует высокого давления, точного управления и надежной работы. Их типичные рабочие давления варьируются от 1000 до 10 000 фунтов на квадратный дюйм или выше, с некоторыми Специализированные дизайны, способные превышать 15 000 фунтов на квадратный дюйм. Скорости потока варьируются резко на основе смещения и скорости, от нескольких галлонов в минуту в Точные применения к сотням галлонов в минуту в промышленных системах.

Эффективность хорошо продуманного осевого Поршневые насосы обычно превышают 90%, что делает их идеальными для мобильного оборудования где расход топлива напрямую влияет на эксплуатационные расходы. Их компактный размер по сравнению с возможностями вывода делает их особенно ценными в самолетах Гидравлика, где вес и пространственные ограничения имеют решающее значение.

Строительное оборудование, возможно, представляет собой самая большая зона нанесения, где эти насосы питают все от экскаватора Бумы для бульдозерных треков. Возможность переменной смещения позволяет операторы для точного управления реализацией движения при сохранении оптимального Эффективность двигателя в разных условиях нагрузки.

Соображения по обслуживанию и долговечности

Правильное обслуживание имеет решающее значение для Максимизация срока и производительности осевого поршневого насоса. Точное производство и плотные допуски, необходимые для оптимальной работы, делают эти насосы чувствительными к загрязнению и ненадлежащим условиям жидкости. Высококачественная фильтрация, регулярный анализ жидкости и соблюдение спецификаций производителя для Тип гидравлической жидкости и уровни чистоты необходимы.

Схемы износа компонента в осевом поршне Насосы предсказуемы и управляемы с правильным обслуживанием. Слитель прокладки и Сложные пластины в дизайне навыки испытывают самые высокие скорости износа из -за их скользящий контакт при высоких нагрузках. Современные покрытия и материалы имеют резко расширенная составляющая жизнь, но регулярная проверка и своевременная Замена остается важной.

Сложные системы управления в насосы с переменным смещением требуют дополнительного внимания к электронным Компоненты и чистота серво -клапана. Регулярная калибровка и система Диагностика помогает обеспечить оптимальную производительность и предотвратить дорогостоящие сбои.