Поворот плоскости вращения вала кривошипа вокруг оси у на угол р приводит также к перемещению точки, в которой палец кривошипа шарнирно соединен со штоком поршня.

Если вместо одного взять несколько цилиндров и расположить их по окружности блока или барабана, а кривошип заменить диском, ось которого повернута относительно оси цилиндров на угол у, причем р+у = 90°, то плоскость вращения диска совпадет € плоскостью вращения вала кривошипа. Тогда будет получена принципиальная схема аксиального насоса с наклонным блоком, у которого поршни перемещаются при наличии угла у между осью блока цилиндров и осью ведущего вала.

Насос состоит из неподвижного распределительного диска, вращающегося блока, поршней, штоков и наклонного диска, шарнирно соединенного со штоком.

В распределительном диске 1 сделаны дуговые окна, через которые жидкость засасывается и нагнетается поршнями.

Между окнами предусмотрены перемычки шириной отделяющие полость всасывания от полости нагнетания. При вращении блока отверстия 8 цилиндров соединяются либо с полостью всасывания, либо с полостью нагнетания. При изменении направления вращения блока функции полостей меняются. Для уменьшения утечек жидкости торцовую поверхность блока тщательно притирают к распределительному диску.

Диск вращается от вала. Блок цилиндров вращается вместе с наклонным диском.

Угол у обычно принимают равным 12—15°, а иногда он достигает 30°. Если угол у = const, то производительность насоса постоянна. При изменении в работе величины угла у наклона диска изменяется ход поршней на один оборот ротора и соответственно изменяется производительность насоса.

Схема автоматически регулируемого аксиального насоса во фланцевой части вала. Блок цилиндров, вращающийся на шарикоподшипнике, расположен по отношению к приводному валу под углом 30° и прижат пружиной к распределительному диску, который этим же усилием прижимается к крышке. Жидкость подводится и отводится через окна в крышке.

В этом насосе регулятором служит шайба, связанная с валом и соединенная с поршнем. На поршень с одной стороны действует пружина, а с другой — давление в напорной магистрали. При вращении вала шайба перемещает плунжеры, которые засасывают рабочую жидкость и нагнетают ее в магистраль. Производительность насоса зависит от наклона шайбы, т. е. от давления в напорной магистрали, изменяющегося, в свою очередь, от внешнего сопротивления. Производительность насоса можно также регулировать вручную путем изменения наклона шайбы (для насосов небольшой мощности). Для более мощных насосов применяют специальное усилительное устройство.

Аксиально-поршневые гидромоторы устроены так же, как и насосы.

Нерегулируемый аксиально-поршневой насос-гидромотор с наклонным блоком НПА-64, используемый на многих экскаваторах, показан на рис. 3.

Блок цилиндров получает вращение от вала через универсальный шарнир. Вал, приводимый в движение от двигателя, опирается на три шарикоподшипника. Поршни связаны с валом с помощью штоков, шаровые головки которых завальцованы

Манжетное уплотнение и в передней крышке насоса препятствует утечке масла из нерабочей полости насоса.

Производительность насоса за один оборот вала — 64 см3. При 1500 обIмин вала и рабочем давлении 70 кгс!см2 производительность насоса составляет 96 л!мин, а объемный к. п. д.— 0,98.

У описанного аксиального насоса ось блока цилиндров расположена под углом к оси ведущего вала, что и определяет его название — с наклонным блоком. В отличие от него, у аксиальных роторно-поршневых насосов с наклонным диском ось блока цилиндров совпадает с осью ведущего вала, а под углом к нему расположена ось диска, с которым шарнирно связаны штоки поршней.

Особенность насоса заключается в том, что вал и наклонный диск соединены один с другим с помощью одинарного или сдвоенного карданного механизма.

Рабочий объем и производительность насоса регулируют, изменяя наклон диска относительно блока цилиндров.

Шатуны закреплены концами в сферических опорах наклонного диска и поршней. При работе шатун отклоняется на небольшой угол относительно оси цилиндра, поэтому боковая составляющая силы, действующая на дно поршня, незначительна.

Крутящий момент на блоке цилиндров определяется только трением торца блока о распределительный диск. Величина момента зависит от давления в цилиндрах. Практически почти весь крутящий момент с вала передается на наклонный диск. так как при его вращении перемещаются поршни, вытесняя рабочую жидкость из цилиндров. Поэтому слабым элементом в таких насосах является карданный механизм, передающий весь крутящий момент от вала к диску. Нагруженный карданный механизм ограничивает угол наклона диска и увеличивает габариты насоса.

Блок цилиндров соединен с валом через механизм, который позволяет блоку самоустанавливаться по поверхности распределительного диска и передавать момент трения между торцами диска и блока на вал.

Положительная особенность регулируемых насосов такого типа — удобный и простой подвод и отвод рабочей жидкости.

Аксиально-поршневые регулируемые и нерегулируемые насосы-гидромоторы отличаются унифицированной конструкцией качающего узла. Опорами ведущего вала служат три шарикоподшипника: два радиально-упорных и один радиальный. От осевого перемещения внутренние кольца подшипников удерживаются двумя пружинными кольцами, втулкой и запорным кольцом. В передней крышке установлено манжетное уплотнение, опирающееся на втулку. В сферические гнезда фланца вала входят семь шатунов, которые вместе с центральным шипом прижаты к фланцу вала штампованной пластиной. На центральном шипе с помощью штифта зафиксирован блок цилиндров, наружная поверхность которого опирается на распределительный диск.

Опорами центрального шипа служат с одной стороны сферическая головка, а с другой — бронзовая втулка, запрессованная в распределительный диск. Внутри блока цилиндра находятся семь поршней, завальцованных на шатунах. Предварительное прижатие блока цилиндров к диску достигается с помощью тарельчатых пружин.

Когда ось вала совпадает с осью центрального шипа, как показано на рис. 5, а, то при вращении вала поршни не совершают возвратно-поступательного движения и не производят всасывания и нагнетания рабочей жидкости.

Если блок цилиндров повернуть так, что ось шипа составляет некоторый угол с осью вала, то при вращении блока поршни всасывают и нагнетают жидкость через каналы диска.

При изменении величины и направления наклона блока цилиндров изменяются величина и направление потока рабочей жидкости. Если зафиксировать угол наклона блока цилиндров, то насос становится нерегулируемым. Описанная конструкция позволяет насосу работать и в режиме гидромотора, устройство которого показано на рис. 5, б.

В регулируемом насосе создана возможность изменения наклона блока в процессе работы.

Регулируемый аксиальный насос отличается тем, что включает в себя поворотный корпус, который может быть повернут с помощью цапфы по отношению корпуса на угол от нуля до 25°. Количество подаваемой жидкости при этом пропорционально углу наклона блока цилиндров и числу оборотов вала насоса. При такой конструкции достигается бесступенчатое регулирование независимо от числа оборотов приводного двигателя.

Усилие, которое необходимо приложить к цапфе, может быть такой величины, что непосредственное управление производительностью насоса без применения усиливающих устройств становится невозможным. При высоком рабочем давлении жидкости насосы выпускают с усилителями механического и гидравлического типов. Механические усилители могут быть как с ручным, так и с электрическим управлением. Гидравлические усилители оборудуют либо непосредственным, либо дистанционным управлением. Применяют также устройства, автоматически изменяющие угол наклона блока цилиндров в зависимости от давления в гидросистеме (регуляторы постоянной мощности или ограничители мощности).

На экскаваторах ЭО-3322, ЭО-3332, ЭО-4121 и других установлены сдвоенные аксиально-поршневые насосы, которые состоят из двух унифицированных качающих узлов, смонтированных в одном корпусе.

Сдвоенные насосы используют тогда, когда нужна создать два потока рабочей жидкости. Полное использование мощности приводного двигателя обеспечивается с помощью встроенного сумматора мощности, который распределяет мощность между потребителями таким образом, что сумма их мощностей остается постоянной и равной установленной мощности привода.

Вал сдвоенного насоса получает вращение от приводного двигателя и через встроенный в насос редуктор 3 передает движение валам качающих узлов.

Поворотные корпуса качающих узлов сдвоенного насоса установлены на подшипниках и могут поворачиваться вокруг вертикальный оси на угол 25°, чем и достигается изменение производительности насоса. Оба поворотных корпуса жестко связаны траверсой регулятора и могут поворачиваться только синхронно под воздействием регулятора мощности, состоящего из двухступенчатого золотника и комплекта пружин с упорными шайбами.

Конструктивно регулятор представляет собой золотник, помещенный непосредственно в корпусе сдвоенного насоса. Золотник соединен цапфами с блоками цилиндров и воспринимает с одной стороны усилия пружин, с другой — усилие, создаваемое давлениями.

Ступени золотника регулятора имеют равные площади. Под. каждую ступень подводится давление нагнетания от качающих узлов. При работе в малом давлении пружины регулятора удерживают поворотные корпуса на наибольшем угле поворота, обеспечивая максимальную производительность насоса. Когда давление повышается, двухступенчатый золотник сжимает пружины, снижая производительность насоса. Пружины регулятора и упорную шайбу подбирают таким образом» чтобы сохранить постоянной заданную мощность привода.

К преимуществам аксиальных насосов и гидромоторов относятся компактность, высокий к. п. д. при большом давлении» сравнительно малая инерционность, значительная энергоемкость на единицу массы (в некоторых высокооборотных конструкциях до 12 квт/кгс).