Шестеренные и пластинчатые насосы применяют для рабочих давлений 12—16 МПа; аксиальные и радиальные роторно-поршневые — для давлений 20—35 МПа.

Основными характеристиками насосов являются подача, номинальное и максимальное развиваемое давление и направление вращения ведущего вала. В насосе правого вращения ведущий вал должен вращаться по часовой стрелке, если смотреть на торец ведущего вала, в насосе левого вращения— наоборот. Например, насос НШ-32Л — насос шестеренный, за один оборот подает 32 см3 рабочей жидкости, левого вращения.

Насосы можно выполнять в обратимых вариантах, т. е. одну и ту же машину использовать как насос или как гидромотор. Такие насосы-гидромоторы иногда называют низкомоментными в отличие от высокомоментных низкооборотных гидромоторов, частота вращения которых у различных конструкций составляет от 0,05 до 3,3 с-1 при крутящем моменте от 1500 до 30 000 Н- м.

Шестеренные насосы и гидромоторы благодаря простой конструкции и надежности в работе широко распространены в гидроприводах дорожных машин. Принцип действия шестеренного насоса (рис. 54) заключается в следующем. Две шестерни равной ширины —ведущая и ведомая находятся в зацеплении и располагаются в корпусе с минимальным радиальным зазором. К торцовым поверхностям шестерен прилегают боковые стенки насоса. При вращении шестерен жидкость, заполняющая впадины между зубьями, переносится шестернями по внутренней поверхности корпуса (как показано стрелками) из полости всасывания А в полость нагнетания Б.

КПД шестеренного насоса зависит от утечек жидкости через зазоры, образованные головками зубьев и корпусом насоса, а также между торцовыми поверхностями шестерен и боковыми стенками насоса. Чтобы уменьшить радиальные утечки, зазор между шестернями и корпусом насоса делают минимальным, а для уменьшения торцовых утечек предусматривается автоматическое прижатие боковых стенок к торцовым поверхностям шестерен жидкостью под рабочим давлением. Максимальное значение КПД шестеренных насосов может составлять 0,8—0,9.

Рис. 1. Схема шестеренного насоса:
А — полость всасывания, Б — полость нагнетания; 1, 2— ведущая и ведомая шестерни, 3 — корпус насоса

Унифицированные шестеренные насосы-гидромоторы типа МНЩ с рабочим давлением 10 МПа отличаются один от другого только объемной подачей.

Рис. 55. Шестеренный насос-гидромотор МНШ:
а — конструктивная схема, 6 —детали насоса; 1, 18 — винты, 2, 3 — стопорное и опорное кольца уплотнения, 4 — уплотнение, 5 — крышка, 6 — уплотнительное кольцо крышки, 7 — корпус, 8 — коническое резьбовое отверстие, 9, 12 — задние и передние втулки, 10, 11 — ведущий и ведомый валы-шестерни, 13— уплотни-тельные кольца передних втулок, 14—направляющие проволоки, 15 — разгрузочные пластины, 16 — уплотнительные кольца, 17 — патрубок

Конструкция насоса-гидромотора типа МНШ показана на рис. 2. Валы-шестерни заключены в корпус из алюминиевого сплава. Корпус закрыт крышкой, привернутой к нему винтами. Плавающие бронзовые втулки являются подшипниками скольжения для валов и одновременно выполняют роль подпятников для торцов шестерен. Между крышкой и корпусом проложено уплотнительное кольцо из маслостойкой резины. Для предупреждения вытекания рабочей жидкости и защиты втулки от попадания пыли и грязи установлено уплотнение, фиксируемое стопорным и опорным кольцами. Кроме того, в крышке выполнены расточки, в которые вводят дополнительные уплотнительные резиновые кольца. Передние втулки могут перемещаться вдоль валов-шестерен. Втулки автоматически прижимаются к шестерням независимо от их изнашивания путем подачи рабочей жидкости под давлением в торец втулки. Этим достигается высокий КПД насоса и увеличивается срок его службы.

Чтобы избежать перекоса втулок из-за неравномерной нагрузки в зоне камер всасывания и нагнетания, со стороны всасывающей камеры установлена фигурная разгрузочная пластина, обтянутая по контуру резиновым кольцом. Пластину располагают между крышкой и втулками. Между сопряженными поверхностями втулок и для упрощения сборки предусмотрен зазор 0,1 — 0,15 мм. После сборки этот зазор принудительно выбирают, поворачивая втулки и фиксируя их проволоками, установленными в отверстия втулок.

Рабочая жидкость, просочившаяся вдоль валов, поступает через отверстие в крышке и отверстие в ведомой шестерне в полости, соединенные с камерой всасывания. К боковым поверхностям корпуса насоса крепят винтами всасывающий и нагнетательный патрубки. Отверстие большого диаметра под всасывающим патрубком отмечено на корпусе надписью «Вход».

Насосы могут быть использованы как для левого, так и для правого вращения. Чтобы изменить направление вращения, нужно поменять местами ведущую и ведомую шестерни, переставить передние втулки так, чтобы их положение и направление разворота стыка и проволок было таким же, как у задних втулок, а также повернуть крышку 5 на 180°. Нельзя менять направление входа и выхода в насос, так как это может привести к выдавливанию рабочей жидкостью сальника ведущей шестерни.

В корпусе насоса-гидромотора типа МНШ сделано коническое резьбовое отверстие для отвода просочившейся рабочей жидкости при использовании гидромашины в режиме гидромотора. В это отверстие ввертывают штуцер, к которому прикрепляют дренажный трубопровод, соединяющий внутреннюю полость корпуса с баком гидравлической системы.

Пластинчатые насосы включают в себя ротор, размещенный в статоре, и пластины, расположенные в пазах ротора. При вращении ротора пластины под действием центробежных сил или давления рабочей жидкости прижимаются к внутренней поверхности статора и скользят по ней. Если у насоса каждая пластина за полный оборот ротора один раз всасывает жидкость и один раз нагнетает, то такой насос называется машиной однократного действия.

На рис. 2, а представлена схема пластинчатого насоса однократного действия с шестью пластинами. При вращении ротора, геометрическая ось вращения которого смещена относительно оси статора на эксцентриситет е, объем изменяется,по ве-личине, уменьшаясь от полости всасывания А к полости нагнетания Б и увеличиваясь при движении пластин от полости нагнетания к полости всасывания. В зоне всасывания увеличивающийся объем между пластинами заполняется рабочей жидкостью, которая поступает под действием атмосферного давления из бака через полость А. При уменьшении объема между пластинами жидкость из него выталкивается в напорную линию через полость Б.

Во избежание утечек жидкости из полости нагнетания в полость всасывания перемычку между всасывающим и нагнетательным окнами делают несколько большей расстояния между пластинами. Полный ход пластины h равен удвоенной величине эксцентриситета. Чем больше эксцентриситет, тем больше ход, а следовательно, и объемная подача насоса. Чтобы пластина была постоянно прижата к статору, под нее устанавливают пружину или подают давление под торец пластины. Объемную подачу пластинчатых насосов можно регулировать за счет изменения эксцентриситета ротора.

Более всего в гидроприводах машин распространен пластинчатый насос двукратного действия, схема которого дана на рис. 3, б. В нем за один оборот ротора каждая пластина совершает два хода, т. е. два раза выдвигается из паза и вдвигается в паз ротора.

Принцип действия пластинчатых насосов двукратного действия заключается в следующем. Внутренняя поверхность статора насоса выполнена в виде кривой, напоминающей в сечении овал. Для уравновешивания ротора полости всасывания А и нагнетания Б располагают крест-накрест. При вращении ротора по часовой стрелке в полости А1 происходит всасывание, а в полости Б\ — нагнетание жидкости, откуда она через окно в боковом диске вытесняется в напорную гидролинию. Затем в полости А2 вновь происходит всасывание, а на участке В2 жидкость снова подается в напорную гидролинию. Следовательно, за полный оборот ротора каждая пласти-иа насоса дважды участвует в процессе всасывания и дважды в процессе нагнетания.

Рис. 3. Схемы пластинчатых насосов:
а — однократного действия, б — двукратного действия; 1 — пластины, 2— роторы, 3 — статоры; А, Л, и А2 — полости всасывания. Б, Бi и Б2—полости нагнетания

Пластинчатые насосы являются обратимыми гидромашинами и могут быть использованы в качестве гидромоторов. Однако в этом случае необходимо, чтобы пластины были надежно прижаты к статору.

Пластинчатый насос-гидромотор МГ16 состоит из корпуса, внутри которого установлен статор. Форма внутренней поверхности статора близка к овалу. По этой поверхности скользят двенадцать пластин, перемещающихся в пазах ротора. Статор зажат между двумя дисками, являющимися боковыми стенками насоса-гидромотора. В каждом диске выполнено по четыре отверстия, два из которых сообщены с полостью всасывания, а два других — с полостью нагнетания.

Рис. 4. Пластинчатый насос-гидромотор МГ16:
1 — пластина, 2— статор, 3 — вал, 4 — шарикоподшипники, 5 — дренажное отверстие, 6 — полости под пластинами, 7 — уплотнительное кольцо, 8 — сливное отверстие, 9. 14 — задний и передний диски, 10 — крышка, 11 — пружина, 12 — отверстие для подвода жидкости под высоким давлением, 13 — ротор, 15 — кольцевой канал, 16—подводящее отверстие, 17 — корпус

Ротор приводится во вращение валом, вращающимся в двух шарикоподшипниках. К корпусу насоса-гидромотора через резиновое уплотнительное кольцо прикреплена крышка. При работе насоса в режиме гидромотора рабочая жидкость подается к мотору через отверстие и кольцевой канал, а сливается через отверстие. Пластины прижимаются к внутренней поверхности статора рабочей жидкостью, подаваемой через отверстие в полости. В корпусе насоса-гидромотора сделано коническое дренажное отверстие для отвода просочившейся жидкости. Чтобы пластины не заклинивались, между задним диском и крышкой установлены пружины.

Рис. 5. Схемы аксиального роторно-поршневого насоса-гидромотора с наклонным диском:
а — принципиальная, б— конструктивная; —ведущий вал, 2 — диск, 3— шток, 4— блок цилиндров, 5 — поршень, 6 — неподвижный распределитель, 7 — полукольцевые пазы, 8 — каналы для подвода и отвода рабочей жидкости

Роторно-поршневые насосы и гидромоторы подразделяют на две группы — аксиальные и радиальные.

Аксиальные роторно-поршневые насосы — обратимые и могут работать как в качестве насоса, так и гидромотора. Кинематической основой таких гидромашин служит кривошипно-шатунный механизм, в котором цилиндры перемещаются параллельно один другому, а поршни движутся вместе с цилиндрами и одновременно, вследствие вращения вала кривошипа, перемещаются относительно цилиндров. Аксиальные роторно-поршневые гидромашины выполняют по двум основным схемам: с наклонным диском и наклонным блоком цилиндров.

На рис. 5, а показана принципиальная схема устройства аксиального роторно-поршневого насоса-гидромотора с наклонным диском. Насос-гидромотор включает в себя блок цилиндров, ось которого совпадает с осью ведущего вала, а под некоторым углом к нему расположена ось диска, с которым связаны штоки поршней. Ведущий вал приводит во вращение блок цилиндров. Нри повороте блока вокруг оси насоса на 180° поршень совершает поступательное движение, выталкивая жидкость из цилиндра. При дальнейшем повороте на 180° поршень совершает ход всасывания. Блок цилиндров своей шлифованной торцовой поверхностью плотно прилегает к тщательно обработанной поверхности неподвижного распределителя, в котором сделаны полукольцевые пазы. Один из этих пазов соединен через каналы со всасывающим трубопроводом, другой — с напорным трубопроводом. В блоке цилиндров выполнены отверстия, соединяющие каждый из цилиндров блока с распределителем. Если в гидромашину через каналы подавать под давлением рабочую жидкость, то, действуя на поршни, она заставит их совершать возвратно-поступательное движение, а они, в свою очередь, будут вращать диск и связанный с ним вал. Таким образом работает аксиально-поршневой гидромотор.

На рис. 58, б показана конструктивная схема касоса-гидромотора с наклонным диском. Он создает крутящий момент 12,5 Н-м при давлении рабочей жидкости 5 МПа. В корпусе насоса-гидромотора укреплен наклонный диск в виде радиально-упорного подшипника, состоящего из двух обойм. Правая обойма подшипника может вращаться с угловой скоростью блока цилиндров. Движение от блока к правой обойме передается с помощью контактирующих с ней штоков поршней. Левая обойма подшипника не вращается. Радиально-упорный подшипник сохраняет постоянный наклон к оси вращения. Для распределения жидкости по цилиндрам служит неподвижный распределитель с полукольцевыми пазами и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости.

При работе с регулируемыми насосами или в системах с дроссельным регулированием гидромоторы с наклонным диском допускают изменение частоты вращения на ходу в диапазоне 1—200 и более, а также изменение направления движения с многократными включениями.

Принцип действия аксиального роторно-поршневого насоса-гидромотора с наклонным блоком цилиндров заключается в следующем. Блок цилиндров с поршнями и шатунами наклонен относительно фланца вала на некоторый угол. Блок цилиндров получает вращение от вала через универсальный шарнир. Вал, приводимый в движение от двигателя, опирается на три подшипника, которые установлены в корпусе. Заодно с валом выполнен фланец, в котором завальцованы шаровые головки шатунов. Другие концы шатунов, также имеющие шаровые головки, крепят в поршнях. С помощью шатунов фланец вала заставляет поршни совершать возвратно-поступательное движение в цилиндрах блока. Блок цилиндров вращается вокруг оси 6 на подшипнике. Пружина, размещенная внутри блока, прижимает его к неподвижному распределительному диску, который этим же усилием прижимается к крышке насоса (крышка насоса на рисунке не показана).

Рис. 6. Аксиальный роторно-поршневой насос-гидромотор с наклонным блоком:
1 — поршень, 2 — шатун, 3 — фланец, 4 — вал, 5 — подшипники вала, 6 —ось блока, 7 — подшипник блока, 8 —- распределительный диск, 9 — цилиндр блока, 10— блок цилиндров, 11 —универсальный шарнир

Жидкость подводится и отводится через окна в распределительном диске. Поршни, находящиеся в верхней части блока, совершают ход всасывания рабочей жидкости. В это же время нижние поршни, вытесняя жидкость из цилиндров, совершают ход нагнетания.

Объемную подачу насоса-гидромотора с наклонным блоком цилиндров можно регулировать, изменяя угол наклона оси блока относительно оси вала в пределах 15—20°. При соосном расположении блока цилиндров с ведущим валом поршни в них не перемещаются и объемная подача насоса равна нулю. У нерегулируемых насосов и гидромоторов угол наклона оси блока цилиндров составляет 30°. Число поршней в насосе может быть от 5 до 9.

В аксиальных роторно-поршневых насосах с наклонным диском угол его наклона изменяют вручную или с помощью специального привода. В этом случае диск закрепляют в корпусе на осях, допускающих его поворот. В машинах с наклонным блоком цилиндров диск закрепляют в поворотном устройстве — люльке. Изменяя угол наклона люльки, увеличивают или уменьшают ход поршней в цилиндрах блока и таким образом регулируют подачу насоса.

На рис. 7 показана конструктивная схема гидропривода с замкнутой циркуляцией гусеничных тележек и рабочих органов машин бетоноукладочного комплекта ДС-100, В схеме используются две аксиальные роторно-поршневые гидромашины: регулируемый гидронасос с наклонным диском и нерегулируемый, реверсивный гидромотор. Наклонный диск гидронасоса устанавливается под углом к оси поршневого блока с помощью рабочей жидкости, подаваемой подпиточным шестеренным насосом. Регулирование объемной подачи аксиального роторно-поршневого насоса производится рычагом, связанным с гидрораспределителем. Гидрораспределитель соединяет напорную гидролинию подпиточного насоса с верхним или нижним сервоцилиндрами через гидролинии. Сервоцилиндры через серьги изменяют угол установки наклонного диска гидронасоса. Направление вращения вала гидромотора зависит от того, в какую сторону отклонен наклонный диск, а скорость вращения пропорциональна величине угла поворота этого диска.

Рис. 7. Схема гидропривода гусеничных тележек и рабочих органов машин бетоноукладочного комплекта ДС-100:
1, 5 6 8 9 12, 14 — гидролинии. 2 — рычаг, 3, 16 — сервоцилиндры, 4 — гидрораспределитель, 7 — подпиточный насос, 10 — гидромотор, 11, 12 — наклонные диски, 13— бак, 15 — клапаны подпитки, 17 — серьга, 19 — гидронасос

Рис. 8. Схема высокомоментного радиального роторно-поршневого гидромотора: а — с непосредственной передачей усилия от поршней, б — с передачей, усилия от поршней шатунами; 1 — поршень, 2 — ролик, 3 — статор, 4 — ротор, 5 — шатун

К радиальным роторно-поршневым гидромашинам относятся тихоходные высокомоментные гидромоторы, создающие крутящий момент не менее 1500 Н-м при частоте вращения выходного вала от 3 до 200 мин-1.

Радиальные роторно-поршневые гидромоторы выполняют с передачей усилия от поршней или от поршней шатунами (рис. 8).

На рис. 8,а показана принципиальная схема гидромотора с непосредственной передачей усилия от поршней. Гидромотор состоит из статора в виде профильного кольца и ротора с расположенными радиально поршнями. При подаче рабочей жидкости под поршень он через ролик давит на внутреннюю профильную поверхность статора с силой Р. Так как внутренняя поверхность статора наклонена под некоторым углом относительно оси поршня, возникает тангенциальная сила Т, создающая окружное усилие, которое и вращает ротор вместе с находящимися в нем поршнями.

Поршни, скользя по впадинам статора, поворачивают ротор, а при обратном ходе выталкивают жидкость через сливное отверстие гидрораспределителя. Одному двойному ходу поршня соответствует поворот ротора на один шаг, а за один оборот ротора каждый поршень сделает количество ходов, равное количеству шагов на внутренней поверхности статора. Число шагов может быть от 6 до 11. Число поршней в ряду до 11, а рядов в гидромоторе до трех. Если затормозить ротор гидромотора, то будет вращаться его статор.

На рис. 8,б показана принципиальная схема радиального роторно-поршневого гидромотора с передачей усилия от поршней шатунами. В отличие от предыдущего гидромотора эта конструкция включает в себя еще одно звено — шатун, который разгружает поршень от боковых усилий при перемещении ролика по внутренней профильной поверхности статора.

—

В гидросистемах экскаваторов применяют аксиально-поршневые, шестеренные и лопастные (пластинчатые) насосы.

Аксиально-поршневые насосы являются силовыми узлами объемного гидропривода, преобразующими механическую энергию вращения в энергию потока рабочей жидкости. Поток рабочей жидкости в регулируемых насосах типа 207 изменяется по величине и направлению путем изменения угла наклона качающих узлов.

Насосы типа 223 с регулятором мощности автоматически поддерживают постоянную мощность на приводном валу насоса при изменении нагрузки в заданных пределах. Подача насоса в процессе работы изменяется с помощью механического или гидравлического управления. Максимальное давление в системе ограничивается предохранительным клапаном

Индекс аксиально-поршневого насоса образуется четырьмя группами цифр.

Первые три цифры обозначают тип насоса: 223 — сдвоенный насос с регулятором мощности, 207 — регулируемый насос, 210 — нерегулируемый насос. Следующие две цифры (12; 20; 25; 32) обозначают диаметр поршня качающего узла (в мм), третья группа цифр — исполнение насоса и последние две цифры — исполнение приводного вала. Например, насос 207.20.11.00 — регулируемый насос с диаметром поршня качающего узла 20 мм, с подпиткой без обратных клапанов, со шпонкой на приводном валу.

Насосы типа 210 являются обратимыми, т. е. могут быть использованы и в качестве гидромоторов. Индекс мотора образуется так же, как и индекс насоса.

На экскаваторах непрерывного действия применяют также аксиально-поршневые насосы типа НПА-64, которые являются обратимыми.

Аксиально-поршневые насосы типа 207; 210 и 223 рассчитаны на номинальное давление 16 МПа и могут кратковременно (не более 2% времени работы) создавать давление 25 МПа, а насосы НПА-64 соответственно 7 и 7,5 МПа.

Насосы рассчитаны на работу при температуре рабочей жидкости —25 — + 70 °С и вязкости 20—200 сСт. Рекомендуемая вязкость рабочей жидкости 33 сСт.

Шестеренные насосы используют обычно для питания вспомогательных механизмов экскаваторов. Подача насосов не регулируется, направление потока масла постоянное, поэтому изготавливают насосы правого и левого вращения. Насосную установку типа БГ11-22 применяют в смазочных системах и для закачки масла в баки: