В об'ємних гідроприводах поряд з шестеренними широко використовують роторні аксіально-поршневі насоси і гідромотори. Кинематической основою таких гідромашин служить кривошипно-шатунний механізм, в якому циліндри переміщаються паралельно один одному, а поршні рухаються разом з циліндрами і одночасно через обертання валу кривошипа переміщаються щодо циліндрів. Аксіально-поршневі гідромашини (рис. 1) виконують за двома основними схемами: з похилим диском і з похилим блоком циліндрів.
Пристрій аксіально поршневих насосів
Гидромашина з похилим диском включає в себе блок циліндрів, вісь якого збігається з віссю ведучого вала 1, а під кутом а до нього розташована вісь диска 2, з яким пов'язані штоки 3 поршнів 5. Нижче розглянута схема роботи гідромашини в режимі насоса. Ведучий вал приводить в обертання блок циліндрів.
Насоси аксіально поршневі регульовані
При повороті блоку навколо осі насоса на 180 ° поршень здійснює поступальний рух, виштовхуючи рідину з циліндра. При подальшому повороті на 180 ° поршень здійснює хід всмоктування. Блок циліндрів своєї шліфованої торцевою поверхнею щільно прилягає до ретельно обробленої поверхні нерухомого гидрораспределителя 6, в якому зроблені напівкільцеві пази 7. Один з цих пазів з'єднаний через канали зі всмоктуючим трубопроводом, інший - з напірним трубопроводом. У блоці циліндрів виконані отвори, що з'єднують кожен з циліндрів блоку з гідророзподілювачем. Якщо в гідромашину через канали подавати під тиском робочу рідину, то, діючи на поршні, вона змушує їх робити зворотно-поступальний рух, а вони, в свою чергу, обертають диск і пов'язаний з ним вал.Такім чином працює аксіально-поршневий гідромотор.
Принцип дії аксіально-поршневого насоса-гідромотора з похилим блоком циліндрів полягає в наступному. Блок 4 циліндрів з поршнями 5 і шатунами 9 нахилений щодо приводного диска 2 вала 1 на деякий кут. Блок циліндрів отримує обертання від валу через універсальний шарнір 8. При обертанні вала поршні 5 і пов'язані з ними шатуни 9 починають здійснювати зворотно-поступальні рухи в циліндрах блоку, який обертається разом з валом. За час одного обо-рота блоку кожен поршень виробляє всмоктування і нагнітання робочої рідини. Один з пазів 7 в Гідророзподільники 6 з'єднаний з всмоктуючим трубопроводом, інший - з напірним. Об'ємну подачу аксіально-поршневого насоса з похилим блоком циліндрів можна регулювати, змінюючи кут нахилу осі блоку щодо осі вала в межах 25 °. При співвісний розташуванні блоку циліндрів з провідним валом поршні не переміщаються і об'ємна подача насоса дорівнює нулю.
Конструкція нерегульованого аксіально-поршневого насоса-гідромотора з похилим диском показана на рис. 2.
В аксіально-поршневому насосі-гідромоторі застосована система розподілу робочої рідини торцевого типу, утворена торцем 6 блоку циліндрів, на поверхні якого відкриваються вікна 9 циліндрів, і торцем гидрораспределителя 7.
Система розподілу виконує кілька функцій. Вона є наполегливим підшипником, що сприймає суму осьових сил тиску від всіх циліндрів; перемикачем з'єднання циліндрів з лініями всмоктування і нагнітання робочої рідини; обертовим ущільненням, роз'єднувальним лінії всмоктування і нагнітання одну від одної і від оточуючих порожнин. Поверхні утворюють систему розподілу, повинні бути взаємно центровані, а одна з них (поверхню блоку циліндрів) - мати невелику свободу самоорієнтації для утворення шару мастила. Ці функції виконує рухливе Евольвентноє шлицевое з'єднання 12 між блоком циліндрів і валом. Щоб запобігти розкриттю стику системи розподілу під дією моменту відцентрових сил поршнів, передбачений центральний притиск блоку пружиною 10.
У нерегульованому аксіально-поршневому насосі-гідромоторі з реверсивним потоком і похилим блоком циліндрів (рис. 3)
При обертанні блоку циліндрів і валу навколо своїх осей поршні здійснюють щодо циліндрів зворотно-поступальний рух. Вал і блок обертаються синхронно з допомогою шатунів, які, проходячи по черзі через положення максимального відхилення від осі поршня, прилягають до його спідниці 5 і тиснуть на неї. Для цього спідниці поршнів виконано довгими, а шатуни забезпечені корпусними шийками. Блок циліндрів, що обертається навколо центрального шипа 8, розташований по відношенню до валу під угло м 30 ° і притиснутий пружиною 12 до розподільного диска (на малюнку не показаний), який цим же зусиллям притискається до кришки 9.
Робоча рідина підводиться і відводиться через вікна 10 і 11 в кришці 9. Поршні, що знаходяться у верхній частині блоку, роблять хід всмоктування робочої рідини. У той же час нижні поршні витісняючи рідину з циліндрів, здійснюють хід нагнітання. Манжетное ущільнення 2 в передній кришці гідромашини перешкоджає витоку масла з неробочої порожнини насоса.