АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ НАСОС Российский патент 1999 года по МПК F04B1/20 

Изобретение относится к области гидромашиностроения, в частности к аксиально-поршневым насосам объемного вытеснения.

Известен аксиально-поршневой насос, содержащий размещенные в корпусе вращающийся блок цилиндров с поршнями, опирающимися на наклонную шайбу, распределительный диск с окнами всасывания и нагнетания, и приводной вал с двумя коническими роликовыми радиально-упорными подшипниками, установленный с возможностью осевого смещения относительно корпуса на величину заданного монтажного зазора, который выполняется минимально возможным (см. патент Германии N 4340061, кл. F 04 B 1/20). Установка вала на двух конических роликовых радиально-упорных подшипниках обеспечивает возможность работать насосу при значительных давлениях в линии нагнетания и существенно повышает его надежность по сравнению с известными насосами, валы которых установлены на шариковых или роликовых радиальных подшипниках.

Недостатком такой конструкции является то, что при работе насоса из-за различных коэффициентов температурных расширений приводного вала и корпусных деталей, выполненных из легких цветных сплавов, начальный монтажный зазор существенно увеличивается, что приводит к снижению долговечности и эксплуатационной надежности подшипников и, как следствие, к снижению ресурса насоса в целом.

Технический результат, который может быть достигнут от использования предложенного технического решения, заключается в увеличении ресурса насоса за счет повышения долговечности и эксплуатационной надежности подшипников.

Указанный результат достигается за счет введения в конструкцию насоса механизма отслеживания начального монтажного зазора, выполненного в виде взаимодействующего с подшипником плунжера, установленного в расточке корпуса, сообщенной с линией нагнетания каналом, в котором установлен дроссель. Благодаря предложенному техническому решению усилие, возникающее от действия давления нагнетания на плунжер, автоматически компенсирует в процессе работы насоса начальный монтажный зазор.

На чертеже схематично изображен продольный разрез аксиально-поршневого насоса с механизмом отслеживания монтажного осевого зазора.

Аксиально-поршневой насос содержит корпус 1, вращающийся блок цилиндров 2 с поршнями 3, опирающимися на наклонную шайбу 4, распределительный диск 5, приводной вал 6 с двумя коническими роликовыми радиально-упорными подшипниками 7 и 8, установленный в корпусе с возможностью смещения в пределах заданного монтажного зазора Δ, образованного плунжером 9 и корпусом. Плунжер 9 установлен в расточке 10 корпуса 1, которая сообщена с магистралью нагнетания 11 через дроссель 12.

Насос работает следующим образом.

Давление нагнетания P_H, действуя из линии нагнетания 11 на поршни 3 и блок цилиндров 2, создает на валу 6 радиальную силу R, которая нагружает подшипник 7 радиальной силой R_A, а подшипник 8 - радиальной силой R_Б. Наличие радиальных нагрузок на конические роликовые радиально-упорные подшипники 7 и 8 вызывает соответственно осевые составляющие нагрузок Q_А и Q_Б. В силу того, что по конструкции Q_А всегда больше Q_Б, разность осевых сил Q_А - Q_Б = ΔQ будет смещать вал 6 в сторону меньшей осевой нагрузки и тем самым нарушать работу подшипника 7 с большей осевой составляющей. Для компенсации смещения вала 6 плунжер 9 нагружается усилием, равным или большим ΔQ, которое обеспечивается соответствующим диаметром d плунжера 9, на который действует давление нагнетания P_H.

Поскольку внешние нагрузки R и Q, действующие на подшипники 7 и 8, зависят напрямую также от давления нагнетания P_H, то компенсация монтажного осевого зазора обеспечивается автоматически при всех режимах работы насоса.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает работу конических роликовых радиально-упорных подшипников без осевого зазора при любых начальных (монтажных) или тепловых (при нагреве в процессе работы) значениях зазоров в конструкции насоса, что позволяет повысить их долговечность и надежность при всех режимах эксплуатации насоса.

Насос предназначен для использования в гидромашиностроении. Конические роликовые радиально-упорные подшипники приводного вала установлены с возможностью осевого смещения относительно корпуса на величину заданного монтажного зазора Δ, который автоматически компенсируется в процессе работы насоса механизмом отслеживания, выполненным в виде плунжера, установленного в расточке корпуса, сообщенной с линией нагнетания через дроссель. Изобретение позволяет увеличить ресурс насоса за счет повышения долговечности и эксплуатационной надежности. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Аксиально-поршневой насос, содержащий корпус, приводной вал с двумя коническими радиально-упорными роликовыми подшипниками, размещенный в корпусе с возможностью осевого смещения в пределах заданного монтажного зазора, установленный на приводном валу блок цилиндров с поршнями, опирающимися на наклонную шайбу, и магистраль нагнетания, отличающийся тем, что насос снабжен механизмом отслеживания зазора, выполненным в виде взаимодействующего с подшипником плунжера, установленного в расточке корпуса, сообщенной с магистралью нагнетания. 2. Аксиально-поршневой насос по п.1, отличающийся тем, что в канале, сообщающем расточку плунжера с линией нагнетания, установлен дроссель.