Вопросы изготовления деталей аксиально-поршневых насосов

Для изготовления скользящих пар аксиально-поршневых насосов в большинстве случаев применяют пару сталь - бронза. Упорно-распределительный диск (золотник) изготовляют в основном из стали Х12Ф1 в паре с цилиндровым блоком из оловянисто-свинцовистой бронзы. В насосах больших размеров из бронзы изготовляют лишь трущиеся поверхности блока (втулки цилиндров и торцовую опору), сам же блок изготовляют из стали типа 12ХН3А. В насосах малого размера цилиндровый блок изготовляют целиком из бронзы, в частности, из сурьмянистой бронзы (НВ > 60), в паре с распределительным диском (золотником) из стали ХВГ (НRС >60).

Применяются также распределительные диски из нитрированной стали (НRС 60…62) в паре с цилиндровым блоком из свинцовисто-оловянистой или сурьмянистой бронзы. В этом случае поршни изготовляют из цементируемой стали 12 ХН3А с твердостью рабочих поверхностей НRС 58 или из стали ХВ2, имеющей без специального поверхностного упрочнения твердость НRС 55…60.

Для улучшения приработки и уменьшения износа торцы бронзовых цилиндровых блоков и распределительных дисков обычно покрывают тонким слоем (в несколько микрон) антифрикционных материалов (серебром, индием с подслоем свинца и свинцом). Для снижения трения и повышения стойкости к загрязнениям в насосах, предназначенных для работы при температуре жидкости от - 54 до +427⁰ С, стальные детали покрывают серебром.

Для обеспечения достаточной прочности цилиндрового блока и для удовлетворения одновременно с этим антифрикционных требований по качеству скольжения применяют стальные цилиндровые блоки с наплавкой поверхностей трения (внутренних поверхностей цилиндров и торца) антифрикционным цветным металлом. Сопряженные с цилиндром детали (поршень и распределительный золотник) в этом случае изготовляются также из стали.

Поршни изготовляют часто также из шарикоподшипниковой стали ШХ15 с закалкой до НRС62…64. Для стального цилиндрового блока (НRС60) поршни изготовляют обычно из бериллиевой бронзы.

Для условий эксплуатации при высоких температурах (>150⁰С) поршни и гильзы покрывают серебром. Для изготовления же насосов, предназначенных для работы при температурах выше 500⁰С, применяют никелевые сплавы.

Обработка торцов упорно-распределительного диска обычно производится по 8…9-му, а цилиндрового блока - по 9…10-му классам чистоты. Обработка рабочих поверхностей поршней и цилиндров обычно находится в пределах 10…12-го класса чистоты. Поршень помещают в цилиндр с диаметральным зазором в пределах 0,010…0,015 мм. При обработке торцовых поверхностей необходимо выдержать плоскостность опорных торцов цилиндрового блока и распределительного диска, а также их перпендикулярность к осям вращения; непрямолинейность этих поверхностей не должна превышать 0,005 мм.

Окружные скорости на трущихся торцовых поверхностях не должны превышать 8…10 м/с, среднее значение скорости движения поршней в цилиндрах 4…6 м/с.

Особо следует указать на недопустимость люфтов в поршневой группе, которые могут образовываться при некачественной завальцовке сферических головок шатунов в поршнях. Эти люфты могут нарушить фазораспределение, а также вызвать в результате ударного действия на поршни давления жидкости дополнительные динамические нагрузки, снижающие механическую прочность насоса. В частности наблюдаются случаи разрушения по этой причине поршневых шатунов.

Поршень соединяют со сферическим поршневым штоком обычно с помощью завальцовки. Это соединение должно быть достаточно жестким и прочным, чтобы преодолеть действующие в данном соединении силы, к которым относятся: усилие, развиваемое вакуумом в цилиндре, силы инерции поршня и силы трения его в цилиндре.