Файл: Чарей В.Е. Гидравлические машины учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 59

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

- 47 -

количество конструкций которых столь велико, что описать их все не представляв тоя возможным. Однако принцип юс действия общий я основан на сообщении жидкости потенциальной энергии в виде расхода и давления и превращении ее при помощи соответ­ ствующего механизма (двигателя) в механическую энергию.

Систематическое внедрение гидропередач, например, в строи­ тельное и дорожное машиностроение началось с 1947 г . Примене - нив объемных гидропередач на строительных и дорожных машинах

отражено в таблице I

if 6 .7 *

В гидропередачах

применяются различные жидкости и еявоя:

индустриальное масло, веретенное масло, турбинное масло, смесь

керосина с

загустителями (для повышения вязкости), гидрон-4 Я

Гидростатические

передачи

и принцип их действия

Схема

гидростатической

передачи

(объемного типа) возврат -

но-постулательисто действия с силовым цилиндром приведена на. рис. 32, Здесь насос 3 забирает жидкость из бака 7 и подает

Рис. 32. Схема гидростатической (ре­ версивной) передачи о сило­ вым цилиндром.

ее через обратный-ззнопиый клапан 3 (исключающий обратный ток жидкости) в распределительное устройство 2, которое направля-

- 48 -

ет еа в правую или левую полость силового цилиндра 1, сообщая движение поршню. Полость, в которую вводится жидкость, называ­ ется рабочей. Жидкость из нерабочей (правой) полости удаляет­ ся через сливную линию б в бак 7.

При повороте крана-распределителя 2 роли рабочей, и нера - бочей полостей силового цилиндра меняются. Система снабжена предохранительным клапаном 4, который при повышении давления сверх установленного открывается, после чего жидкость будет поступать в бак 7 через фильтр 8.

Существуют и более сложные гидростатические передачи, од­ нако принципиальное устройство их такое же, за исключением распределительного устройства.

Здесь может иметь место несколько распределительных кра­ нов, соединенных параллельно, что обеспечивает возможность раздельного их действия на силовые цилиндры.

Рис. 33. Система с ручной установкой

 

распределителя

в положении

 

Холостого Яода

насоса.

 

Так как рабочие операции гидростатической передачи

по

времени очень коротки, то по выполнении заданной рабочей опе­ рации насос выключается или разгружается от давления жидко - сти. Для этой цели применяют механические выключатели насоса и разгрузочные камеры или создают специальные системы с на­ сосами.

Наиболее простой является схема с ручной установкой рас­ пределителя в положение холостого хода насоса (рис. 33). Кро~


- 49 - .

ме указанной схемы, применяются и специальные распределители с автоматическим соединением насоса с резервуаром.

Следует указать, что большинство гидростатических передач, применяемых на строительных и дорожных машинах, имеет в кача - стве силовой части гидравлический цилиндр.

Другая схема гидростатической передачи представлена на рис. 34. Она состоит из насоса и мотора. Обе машины соединены

Рис. 34. Схема гидростатической пере­ дачи (насос-мотор).

между собой трубопроводами высокого и низкого давления. Гид­ ропередача преобразовывает механический поток, подводимый от первичного двигателя к насосу, изменяя его силовые ..и скорост­ ные факторы на валу мотора. Рассмотрим работу гидропередача на упрощенной схема поршневых машин. Выделим в насоса и мото­ ре по одному цилиндру и соединим их трубопроводами высокого

давления

f i M и

низкого давления /г н

, как

показано

на рис. 34. Здесь

левый цилиндр принадлежит

насосу

Н , пра­

вый - мотору М,

 

 

 

В место соединения трубопроводов с цилиндром установлены клапаны, действующие принудительно: клапаны мгновенно откры­ ваются и закрываются, когда поршни находятся в крайних поло­ жениях. Так как при работе насоса и мотора имеются утечки жидкости, то система снабжена подпиточным насосом Л. , ко­ торый забирает жидкость из бака и подает ее в цилиндры через

трубопровод низкого

давления.

 

В трубопроводе-

низкого давления подпиточный насос созда­

ет некоторое повышенное давление подпитки (20-50 н/см*-).

Предположим, что к

штоку поршня мотора приложено

некоторое

 

 

- 50

-

постоянное сопротивление

<РМ

. Приложим к поршню насоса

активную силу <75Л,

.

Поршень

начнет перемещаться слова на­

право. В начальный момент давление жидкости при открытых верх­

них клапанах будет /г0 < Р п • Эго Давление является недо - статочным, чтобы сдвинуть с места поршень мотора. При переме­ щении поршня насоса жидкость сжимается и давление в ней, повы­ шается (при этом происходит утечка жидкости). При перемещении

поршня в положение 2 р 0= р м

• С этого момента поршень мо­

тора

начинает

двигаться из положения I ,

преодолевая сопротив­

ление

Эъм

. В данном случае

жидкость имеет постоянное

давление

. Когда поршень

насоса

займет крайнее правое

положение 3 , поршень мотора займет также крайнее правое поло­

жение 2 .

Допустим теперь, что клапаны в трубопроводе высокого дав -

ления (верхнее) закрылись и открылись клапаны в трубопроводе низкого давления. Так как за предыдущий такт в цилиндрах было

давление

/гм

, то

теперь часть жидкости устремится в тру­

бопровод низкого давления. Давление сравняется и станет не

-

сколько

выше давления

/г „

. Поршень насоса начнет переме­

щаться

из

положения 3

справа налево и давление в цилиндрах

и

трубопроводе достигнет

величины

р.н

^Э нергия,

затрачен­

ная на сжатие жидкости, будет частично

возвращена источнику,

 

приводящему в

движение

поршень

насоса.

Часть энергии

будет

рассеяна. Дальше поршень насоса будет двигаться из положения справа налево (исходное положение) и поршень мотора также на­ чнет двигаться справа налево (исходное положение). Затем за -

крываюгся клапаны трубопровода низкого давления и открываются клапаны трубопровода высокого давления. Так как в цилиндре давление р.н , то давление р м падэет до некоторого давления

Д;посла чего цикл повторяется.

Вгидростатических передачах нередко используются два оди­

наковых по конструкции насоса (чаще роторные). Один из них яв­ ляется насосом, второй - двигателем.

Мощность, затрачиваемая на вращение насоса, равна (пре -

небрегая гидравлическим к .п .д .

Гг

I)

 

 

M l._

т

 


 

 

 

 

-

51 -

 

 

Мощность,

создаваемая

двигателем,

 

 

 

 

 

 

.

W

где

Mj , М2

-

крутящие

моменты;

 

 

COf , сог - угловые скорости;

 

 

fit , fig

-

давление, создаваемое насосом, и давление,

 

 

 

используемое

двигателем;

 

О-п &г

-

расход жидкости;

 

 

?o-nfy-i"

объ0мныэ

к .п .д . насоса и двигателя;

 

?п-"% иГ

М0ханичаские

к .п .д .

насоса и двигателя.

Регулирование угловой скорости выхода (числа оборотов ва­ ла) осуществляется изменением расхода жидкости, поступающей к

мотору, при постоянном объеме мотора или изменением

его объе­

ма при постоянном расхода жидкости.

 

Расход жидкости

изменяют дросселированием, т .е .

отводом

части жидкости в бак

или изменением рабочего объема

насоса

(объемное регулирование). Первый способ (дросселирование) при­

меняется только в небольших установках.

 

 

 

П р и

о б ъ е м н о м

р е г у л и р о в а н и и

на

происходит

какой-либо потери

мощности, так как насос подает

то количество жидкости, которое необходимо для обеспечения

'

требуемых скорости и мощности

мотора.

 

 

 

 

При

&н =0.м

 

 

 

 

 

 

 

9 н п н = 9 м п " >

 

 

(45)

 

где

QH1 Qn

-

расход

жидкости

насоса

и мотора в минуту;

 

n Ht

11м

~

число

оборотов

насоса

и мотора в минуту;

 

 

1

 

-

расход

жидкости

насоса

и мотора за один

обо­

 

 

 

 

рот.

 

 

 

 

 

Уравнение (65) показывает,

что число

оборотов выходного

вала гидростатической передачи

зависит от

отношения рабочих

объемов насоса и мотора

О t и

Ом .

 


- 52 -

Выражения для теоретической мощности и крутящего момента на выходном валу мотора имеют следующий вид:

 

 

 

Мт =к л р М м

,

 

 

 

(46)

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

(47)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

К

-

коэффициент размерности;

 

 

 

 

AfL

-

перепад давления

А р = р ^ - р г

(п еред мотором

и

 

 

 

после

него);

 

 

 

 

 

 

 

0 »

-

расход (объем)

в

минуту;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П-м

-

число1оборотов

мотора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из выражения

(46) и (47)

следует, что мощность при

по -

етоянном

перепаде

давления

 

A ft

изменяется

пропорционально

расходу

в м

 

. Поскольку при регулировании объема на­

сосе

пропорционально расходу изменяется

и число оборотов мо­

тора

п м

 

, величина момента

Мт

на

валу мотора

ос­

тается постоянной

при любом значении расхода, но при постоян­

ном

A ft ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для реверсирования направления вращения необходимо изме­ нить направление потоков жидкости к окнам питания и слива на противоположное. В схеме гидростатической передачи с насосом постоянного расхода рис. 35 это можно осуществить с помощью

%r~U

п

Рис. 35. Схема гидропередачи с насосом постоянного расхода:

I - насос; 2 - мотор; 3 ~ распре­ делительное устройство.

распределительного устройства 3, а в схеме с регулируемым насосом - изменением направления подачи жидкости самим насо­


53 -

сом (рис. 36). В этом случае должны быть предусмотрены запор­ ные обратные клапаны 3. Полный к .п .д . гидростатической пере­ дачи вращательного типа равен 80-85%.

Рис. 36, Схема гидропередачи с регулируе­ мым насосом:

I - насос; 2 - мотор; 3 - обрат­ ные клапаны.

3 . Основные параметры и расчетные Формулы гидростатиче­

ских передач

Величина мощности, отдаваемая насосом, монет быть опреде­ лена по формуле

где

J>

-

плотность жидкости

(кг/дм 3);

 

Q.

-

производительность

(расход) насоса (дм3/сек ;

 

 

 

л /сек );

 

 

/I

-

давление (м

в о д .с т .).

 

 

Мощность,

передаваемая

гидропередачей рабочему агрегату

 

 

 

 

квт’

(49)

где

р

- к .п .д . гидропередачи;

 

СР. - усилие на штоке силового цилиндра, кг;

гг- скорость поршня силового цилиндра, м /сек.

Величина р - зависит от конструкции

и степени

износа

узлов гидропередачи, а также от вязкооти жидкости.

 

Для предварительных расчетов

можно принимать р

3= 0 ,6 .

Значения к .п .д . и передаточное число 'для различных

строитель­

ных машин приведено, например, в

таблице 2

С М