пользуется центральный стержень. Углы лопаток колес после отливки не припиливаются; шероховатость поверхности каналов соответствует у 5 . Благодаря указанной точности (отклонение по наружному диаметру лопаток в отливке до 0,006 м; точность рас положения по шагу ±0,0014 м) и шероховатости в насосах и тур бинах обрабатываются только посадочные места.
Реактор гидротрансформатора сварной, состоит из штампован
ных деталей. В некоторых конструкциях |
применяются |
подшип |
ники скольжения. Так как одноступенчатые |
гидротрансформаторы |
с центростремительной турбиной имеют |
малые значения М2 |
при і > 1, для возможности использования тормозных |
свойств |
двигателя в некоторых конструкциях используется муфта свобод ного хода между насосом и турбиной (модель СО). Обычно такие модели гидротрансформаторов применяются на кранах.
Гидротрансформаторы обычно крепятся к картеру маховика дизеля, при этом корпус центрируется по картеру маховика, а ведущая часть — по коленчатому валу. Одновременно с этим в кор пусе имеются приливы для крепления гидротрансформатора на опорах. Для передачи мощности используется зубчатая муфта. При этом зубчатый венец, крепящийся к маховику, изготовляется из текстолита. Ведомый вал гидротрансформатора рассчитывается из условия консольного съема мощности. Рекомендуемые режимы эксплуатации приведены в табл. 11.
Таблица 11
Эксплуатационные режимы гидротрансформаторов, рекомендуемые фирмой Твин-Диск (США)
Серия |
|
|
|
'масла в |
° С |
Давление |
Система |
гидро |
ш ішах |
м і т а х |
|
|
|
транс- |
|
|
|
подпитки |
охлажде |
форма - |
в 1/с |
в Н-м |
рабо |
мини |
макси |
в Н/м 2 |
ния |
торов |
|
|
чая |
маль |
маль |
|
|
|
|
|
|
ная |
ная |
|
|
1500 |
230— |
586 |
|
|
|
|
|
|
272 |
|
|
|
|
(14,65— |
Тепло |
|
|
|
80— |
—70 |
— 120 |
1300 |
314 |
473 |
43,9)X |
обмен |
ПО |
|
|
X 10« |
ник |
1100 |
367 |
317 |
|
|
|
|
|
Производитель ность насоса
вма на 100 об/мин
2 , 2 - Ю - 3
0,84-10" 3
0,84- Ю - 3
Фирма Аллисон (США) изготовляет семь серий гидротранс форматоров: 200, 300, 400, 500, 600, 800 и 900. Серии 200 и 300 рекомендуются для работы с двигателем мощностью 29,5—ПО квт, серия 500 от ПО до 258 квт и серия 800—900 от 184 до 295 квт! Для серий 200—300; 400—600; 800—900 имеются соответствующие три размера корпуса. Обозначаются гидротрансформаторы ТС. Фирма изготовляет пять конструктивных модификаций гидро трансформаторов.
1. Б а з о в а я — с ведомым валом автомобильного типа (имеет на конце ведомого вала карданную полумуфту, рис. 154, а) и
нение из стальных пластин, которое служит для передачи мощ ности двигателя. Благодаря этому достигаются минимальные осе вые габаритные размеры гидротрансформатора.
2. Внутренний диаметр рабочей полости D0 увеличен за счет увеличения ее осевых габаритных размеров. За счет этого можно увеличить диаметры ведомого вала и подшипников, а также увели чить диаметры роликов в муфте свободного хода. Благодаря этому может быть достигнута необходимая долговечность деталей при стандартных материалах.
Фирма Окамура (Япония) |
изготовляет |
гидротрансформаторы |
типа «Аллисон», но с несимметричными реакторами. |
Параметры |
гидротрансформатора FRM-22 (рис. 155) приведены |
ниже: |
Тип гидротрансформатора |
|
Одноступенчатый |
|
|
четырехколесный |
Ко |
|
3,2 |
|
ту* |
0,86; |
тт.™ = 0,9 |
Емкость в м3 |
|
0,040 |
|
Масса в H |
|
2250 |
|
Активный диаметр в м |
|
0,526 |
|
zu |
|
27 |
|
z-i |
|
28 |
|
zpi |
|
17 |
|
грп |
|
20 |
|
Фирма для некоторых модификаций устанавливает муфты сво бодного хода между насосом и турбиной. Подпиточный насос гидро
трансформатора состоит |
из двух |
секций: большая — служит для |
подпитки, м а л а я — д л я |
откачки рабочей жидкости из поддона |
гидротрансформатора. |
Реакторы |
гидротрансформатора смонти |
рованы между опорными шарикоподшипниками. |
Фирма Эльба-Верке |
(ФРГ) рекомендует свои гидротрансфор |
маторы для строительных и дорожных машин и тепловозов. Фирма изготовляет одноступенчатые трехколесные гидротрансформаторы с центробежной турбиной, у которых коэффициент К0 = 5,8 — 9,3 и 3-т-4,7. Кроме этого, фирма разработала параметрический ряд из пяти типоразмеров. Условное обозначение размеров: 20, 30, 40, 50 и 60. Максимальный размер 20.
Для каждого размера гидротрансформатора разработано девять модификаций колес, за счет чего при пх = const достигнуты диа
пазоны |
изменения энергоемкости от 1,8 до 2,6. Основные |
пара |
метры гидротрансформаторов приведены в табл. 12. |
|
Каждый гидротрансформатор обозначается шестью цифровыми |
группами, отражающими тип, размер, лопастную систему |
(нагру |
жающие |
качества), конструкцию первичного и ведомого |
валов, |
а также |
конструкцию корпуса. |
|
Фирма изготовляет гидротрансформаторы, у которых ведомый и ведущий валы соосны и ведомый вал располагается ниже веду щего. В последнем случае внутри гидротрансформатора приме няется редуктор.
Принципиальные схемы однопоточных гидромеханических при водов показаны на рис. 156 [3]. Гидротрансформатор устанавли вается за валом приводного двигателя и служит для привода сле дующих механизмов: подъемного и напорного (П и Н) на одномо
торных одноковшовых экскаваторах; грузоподъемного (Г) на кранах и экскаваторах; ходового (X) (ходовой механизм на по грузчиках, скреперах, бульдозерах, автогрейдерах и катках используется не только для передвижения машины, но и для осу ществления рабочего процесса); реверсивного (РМ).
На зарубежных кранах получили распространение схемы, в ко торые входят два гидротрансформатора при одном двигателе
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 12 |
|
|
Параметры гидротрансформаторов |
фирмы |
Эльба-Верке (ФРГ) |
|
Группа |
|
^70 |
|
|
Прямая |
|
|
гидро- |
|
|
•Пк=і |
прозрачность |
Ко |
|
транс |
'max и 'min |
Г|* |
Обратная |
|
форма |
|
|
|
|
прозрачность |
|
|
торов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
4,6 |
0,85 |
0,7 |
1,12 |
7,8 |
|
0,7 |
и 0,152 |
1,44 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
0,8 |
0,6 |
1,17 |
8,8—9,3 |
|
0,55 и 0,18 |
1,45 |
|
|
|
|
|
|
з |
|
4,7 |
0,86 |
0,8 |
1,1 |
5,8 |
|
0,87 и 0,185 |
1,26 |
|
|
|
|
|
|
(рис. 156, в) |
и два гидротрансформатора |
при двух двигателях |
|
(рис. 156, г). Для всех |
самоходных |
землеройных машин важным |
показателем является максимальное использование сцепного веса во время резания и набора грунта. На машинах, имеющих малую базу [например, погрузчиках (рис. 156, о)], это достигается за счет механического привода обеих осей. На машинах с большой базой, у которых между осями расположен ковш (например, на скреперах), а также на тягачах с прицепами, осуществить такое решение невозможно. На таких машинах за рубежом часто при
меняется двухдвигательный |
привод (рис. |
156, е). |
|
ВНИИСтройдормашем |
рекомендуется |
электромеханический |
привод, |
в который входят |
генератор переменного тока |
и асин |
хронные |
электродвигатели |
с гидротрансформаторами, |
встроен |
ными в колеса, гидромотор колеса (рис. 156, з). При наличии на тягаче гидромеханического привода рекомендуется активизация задней оси при помощи асинхронного электродвигателя с гидро трансформатором, расположенным вне оси (рис. 156, ж) [3].
Все расчеты, связанные с установкой гидротрансформаторов в приводах машин, могут быть проведены, если известны расчет ные или фактические значения нагрузок на исполнительные меха низмы во время выполнения следующих операций: разработки, резания и набора грунта; разгона и реверсирования масс; подъема и опускания грузов; передвижения машины в порожнем и груже ном состоянии.
В настоящее время наиболее полно исследованы нагрузки на исполнительные механизмы экскаваторов во время разработки и отсыпки грунтов, на механизмы катков статического действия во время укатки грунтов и покрытий. В значительно меньшей степени исследованы нагрузки на исполнительные механизмы погрузчиков, скреперов, автогрейдеров и других машин.
На основании проведенных исследований ВНИИСтройдор машем были сформулированы следующие основные технические требования к проектируемым гидроприводам [3]: максимальное
использование мощности двигателя и высокий к. п. д. передач при переменных нагрузках и различных режимах нагружения; огра ничение динамических нагрузок в узлах трансмиссии; сокраще ние до минимума работы буксования фрикционных муфт при раз гоне и реверсировании машин; получение оптимальной частоты вращения поворотной платформы экскаватора при работе с зем леройным оборудованием (7—9 об/мин) и минимальной при грузо подъемных работах (0,5 об/мин); получение минимальных ускоре-
|
мом |
лн |
|
|
а) |
|
|
Пнг кпРМ_ |
|
|
г |
Щ к У |
4 |
РД |
|
АД |
|
|
|
|
ГТРиКП' |
мом d) |
(XPHZîbHZ}' |
РД |
кп |
КП |
| — L |
мои
S)
Рис. 156. Кинематические схемы гидромеханических однопоточных передач строительных и дорожных машин:
а — одноковшового универсального экскаватора; б — одномоторного крана с одним гид» ротрансформатором; в — одномоторного крана с двумя гидротрансформаторами; г — крана с двумя двигателями и двумя гидротрансформаторами; d — погрузчика; е — скре пера с двумя двигателями; ж — скрепера с активной задней осью; з — скрепера с турбо-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моторколесами; |
и — моторного |
|
катка; Г — грузовой механизм; |
П, H — подъемный |
и напорный механизмы; МОМ |
— механизм отбора мощности; РМ |
— реверсивный меха |
низм; X — ходовой механизм; |
Д |
— двигатель; |
ГТ |
— гидротрансформатор; Р |
— редук |
тор постоянного зацепления; РД |
— двухступенчатый редуктор; РГ |
— редуктор |
привода |
генератора; |
PC |
— согласующий |
редуктор; |
КП |
— коробка передач; |
СГ — синхронный |
генератор; |
АД |
— асинхронный двигатель; |
ГТв |
— гидротрансформатор |
вспомогательного |
|
|
привода; ГТР |
— реверсируемый |
гидротрансформатор |
|
ний в процессе перемещения и остановки груза; обеспечение бес ступенчатого регулирования скоростей подъема и опускания гру зов, независимости скоростей грузоподъемного и поворотного
механизмов, минимальных динамических нагрузок при |
переходе |
с подъема на опускание грузов; обеспечение минимальных |
рабочих |
скоростей передвижения машины (до 0,9 км/ч) и максимальных транспортных скоростей (40—45 км/ч); обеспечение безопасного переключения передач на ходу.
В соответствии с этими требованиями были сформулированы требования к конструкции, нагружающим и преобразующим свой ствам гидротрансформаторов для строительных и дорожных машин: для совместной работы с дизелями тракторного типа наиболее
Целесообразно использовать гидротрансформаторы С малой проз рачностью Я ^ 1,3; характеристика гидротрансформатора должна обеспечивать наиболее широкую зону высоких значений к. п. д. на тяговом режиме работы. При этом для одномоторных одноков шовых экскаваторов, самоходных кранов и катков допустимо ис
пользовать характеристики, у которых диапазон |
d 7 5 5* 2,2, |
коэф |
фициент ограничения |
по моменту /С м «s; 2, а коэффициент ограни |
чения по скорости КІ |
1,5. |
|
|
Характеристика гидротрансформатора должна |
обеспечить |
воз |
растание момента на ведомом валу при работе на режимах противовращения (і < 1) до і ^ —1 (для кранов); при этом жесткость характеристики на обгонном режиме должна быть максимальной
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(G |
1,5 - Ю - 6 ) . |
Потери в |
гидротрансформаторе при |
отсутствии |
нагрузки |
на ведомом валу |
не должны превышать |
25% |
от номи |
нальной |
мощности |
дизеля |
для экскаваторов, кранов |
и катков," |
и не более 15% |
— д л я остальных машин. |
|
|
|
|
Конструкции гидротрансформаторов должны обеспечивать: для |
кранов — регулирование нагрузочных характеристик |
насоса при |
постоянной частоте вращения, сопровождающееся |
уменьшением |
моментов на турбине до 20 раз и уменьшением частоты |
вращения |
турбины |
не менее |
чем в 2 |
раза; для катков, кранов |
и экскавато |
ров — привод к устройству, стабилизирующему частоту вращения ведомого вала, и выключение, т. е. разъединение ведущей и ведомой частей гидротрансформатора.
В табл. 13 приведены технические данные основных типов гидро трансформаторов, применяющихся на строительных и дорожных машинах. Анализируя параметры этих гидротрансформаторов, можно сделать вывод, что они в основном отвечают требованиям, предъявляемым к их характеристикам и конструкциям.
Так, анализ гидротрансформаторов, работающих в приводе катка Д-553 статического действия с главными вальцами, устано вил необходимость применения центробежного регулятора или другого устройства для обеспечения постоянства частоты вращения вала турбины в процессе укатки. Наиболее целесообразным для катков статического действия следует считать трехколесный гидро трансформатор в комплексном исполнении.
Анализ, проведенный ВНИИСтройдормашем, показал, что, не оказывая существенного влияния на время рабочего цикла (производительность), конструкция гидротрансформатора может значительно влиять на расход топлива и максимальные нагрузки в трансмиссии. В частности, в трехступенчатых гидротрансформато рах типа «Твин-Диск» и в гидротрансформаторах с центробеж ной турбиной фирмы Эльба-Верке при работе в приводе экска ватора могут быть потери примерно в 2 раза большие, чем в гидро трансформаторах с центростремительной турбиной, что влечет за собой увеличение расхода топлива почти на 15%. Максимальные нагрузки в трансмиссии при этих гидротрансформаторах и непро бу ксовывающих фрикционах также увеличены на —40% [3] .
