Файл: Энгель, В. Ю. Основы теории и расчет объемных гидромашин с фазовым регулированием учебное пособие.pdf

кость поступает в радиальные каналы 10 распределителя 5, откуда через окно нагнетания 9 и отверстие 11а блоке цилинд­ ров 14 поступает в лодпоршнавое пространство, воздействуя о б о и м давлением на торец поршня. На цилиндрической поверх­ ности блока цилиндров выполнено сферическое утолщение 15, опирающееся на кольцо 24, запрессованное ,в корпус пидромотора. Такое устройство позволяет блоку цилиндров для лучше­ го прилегания его торцевой поверхности наклоняться к зеркалу

распределителя. Вращение блока цилиндров предотвращается штифтом 25. Жидкость под давлением, поступившая в цилиндр, через поршень и шток, имеющий сферические концы, воздейст­ вует своим давлением на опорный диск 16, который не может вращаться, так как его ползун 22 размещен в пазу 21 корпуса. От диска 16 усилие через шары 17 подшипника передается на­ клонному диену 18, выполненному как одно целое с валом 19 гидромотора. Сумма усилий от поршней, находящихся в зоне окна нагнетания, вызывает вращение наклонного диска 18 с валом 19. Вращение наклонного диска 18 передается поворотно­ му распределителю 5 через механизм изменения расхода жид­ кости.

Жидкость, вытесняемая поршнем из цилиндров при нерабо­ чем ходе, через канал 4 и радиальные отверстия 3 распредели­ теля поступает в полость корпуса, откуда отводится через отвер­ стие слива 1.

89

ГЛ АВ А I I I . Р А Д И А Л Ь Н О -П О Р Ш Н Е В Ы Е Г И Д Р О М А Ш И Н Ы

§1. Анализ схем регулирования

Вотличие от пластинчатых и аксиально-поршневых гидромашин, которые снабжаются преимущественно торцевым рас­ пределителем, радиально-поршневые машины, в основном, име­ ют цапфовое распределение (ем. рис. 3). Это в определенной степени отражается на протекании рабочих процессов гидрома­ шины. Поэтому полученные в гл. I аналитические зависимости оказываются пригодными только в определенной степени.

При регулировании подобных машин посредством изменения фаз распределения жидкости самое существенное значение при­ обретает рациональное профилирование рабочих участков на­ правляющей статора, по которой катятся (или скользят) голов­ ки поршней (или связанные с поршнями детали). Естественно,

ипроцессы, протекающие в цилиндрах при прохождении ими перемычки между окнами распределителя, продолжают играть важную роль.

Рабочие процессы радиально-поршневых гидромашин рас­ смотрим на примере гидромотора, принцип действия которого описан во Введении (см. рис. 3).

Схема 1. На рис. 3.1 дан график приведенных скоростей участка направляющей и указаны соответствующие ему окна распределения. Рассмотрим регулирование ра(бочего объема ГМ при повороте распределителя.

Рабочие и сливные участки направляющей одинаковы. Рабо­ чий участок профиля состоит из двух частей cpi и фг (положе­ ние 1). На участках направляющей, соответствующих Д, пор­

профиля фр. Оно постоянно соединяется с напорным давлением

направляющей фр.

Жидкость под высоким давлением подводится в поршневые группы, движущиеся по рабочему участку на части его подъема,

91

соответствующей углу фь При переходе поршней на участок ф2 их полости соединяются через окно bic„,a со сливными канала­ ми распределителя. Под действием этого давлен,ия поршни дви­ жутся вверх, однако работу они не совершают. В отличие от нерегулируемых гидромоторов здесь переход поршней с напор­ ного на сливной участки профиля происходит не при скорости движения поршня в радиальном направлении оф = 0, а при ко­

нечном ее значении, т. е. оф2 Ф0. Поэтому при наличии пере­ крытий между напорными Ь\п.п и сливными Ащл.п окнами рас­ пределителя поршневая полость при переходе от напорной ча­ сти профиля к сливной не соединяется ни с напорной, ни со сливной магистралями.

Для устранения этого явления необходимо уменьшить вели­

которые обеспечивают наилучшее заполнение графика нф по ф, что соответствует наименьшему значению v<p2;

■б) увеличением участка фг, на котором происходит регули­ рование.

Наиболее рациональной кривой на участке фг для обеспече­ ния минимальных значений o<p2 является спираль Архимеда, обеспечивающая постоянство оф2 на этом участке (см. рис. 3.1). Из анализа этого рисунка видно, что уменьшить vVl посредст­ вом увеличения участка ф2 не удается даже при небольших хк (хк —кратность гидромотора). Это объясняется наличием боль­ ших участков А, на которых поршни не выполняют полезную работу.

Коэффициент неравномерности скорости вращения вала гид­ ромотора может быть определен по следующей зависимости:

хк — количество рабочих ходов поршня за 1

вания; ?таХ; <7К —максимальное и текущее значение рабо­

чего объема;

( Е у<р)тах’> (2 уф)ш1п —максимальная и минимальная суммы приведенных скоростей движения порш­

ня в радиальном направлении;

93

Р и с . 3.2. Профилирование направляющей и размещение окон распре­ делителя г.идромотора по схеме 2:

94

При больших значениях v4>2 (неизбежных при данной схеме) возрастает неравномерность работы гидромотора, так как вели­

чина ( 2 п » х » < р - 2 ш « п * ф ) не может быть равна нулю (поршни переходят с напорного участка на слив не при нулевом значении

Цр). Как будет показано, 2шаХ^Ф — 2пНгЛр = (>в лучшем слу­ чае), т. е. разность равна величине скачка, совершаемого порш­ нем при переходе с рабочего участка на сливной.

Диапазон регулирования гидромотора, выполненного по схе­

рабочего участка профиля, и, следовательно, его кривизна вели­ ка. Это также увеличивает угол бокового давления на поршень. Поэтому создание долговечной конструкции с небольшими габа­ ритными размерами по схеме 1 затруднительно.

Схема 2. На рис. 3.2 показаны график и принципиальная конструкция распределительных окон гидромотора с другим

тель' многоступенчатый. Окно Ь1ял соответствует участку qn на­ правляющей и соединено с напорной магистралью. Это окно неподвижно. Окна Ь2н.п и 63н.п соответствуют участку ф2 и срз на регулируемой части профильной направляющей. Эти окна так­ же соединяют с напорными каналами, однако их размещают на поворотных частях распределителя. Сливному участку направ­ ляющей фс соответствует окно bicll.u, соединенное со сливом и связанное с неподвижной частью распределителя.

■На сливном фс участке располагаются и другие окна распре­ делителя Ь2сл.п и Ьзсл.п, которые также соединены со сливом. Они находятся на поворотных частях распределителя, где раз­ мещены соответственно окна 62н.п и Ь3нл.

На рис. 3.2 показано изменение величины рабочего хода при повороте подвижных частей распределителя и положение окон распределителя относительно криволинейных направляющих статора. Здесь ф2 и ф3 имеют большую по сравнению со схемой 1

напряженности, долговечности гидромотор схемы 2 значительно эффективнее гидромотора схемы 1. Однако это достигнуто

95