Тема:Конструкции и расчёт объёмных гидромашин и элементов гидропривода
1. Гидравлическиемашины объёмного действия
а) поршневые
б) планетарные
в) пластинчатые
г) шестерённые
2. ГидродвигателиВ.П. движения
3. Кондиционеры(резервуары, охладители, Р.В.Д.)
4. Контрольно-регулирующиеи распределительные элементы
5. Фильтры и рабочиежидкости гидроприводов
При изучениигидродинамических машин (насосов) мы уже рассматривали их конструкцию.
Вспомним: Гидронасос −машина, преобразующая механическую энергию твёрдого тела в гидравлическую энергиюжидкости.
Гидродвигатель −машина, преобразующая гидравлическую энергию жидкости в механическую энергиютвёрдого тела.
Объемной гидравлическоймашиной называют такие гидравлические машины у которой рабочий процесспроисходит за счёт попеременного (поочерёдного) заполнения и вытеснения рабочейжидкости из рабочей камеры.
Объёмный гидроприводнаходит всё большее распространение в сельскохозяйственной отрасли.
При изучении с/х техникив хозяйствах с ней поступит документация, а именно:
— тех паспорт
— инструкция поэксплуатации, где найдёте схему гидросистемы, как ей пользоваться? Что естьчто?
Давайте рассмотрим:
Обозначение на схемах:
Насосы:
/> /> /> /> /> />
/>/>/>/>/>/>
Q- const Q≠const Q−const Q≠const
не регул. Регул. Не регул. Регул.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> не реверс. Не реврс. Реверс. Реверс.
Гидроматоры:
Применение: ГСТ, входовых системах Дон-1500, Е-512, 516 КСК-100 «Полесье»
Гидромашиныклассифицируются:
1) по принципудействия
− с постоянным ирегулируемым объёмом
− с постоянным ирегулируемым потоком потоком
— одно, — двух и –многократного действия
2) По конструкции:
− шестерённые, −поршневые,
− пластинчатые, — винтовые, — планетарные и др.
Общие параметры ихарактеристики гидромашин:
1. рабочий объём, q0, см3/об
2. расход жидкости(производительность)
Q=q0∙n где n[c-1]
К.П.Д. ηг.м.=n0∙ n1∙ nм
3. Момент,развиваемый гидролмашиной:
M=0.159ΔP∙ q0∙n
где q0−см3/об
ΔP=Pн−Pcп,МПа
4. Мощность
N= M∙ω,где ω-[c-1]
Поршневые гидромашины: −предназначены для перекачки воды, топлива, масел, жидких удобрений и т.д.
Бывают одно-, двух-,трёх- … … многопоршневые
/>
Для любого поршневогонасоса объёмная постоянная будет оределятся:
q0=/>
где h − ход z −число поршней
/>
Для обеспеченияпостоянства подачи (равномерности) применяют демпферные устройства:
— гидроколпаки, — гидроаккумуляторы, и др.
Аксиально-поршневыегидромашины:
/>
Применяются в ГСТ:
Особенность: имеютнаклонный диск 6
1. Корпус
2. Распределитель
3. Поршень
4. Направляющиеобоймы
5. Каналы
Корпус не вращается,вращается наклонный диск (шайба)
q0=/>
угол β регулируется(−30…+30)
Имеются машины снаклонным блоком у них угол β − const = 200…300.
Применяют у машин,совершающих поворотное движение: краны, экскаваторы, грейдеры и т.п.
Планетарные гидромашины
Применяют для приводарабочих органов с/х машин
/>
При повороте вала на одиноборот происодит переключение каналов по следующему циклу: I−IV−VII−VI−II−I.Следовательно, за один оборот ротора у гидромашин происходит шесть рабочихциклов при семи циклах распределителя.
Рабочий узел этошестерённая пара внутреннего зацепления.
q0=/>
Dе − диаметр делительнойокружности
z1 − число зубьев ротора
z2 − число зубьев статора
е − эксцентриситет
b − величина шестерни
/> − объёмный К.П.Д.
К.П.К. гидропривод навыгрузном шнеке комбайна
Механическиехарактеристики гидродвигателей в тех. паспорте
/>
Радиально-поршневыемашины
Используются в ходовыхсистемах как гидродвигатели;
q0=/>
где е −эксцентриситет
z − число поршней
К − число рядов
/>
Радиально-поршневыемашины
1. Плунжер
2. Ротор сцилиндрами
3. Распределительноеустройство
4. Направляющаяобойма
5. Канал
Подачарегулируется изменением «е»
Однойиз распространённых модификаций является высокомоментальный гидропривод дляходовых колёс.
Высокомоментальныйгидродвигатель называют ещё тихоходные гидромоторы.
К.П.Д.
M= />
Шестерённыегидромашины
бываютс наружным зацеплением и с внутренним.
/>
Схемашестерённых гидромашин
а) 1. Ведомая шестерня
2. Корпус
3. Ведущая шестерня
4. Вал
А и Б −всасывающая и нагнетательная полости
б) С внутреннимзацеплением
1. Внутренняяшестерня
2. Подвижная шестерня
3. Разделитель
4. Вал
5. Корпус
А и Б − всасывающаяи нагнетательная полости
q0=/>
где m − модуль
b − ширина шестерни
z − число зубьев
/>
/>
где R − радиус выступов
r − радиус впадин
b − ширина шестерни
z − число зубьев
Используются Р=20…50 МПа
Роторно-пластинчатыегидромоторы:
/>
Пластинчатыйнасос однократного действия
1. Всасывающее окно
2. Пластина
3. Нагнетательноеокно
4. Ротор
5. Статор
Объём рабочей жидкости:
/>
где k − число пластин
h − толщина пластин
b − ширина пластин
/>
Промышленный выпускнасосов с постоянным объёмом рабочей жидкости:
q0=10…850 см3/об
Рабочее давление ΔP=16…20 МПа
Для роторно-пластинчатыхгидромоторов:
q0=80…16000 см3/об
Mкр= до 50 кН∙м
Гидродвигателивозвратно-поступательного движения (действия)
Гидродвигателивозвратно-поступательного движения (действия) – машина преобразующаягидравлическую энергию жидкости в возвратно-поступательное движение твёрдоготела.
К ним относятся
− гидроцилиндры
− поворотникиразличного рода
− вибраторы (ДВП−80)
Гидроцилиндры
1) 2)/> /> /> /> />
3) />
1) Гидродвигательодинарного действия
2) Гидродвигательдвойного действия
3) Телескопический
Основной характерявляется усилие на штоке
/>
где ηц=0,97…0,98
Мощность гидроцилиндра
N=F∙σ=/>
/>
Крутящий момент
/>
ΔP − перепад давления
Sп − площадь поршня
De − диаметр делительной окружности шестерни
z − количество одновременноработающих поршеней
3. КОНДИЦИОНЕРЫ(Резервуары, охладители, гидроаккумуляторы, трубопроводы, фильтры)
/>Обозначаются на схемах
/>
Корпус
1. Перегородка
2. Фильтр
3. Горловина
4. Сливнаямагистраль
5. Сапун
6. Всасывающаямагистраль
7. Сливная пробка смагнитом
8. Щуп
9. Охладитель
Резервуары могут быть сатмосферным давлением и с избыточным
Тракторный резервуар сатмосферным
ГСТ−90 сизбыточным
Объём резервуара:
V=/>
c − количество тепла выделяемоепри работе
a − коэффициент перевода [Дж]0,06−0,069
Ктп − коэффициент теплопередачи жидкости окружающему воздуху.
tж − темп. жидк.
tв − тепература
Трудно подсчитать V − резервуара можно подсчитать, используя формулу:
V=(0,5÷2)qH
где qH − производительность насоса вл/мин
НШ−32 − qH=40 л/мин
Если работает системаперемешки, то V=0,5 qH≈20 л
то V=2∙qH≈80 л
ОХЛАДИТЕЛИ
На схемах:/> /> /> /> /> /> /> />
/>
открытый закрытый охладитель отвода
тепла
Площадьохладителя:
/>
Врезультате нагрева рабочей жидкости
C − тепло гидроприв. отвод.
Cp −количество тепла отводящееся поверхности резервуара
ГИДРОАККУМУЛЯТОРЫ
Могутбыть диафрагмовые, плунжерные, поршневые
V=Sп∙h
h − зависит от глубины обработки
Присжатии газа происходит политропный процесс (закон)
/>
χ=1,4
V1 − объём при Рт
V,P − объём и давление текущее (изменение) при текущем Р
Гидроаккумуляторгазовый поршневой
ТРУБОПРОВОДЫ
/>/>/>/>/>/>На схемах: соедин. несоед./> />
/>/>/>/> необходимо соед.
Диаметр труб выбираетисходя из уравнения неразрывности
Q=v∙S
/>
где v − скорость движения жидкости в трубопроводе.
Q − расход.
Для тонкой очисткинеобходимы керамические фильтры. Если бы примеси удалось уменьшить с 25 до 5,то срок службы увеличился бы в 10 раз.
Жидкости могутотстаиваться (очищаться) в − гравитационном поле
−центробежном поле
−магнитном поле
−и очищающих элементах
Фильтры: поверхностные,объёмные, комбинированные.
Различают фильтры: 1)сетчатые
2) из тонкойвойлочной бумаги
3) сетки с войлочнойбумагой
Фильтры характеризуеткоэффициент фильтрации:
К=/>,
где n1 − количество частиц вне фильтрации
Пропускная способностьфильтра Qф
/>,
где К − удельнаяпропускная способность
S − полощадь фильтрующего материала
μ −коэффициент динамической вязкости
Если взять загрязнённостьвоздуха она находится в пределах (от 0,047 до 3,43) г/м3 пыли
Для жидкости этозагрязнение активное.
/>/>/>/>/>/> На схеме:
фильтр
Контрольно-регулирующие ираспределительные элементы.
Клапана: −переливные
−предохранительные
− разностипотоков
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>На схемах: регулируемые винтом
Наиболее распространённые
− шариковые
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
h − величина подъёма клапана (сжатая пружина)
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> − конусные
/> /> /> /> /> />
dу − условный диаметр
Расход жидкости черезклапан
/>
Коэффициент расхода μкл=0,6÷0,72;
Высота подъёма клапана:
/>
α=450−для шариковых
α=300=600− для конусных
Если необходимоотрегулировать давление, то при определенном давлении срабатывает клапан
/>;
Cn − жёсткость пружины
h − высота срабатывания(деформация пружины)
Делители потока(мощности)
/>− дроссельные, − объёмные регулируемый
/>/>/>/>/>На схемах: дроссель дроссель/> />
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Дроссельный делитель
Объёмныеделители:
/>/>/>/>/>/> N1/> /> /> /> />
/>/>/>/>/>/>/> N N2
N=N1+N2
ΔPQ=ΔP1Q1+ΔP2Q2 без учёта η
Контрольно-регулирующие ираспределительные элементы.
Распределители: −золотниковые (ьракторные), − крановые(комбайн), − клапанные(комбайн)
одно-, двух- (Т-25)… −многосекционные (3-х МТЗ)
двух−позиционные 3-хпозиционные
/>/>/>/> подъём опускание /> подъём опускание
4-х позиционные пл/> />
пл заперто
С управлением: −ручным, − механическим, − электрическим, − пневматическим, −гидравличеким.
/>/>/>/>/>/>/>/>На схемах: с ручным управленеим
/>/>/>4-х позиционные электромагнитный
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>2-х поточные управляемый
/>/>/> Характеристикираспределителей
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> а − ширина протока
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Q a b − ширина пояска
/>/> золотника
a=b − золотник с нулевым
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> X перекрытием
зол.
перемещ.
/>/> Q
b
/>/>/>/>b>a золотник с положительнымперекрытием
/>a>b золотник с отрицательным перекрытием X
/> Q/> />
/>/> зона запаздывания
(Релейнаяхарактеристика)
X
Расход через золотник:
/>
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Sз =/> sinα=1
sinα=1
/> α
/> sinα≠1 sinα≠1
Плавное изменение параметров
Уплотнения игерметичность
В элементах гидроприводабывают подвижные и неподвижные соединения, радиальные и торцовые……
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Уплотнение достигается эластичными кольцами, которыеуплотняют.
П −образн. Х− образн.
Манжета
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> Механические уплотнители
Лабиринтноеуплотнение
Клапан с проточками
Кроме этого набивочное,диафрагмой……
По герметичности имеется11 классов герметизации
1 класс − нетутечек или min
11 класс −допустимые утечки.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Подбор колец для уплотнения:
/> dк
/>
dк=/>,
Жидкости
Свойства изучаемые напервом занятии:
Все относится кгидроприводам.
Особенности жидкостигидропривода в том, что они работают при T=−500…+500С и при Р=0,1 до 25 МПа (гидроприводы с/х машин)
Изменение температуры на1 градус приводит к изменению v на1 порядок.
Изменение давления приводит к изменению v на4 порядка.
В жидкости присутствуетвоздуха 7÷12% воздуха эти воздушные составляющие нарушают работугидропривода, изменяя жесткость работы.
Марки жидкостейприменяемых в ГСМ
М−10Т
МГ−10, 30.