Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Гидромашин различных типов и их параметрам
При разработке полнопоточной ГОТ в первую очередь сталкиваются с вопросом, какой тип ГМ, высокомоментных или низкомоментных, следует применить на транспортном средстве и в каком конструктивном исполнении. По этому поводу следует отметить следующее. В современных ГОТ транспортных установок в качестве основных ГМ используются исключительно аксиально-поршневые насосы с наклонным диском и наклонным блоком, с торцевым распределением, регулируемые, реверсивные и обратимые. Применение их вызвано тем обстоятельством, что практически только насосы, выполненные по указанным конструктивно-силовым схемам, могут обеспечить устойчивую и длительную подачу РЖ с высоким давлением при достаточной эффективности. Общий КПД указанных ГМ при полной мощности достигает 0,85...0,93 (объемный КПД при номинальной вязкости РЖ - 0,95...0,985; механический КПД - 0,93...0,97) в значительном диапазоне изменения своих энергетических параметров. Рабочие объемы - в пределах от 12 до 250 см3/оборот; максимальная частота вращения = 3000...6000 мин ; ресурс (при соблюдении норм фильтрации РЖ) - до 6000...8000 рабочих часов (при номинальных параметрах) с наработкой на отказ 1500...2000 часов. Удельная габаритная мощность достигает 22...37 кВт/дм , удельная мощность - до 2,5 кВт/см3. Удельная масса у нерегулируемых ГМ - до 0,11...0,15 кг/кВт, у регулируемых - до 0,12...0,2 кг/кВт. Время изменения рабочего объема от нуля до максимума (и обратно) - не более 0,1...0,12 с. Скоростной диапазон регулирования гидромоторов достигает 200. В настоящее время только такие параметры основных ГМ (насосов и гидромоторов) позволяют создать ГОТ с вполне приемлемыми выходными показателями, в ряде случаев (в комплексе) конкурентоспособными по общей массе (удельная масса в целом может не превысить 2,7...3,4 кг/кВт) и габаритам с механическими ступенчатыми трансмиссиями. По общему КПД такие ГОТ сопоставимы с разветвленными механическими трансмиссиями многоприводных машин, превосходя их по удобству и эффективности управления. Указанные ГМ способны нормально работать при кинематической вязкости РЖ от 6 до 1500 сСт, что позволяет использовать в ГОТ всесезонные минеральные гидравлические масла с ресурсом (до замены) 2000 рабочих часов (МГЕ-10А, МГЕ-25Т, АМГ-10, ВМГЗ и др.) при температурах окружающей среды ± 50°С.
АПН (аксиально-поршневые насосы) с наклонным блоком цилиндров и шатунной связью поршней с фланцем ведущего вала (рис. 4.2) ранее широко применялись в транспортных гидроприводах и сейчас в некоторых гидросистемах сохраняют свои позиции. Их основные преимущества перед насосами с наклонным диском состоят в следующем: 1. Более высокая допустимая частота вращения приводного вала ввиду значительно меньших радиальных (и осевых) размеров блока цилиндров (с распределителем) и, соответственно, меньшей линейной скорости относительного скольжения их опорных поверхностей. Меньшими становятся и гидромеханические потери в распределителе, за счет сокращения периметра утечек в нем. 2. В целом более высокий объемный КПД (до 0,985 при номинальном давлении), в основном, за счет лучшей герметичности ГМ (меньшие утечки по периметрам поршней, по сферическим соединениям шатунов, по зеркалу распределителя). 3. Более высокий механический КПД (до 0,97) за счет более широкого использования подшипников качения и более благоприятного характера воздействия усилий от поршней на фланец ведущего вала. 4. Значительный диапазон силового регулирования за счет большего максимального угла наклона блока цилиндров - обычно 25...35° (до 40°) против 15... 18°, максимум 23° - у ГМ с наклонным диском. 5. Меньшие требования к чистоте РЖ и более широкий диапазон ее кинематической вязкости (рекомендуемая степень фильтрации 25...40 мкм против 10... 15 мкм для ГМ с наклонным диском). 6. Большая чувствительность изменения подачи по отношению к изменению положения регулирующего органа (в основном, ввиду большего объемного КПД). Рис. 4.2. Аксиально-поршневой насос с наклонным блоком цилиндров К настоящему времени сформировался вполне определенный конструктивный образ АПГМ (аксиально-поршневой гидромашины) с наклонным блоком цилиндров, способной наиболее эффективно работать в транспортной гидросистеме. В первую очередь, это широкое применение сферических распределителей, устойчивых к вибрациям, толчкам и ударам, как правило, свойственным транспортным машинам. При этом наклонное положение подводящих каналов в торце блока цилиндров уменьшает их радиус расположения и тем самым снижает скорость скольжения в распределителе.
Указанные ГМ не имеют специального карданного привода блока цилиндров и выполняются бескарданными (ведение за счет шатунов). Это существенно уменьшает диаметр расположения осей цилиндров, позволяет сократить их количество до 7, довести толщину перемычки между цилиндрами до 3...5 мм. Блоки цилиндров изготовляются, как правило, биметаллическими, с обратной парой трения (стальной поршень в бронзовой гильзе, бронзовый торец блока цилиндров при стальном распределителе). Применяются поворотные люльки уменьшенных размеров с торцевыми гидравлическими уплотнениями. Практически вышли из употребления ГМ с двойным несиловым карданом (см. рис. 2.1 №23) (для ведения блока цилиндров) как более громоздкие, с меньшей допустимой частотой вращения. Редко используются плоские распределители, более чувствительные к резким изменениям режимов работы (возможно «опрокидывание» блока цилиндров). Почти не применяются прямые пары трения (бронзовые поршни и неподвижные распределители). Недостатками АПГМ с наклонным блоком можно считать их увеличенные габаритные размеры, особенно у реверсивных насосов, большую массу, сложность осуществления подвода РЖ к качающейся люльке и уплотнения ее, невозможность осуществить отбор мощности от противоположного торца ведущего вала (отсутствие проходного вала), меньшую долговечность при работе на высоких давлениях (из-за использования подшипников качения), несколько большую стоимость. Эти недостатки в последнее время существенно ограничили применение в ГОТ АПН с наклонным блоком, хотя в ряде конкретных гидросистем они не настолько существенны и в некоторых случаях комплексом конструктивно-доводочных мероприятий могут быть сведены к минимуму, что и делается некоторыми фирмами-производителями гидромашин («Гидроматик», «Вольво», «Линде»). Так, в последние годы за рубежом получили распространение аксиально-поршневые бескарданные ГМ с большим углом наклона блока (до 40°), беспоршневого типа (используется сферический поршень с упругими уплотнительными кольцами, выполненный совместно с коническим шатуном, передающим вращение блоку цилиндров), с существенно меньшими размерами по длине блока цилиндров, с компактным подшипниковым узлом (конические роликоподшипники с большим углом конуса - 40°) (рис. 4.3). Все это заметно уменьшило габариты, массу и стоимость новых ГМ с одновременным повышением их энергетического уровня и удельной мощности. Рис. 4.3. Аксиально-поршневой гидромотор с большим углом наклона блока и линзовым распределителем Для использования указанных ГМ в составе ГОТ мобильных транспортных средств требуется их существенное модифицирование в направлении снижения массы, уменьшения габаритов, форсирования по частоте вращения, оборудование гидроусилителями и элементами гидроавтоматики. АПН с наклонным блоком сохраняют перспективы своего дальнейшего развития в указанных направлениях, в том числе по уменьшению габаритов и массы. Аксиально-плунжерные насосы с наклонным диском и гидростатическими башмаками плунжеров (рис. 4.4) в последние годы интенсивно технически совершенствовались и в настоящее время достигли относительно высокого уровня своего развития.
Рис. 4.4. Аксиально-плунжерный насос с наклонным диском и гидростатическими башмаками Их отличает жесткая, продуманная конструкция, относительно малые габаритные размеры и рациональные внешние формы, умеренная масса, удобства привода и установки (в том числе и «напроход» - тандемом), способность длительно работать при высоком давлении; значительный ресурс, ограничиваемый (при соответствующей очистке рабочей жидкости) только подшипниками качения, простота и высокая технологичность изготовления, умеренная стоимость. По ряду важных энергетических параметров аксиально-плунжерные насосы с наклонным диском несколько уступают аксиально-поршневым с наклонным блоком. Тем не менее, в ГОТ они в настоящее время занимают доминирующее положение, причем не последнюю роль при этом играет экономический фактор. В некоторых гидросистемах, например, авиационных, аксиально-плунжерные гидромашины с наклонным диском практически вытеснили все другие типы насосов (за исключением систем с рабочими давлениями до 20 МПа, в которых применяются шестеренчатые насосы). Аксиально-плунжерные насосы с наклонным диском выпускаются в настоящее время, в основном, в двух конструктивных модификациях: - с цельным самоустанавливающимся («плавающим») блоком цилиндров, опирающимся (в точке равнодействия радиальных сил от плунжеров) на подсференную поверхность приводного вала и связанным с ним шлицевым шарниром (или с опорой на узкие, особым способом фланкированные шлицы); - с «жестким» блоком цилиндров, выполненным заодно с ведущим валом (или плотно посаженным на него), с плавающим самоустанавливающимся торцевым распределителем. У каждой из этих модификаций имеются свои преимущества и недостатки. Вариант ГМ с самоустанавливающимся цельным блоком цилиндров технологически проще и компактнее, имеет более герметичное торцевое распределение. Однако необходимость в весьма мощной пружине для первоначального надежного прижима блока цилиндров к плоскому распределителю несколько снижает ее механический КПД (машина «тугая»), что особенно сказывается при работе в режиме гидромотора. Правда, появление аналогичных насосов со сферическим распределителем, обладающим лучшими опорными и центрирующими свойствами (например, насосы «Bosch Rexroth» типа A4VG) позволило уменьшить усилие предварительного прижима и тем самым несколько поднять механический КПД. К отличительным особенностям конструкции насоса типа A4VG следует отнести наклонное (по образующей конуса) расположение осей цилиндров, что уменьшило размеры распределителя и относительные скорости скольжения в нем, и применение бронзированного блока цилиндров (с приварными гильзами и бронзовым торцом), что повысило долговечность работы при повышенных давлениях.
Аксиально-плунжерные ГМ с «жестким» блоком цилиндров и самоустанавливающимся распределителем теоретически позволяют уменьшить диаметр разноски цилиндров и размеры самого блока, повысить жесткость опорного вала и долговечность его подшипников (это является лимитирующим для ГМ с отдельным самоустанавливающимся блоком цилиндров и заставляет увеличивать диаметр приводного вала и соответственно, диаметр блока), увеличить стойкость к внешним воздействиям и гидравлическим ударам, которые в этом случае не вызывают раскрытия распределения. Они больше подходят для использования в ГОТ транспортных машин, однако используются реже ввиду своей большей стоимости. В настоящее время наиболее популярными насосами в ГОТ являются ГМ типа A4VG, получившие при модернизации гарантированный прижим гидростатических башмаков к наклонному диску с помощью упорного подшипника, что уменьшило механические потери. Следует отметить, что указанные насосы в гораздо большей степени приспособлены для установки в качестве основных ГМ в ГОТ транспортных машин, хотя также требуют определенных доработок. К ним относятся введение нульустановителей положения наклонного диска, встроенных гидроусилителей (большинство насосов их имеет), встроенных клапанов вспомогательных систем и систем гидроавтоматики, насосов подпитки, торцевых уплотнений выходных валов (как более надежных), дополнительных отверстий в корпусах для принудительной прокачки РЖ, облегченных и оребренных корпусов из алюминиевых сплавов, укороченных приводных валов со шлицевыми концами, датчиков положения регулирующих органов. Рациональным и перспективным является создание узкоспециальных транспортных модификаций ОГМ с максимальным учетом и использованием специфики ГОТ мобильных транспортных средств. Одним из таких направлений может быть создание аксиально-поршневой шатунной ГМ с наклонным диском и силовым ШРУС (шарниром равных угловых скоростей) синхронным шариковым карданным шарниром (например, типа «Бирфильд»), сочетающей в себе умеренные габариты и массу, характерные для аксиально-плунжерных ГМ с наклонным диском, и высокую эффективность работы, свойственную ГМ с наклонным блоком. Несколько возрастающая при этом стоимость и трудоемкость изготовления в ряде случаев вполне могут быть оправданы общим повышением технического уровня и энергетических параметров ГОТ, а использование современной технологии делает решение этой задачи реальной.
С ростом максимального давления рабочей жидкости свыше 42 МПа начинают представлять большой интерес ГМ (насосы, гидромоторы) с более сложным и дорогим, но и более эффективном именно при высоких давлениях золотниковым распределением. По сравнению с ГМ, имеющими торцевое распределение, они более герметичны, менее чувствительны к загрязнению рабочей жидкости, хорошо работают в условиях высокого противодавления, не имеют склонности к износу и задиру распределения даже при работе на повышенных параметрах (давления и частоты вращения). В качестве гидромоторов в трансмиссиях используются принципиально и конструктивно те же аксиально-поршневые ГМ, что и насосы, учитывая их полную силовую обратимость (кроме насосов с клапанным распределением, в ГОТ практически не применяемых). Однако требования к ним для работы в моторных режимах существенно отличаются от требований насосных режимов. Гидромоторы должны обладать достаточно высоким механическим КПД - это поднимает очень важный для них показатель - крутящий момент страгивания (он обычно составляет 80...92% от максимального). В табл. 4.1 и 4.2 в качестве справки приведены параметры аксиально-поршневых гидромоторов, производимых ОАО «Пневмостроймашина» (г. Екатеринбург) и импортных - фирмы «Bosch Rexroth AG» (Германия). После предварительного выбора конкретного вида и типоразмера гидромотора необходимо убедиться, что его максимальная частота вращения при движении автомобиля с максимальной скоростью не превышает значения, установленного производителем для работы гидромотора с минимальным рабочим объемом. Отклонение допускается не более чем на 5% в большую сторону. Для ОГМ превышение частоты вращения выше допустимой влечет за собой резкое уменьшение механического КПД, перегрев и задиры поверхностей трения пары блок цилиндров - распределитель, повышенный износ подшипников и др. Таблица 4.1 Регулируемые гидромоторы ОАО «Пневмостроймашина»
В этом смысле превышение максимального давления, особенно, если оно кратковременное (не более 5 мин), менее болезненно. Большинство современных ОГМ выдерживает достаточно длительные перегрузки по давлению, которые ограничиваются не столько возможными деформациями и механическими поломками, сколько перегревом пар трения (повышенное дросселирование утечек и перетечек) и значительным снижением объемного КПД. В ГОТ допускается кратковременное превышение регламентированного максимального давления, но не более чем на 10%. Давление на входе в гидромотор при максимальной скорости автомобиля и равном распределении крутящих моментов по колесам лежит в пределах 8... 10,5 МПа. Таблица 4.2 Регулируемые гидромоторы A6VM...EP «Bosch Rexroth AG»
При выборе гидромоторов следует стремиться к получению максимального значения силового диапазона. Скоростной диапазон регулирования гидромоторов определяет скоростной диапазон всей ГОТ и обычно составляет 95... 140 (до 200).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; просмотров: 108; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.141.47.221 (0.021 с.) |