Определение основных параметров гидропривода

ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

 

По заданным значениям крутящего момента М _кр и частоты вращения n определяют тип искомого гидромотора.

Высокомоментный гидромотор выбирают, если выполняется условие

.

Низкомоментный гидромотор соответствует условию

.

По техническим характеристикам гидромоторов, серийно выпускаемых промышленностью, и заданным значениям М кр и п выбирают наиболее подходящий типоразмер.

Пример схемы гидропривода вращательного движения представлен на рисунке 3.1.

 

Рисунок 3.1 – Схема гидропривода вращательного движения

 

Рабочий объем гидромотора рассчитывают по формуле

, см³/об,

где Р _гм – перепад давлений на гидромоторе;

η_м – механический КПД гидромотора.

Если по техническим характеристикам номинальное давление выбранного гидромотора Р _гм больше номинального давления Р _ном, принятого в гидросистеме, то его крутящий момент определяют из соотношения

,

где М _кр, Р _гм – расчетные значения крутящего момента на валу гидромотора и перепад давлений соответственно;

М _ном, Р _ном – номинальные крутящий момент и давление по технической характеристике соответственно.

В гидроприводах строительно-дорожных машин даже для получения больших крутящих моментов часто используются низкомоментные аксиально-поршневые и шестеренные гидромоторы. В этом случае они передают крутящий момент на вал рабочего органа через понижающий редуктор с передаточным отношением редуктора

,

где М, М _кр – соответственно крутящие моменты на валу рабочего органа и гидромотора;

η_{р. мех} – механический КПД редуктора

,

п _о – частота вращения рабочего органа.

Диапазоны частоты вращения гидромоторов принимаются:

– номинальный и максимальный – по паспортным данным;

– минимальный – в зависимости от типа гидромоторов:

60 мин^–1 – для аксиально-поршневых;

100 мин^–1 – для шестеренных;

300 мин^–1 – для пластинчатых.

Необходимый расход Q _м гидромотора для обеспечения заданного числа оборотов определяется по формуле

, л/мин,

где q _м – рабочий объем гидромотора, см³/об;

п _м – число оборотов вала гидромотора, мин^–1;

η_м.об – объемный КПД гидромотора по его технической характеристике.

Из схемы, представленной на рисунке 3.1, видно, что

,                                                 (3.1)

где

;                                         (3.2)

.                                   (3.3)

О выборе параметров насоса было сказано выше при рассмотрении гидропривода поступательного движения. Определив Р ₁ и Р ₂, находим Р _гм и рабочий объем гидромотора q _м, который уточняем в соответствии с техническими характеристиками гидромоторов по справочной литературе и промышленным каталогам.

Перепад давлений

.                                                (3.4)

Расход жидкости, поступающей в гидромотор:

,

где Δ Q _гм – утечки жидкости в гидромоторе;

  z – число гидромоторов (для схемы, представленной на рисунке 3.1, z = 1).

В справочной литературе в технических характеристиках гидромоторов могут быть указаны либо расход утечек Δ Q* _гм в гидромоторе при номинальном давлении Р*, либо объемный КПД η * _о.

Если задан расход утечек Δ Q* гм (объемный КПД не указан), то расход утечек при давлении Р ₁ можно найти из выражения

.

Если в технических характеристиках гидромотора задан объемный КПД η * _о при номинальном давлении Р*, то для определения расхода утечек Δ Q* _гм применяют следующие зависимости:

;

;

.

Применительно к схеме, предоставленной на рисунке 3.1, определяем расход рабочей жидкости, подаваемой насосом в гидропривод вращательного действия:

Q _н = Q _гм + Δ Q _зол + Δ Q _пк.

Расход утечек в гидрораспределителе Δ Q _зол

.

Расход утечек рабочей жидкости через предохранительный клапан

Δ Q _пк = 0,1 Q _н.

При давлении Р* = 6,3 МПа для предохранительного клапана, рассчитанного на расход 20 л/мин, утечки жидкости через него Δ Q _пк составляют 100 см³/мин; рассчитанного на расход 40 л/мин – 200 см³/мин; на 80 л/мин – 200 см³/мин; 160 л/мин – 300 см³/мин.

Перерасчет утечек при расчетном давлении в напорной магистрали Р _н следует произвести по формуле

.

Определив Q _н, уточняем подачу насоса в соответствии с техническими характеристиками, приведенными в справочной литературе и промышленных каталогах.

Далее уточняем расход жидкости, проходящей через предохранительный клапан в гидробак в моменты достижения максимального значения давления:

Δ Q _пк = Q _н - Q _гм - Δ Q _зол.

По таблице 2.4 выбираем рекомендуемую среднюю скорость течения жидкости в гидроприводе вращательного действия. Затем в соответствии с формулой (2.9) находим диаметры трубопроводов:

Выбирая диаметр d _т в соответствии с ГОСТ 16516–80, по формуле (2.10) уточняем среднюю скорость движения жидкости:

.

Перепады давлений в трубопроводах Р ₁ и Р ₂ определяются в соответствии с методикой, изложенной в разделе 2.2.

После выбора гидроаппаратуры уточняют перепады давлений на гидроаппаратуре при расходах, отличных от номинальных, а также находят перепады давлений при номинальных расходах Q* по данным таблицы 2.1:

;

;

.