Загальні відомості та будова шестеренного гідродвигуна

 

Шестеренні гідродвигуни конструктивно є простими, компактними, надійними, здатними до перевантажень та недорогими. Як недоліки цього типу гідродвигунів слід відзначити шум при роботі та малий об’ємний ККД, особливо при малій в’язкості робочої рідини.

 

Рисунок 5.1 - Схема шестеренного гідродвигуна з зовнішнім зачепленням

На рисунку 5.1 наведена принципова схема шестеренного гідродвигуна із зовнішнім зачепленням зубців. Головним його елементом є два зубчаті колеса 1 з однаковою кількістю зубців z, шириною b, та діаметром початкового кола D_n, які розміщенні у корпусі 2 мі двома щільно притиснутими торцевими дисками 3.

Стиснута робоча рідина підводиться в патрубок А. Під дією високого тиску рідина тисне на зубці коліс, що приводить їх в рух. Зубці, виходячи із зачеплення, збільшують об’єм камери, відбувається розширення робочої рідини, тиск зменшується - виконується корисна робота.

Робоча рідина заповнює впадини між зубцями і переноситься ними на протилежну сторону. Тут відбувається зменшення камери при входженні зубців шестерень у зачеплення. Далі рідина потрапляє через патрубок B в всмоктувальну лінію основного насосу.

 

Розрахунок параметрів гідродвигуна

 

В даному розділі необхідно спроектувати шестеренний гідродвигун який забезпечив би нормальну роботу лебідки. Вихідними даними будуть наступні величини:

- витрата робочої рідини в гідродвигуні - Q_д = 3,325·10^-3 м³/с;

- коефіцієнт корисної дії гідродвигуна - h_д = 0,85;

- обертання вала гідродвигуна - n = 1000 об/хв;

Теоретичну витрату ідеального гідродвигуна шестеренчастого типу можна визначити через його геометричні параметри:

 

 

де m - модуль зубчастого зачеплення, мм;- кількість зубців шестерень;- ширина шестерні, мм;- частота обертання шестерень (вала), об/хв.

З другого боку теоретичну витрату можна визначити знаючи дійсну витрату і об’ємний ККД гідродвигуна:

 

 

Для двигунів даного типу кількість зубців шестерень назначають в залежності від необхідної плавності роботи двигуна (при збільшенні числа зубців шестерень плавність роботи покращується). Зазвичай кількість зубів не перевищує 12-14. В нашому випадку приймаємо Z=10, а модуль m=7 мм.

Тоді діаметр початкового кола шестерень:

 

 

Висота зубців:

Ширину шестерень визначимо з виразу теоретичної витрати, при відомих інших параметрів даної залежності:

 

 

За підібраними і розрахованими геометричними параметрами шестеренного гідродвигуна виконуємо креслення, яке приведене в графічній частині курсового проекту.

 

Визначення робочих параметрів насосів в системі

Розрахунок основного насосу

 

Необхідний тиск основного насоса для нормальної роботи гідроприводу визначаємо за формулою:

 

 

де  - необхідний робочий тиск на гідродвигуні;

 - втрати тиску в колі основного насосу.

Необхідний робочий тиск на гідродвигуні (ефективний):

 

 

Втрати в колі основного насосу складають:

 

 

де ρ - густина рідини при робочій температурі, кг/м³;

 - втрати напору на ділянках І і ІІ, м.

Отже, необхідний тиск насоса буде становити:

Необхідна подача, яку повинен створити насос рівна фактичній витраті гідродвигуна:

Визначаємо робочий об’єм насоса за формулою:

 

де Q - подача основного насосу, см³/с;- частота обертання вала насоса (стандартна частота асинхронного двигуна n=1450 об/хв).

Отже, робочий об’єм насоса буде становити: