методичка по гидравлике. Учебное пособие для студентов направления 250400. 62 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

• Название: Учебное пособие для студентов направления 250400. 62 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств
• Анкор: методичка по гидравлике.docx
• Дата: 24.02.2018
• Размер: 9.89 Mb.
• Имя файла: методичка по гидравлике.docx
• Тип: Учебное пособие; #15875
• страница: 10 из 19

Q 

4

D₁sinγ z nη_{О ; (3.6)}



πd ²

Q 

4

^D2 ^{tgγ z nη}О ^{, (3.7)}

где d – диаметр цилиндра;

D₁ – диаметр окружности, на которой в упорном диске расположены центры шарниров шатунов;

D₂ – диаметр окружности, на которой в роторе расположены оси поршней;

– угол наклона блока цилиндров или диска к оси вращения ротора, = 15 20 °;

z – число поршней (обычно равно 5, 7 или 9);

n – число оборотов ротора;

_О – объемный КПД.
На лесозаготовительных машинах получили распространение аксиально-поршневые насосы серий 210, 310, 207, которые работают при более высоких рабочих давлениях – от 20 до 25 МПа, обеспечивая высокие значения объемного и полного КПД (соответственно 0,97 ÷ 0,98 и 0,94 ÷ 0,95 ). Эти насосы требуют специальных рабочих жидкостей и масел и высокой технической культуры эксплуатации. Выполняют такие насосы с постоянным и переменным рабочим объемом ( регулируемые насосы ) в различном конструктивном исполнении: 210.12.12.00А; 210.12.12.01А; 210.16.12.01; 210.16.12.01А; 210.20.12.20Б; 210.20.12.21; 210.25.12.20Б;

210.25.12.21; 210.25.12.21.

Индексы указанных марок насосов расшифровывают следующим образом: три первые цифры (210) обозначают тип, следующие две (12, 16, 20, 25) – диаметр поршня в мм, третьи две цифры указывают, является ли гидромашина насосом или гидромотором (12 – насос, 11 – насос- гидромотор, 13 – гидромотор), последняя пара цифр определяет исполнение вала (со шпоночным пазом 00 или 20, шлицевым концом 01

или 21 ), буквенные индексы А, Б указывают на материал, из которого изготовлен корпус (А – алюминиевый сплав, Б – чугунный).

В таблицах 3.7, 3.8 и 3.9 приведены технические характеристики аксиально-поршневых насосов, используемых в лесных машинах.
Таблица 3.7 – Техническая характеристика нерегулируемых аксиально-поршневых насосов с постоянным рабочим объемом типа 210

Марка насоса	210.12	210.16	210.20	210.25	210.32
Рабочий объем насоса, см3	11,6	28,1	54,8	107	225
Номинальное давление, развиваемое насосом, МПа	20	16	20	20	20
Максимальное давление, развиваемое насосом, МПа	32	32	32	25	25
Номинальная подача насоса, л/мин	26,4	52,1	78,1	122,0	205,2
Номинальная мощность, кВт	10	15,5	29,5	46,1	77,5
Объемный КПД в номинальном режиме	0,950	0,965	0,950	0,950	0,950
Полный КПД в номинальном режиме	0,905	0,908	0,91	0,915	0,91

Таблица 3.8 – Техническая характеристика аксиально-поршневых насосов типа 310, 313

Марка насоса	310.56	310.12	313.16	313.56	313.112	323.25
Тип насоса	Нерегулируемый		Регулируемый
Номинальное давление, МПа	20	20	16	20	20	20
Максимальное давление, МПа	35	35	25	35	35	32
Рабочий объем, см3	56	112	28,1	16 ÷ 56	31 ÷ 112	12,2 ÷ 10 7
Полный КПД	-	-	0,85	-	-	-
Масса, кг	17	31	20	30	49	280

Таблица 3.9 – Техническая характеристика аксиально-поршневых насосов типа 207, НП

Марка насоса	207.20	207.25	207.32	НП-90	НП-112
Рабочий объем насоса, см3	54,8	107	225	-	-
Номинальное давление, развиваемое насосом, МПа	20	20	20	22,05	25,5
Максимальное давление, развиваемое насосом, МПа	32	32	32	34,3	42
Номинальная подача насоса, л/мин	78,1	122	205,2	119,8	213,12
Номинальная мощность насоса, кВт	29,5	46,1	77,5	53,86	104
Объемный КПД насоса	0,95	0,95	0,95	-	-
Полный КПД насоса	0,91	0,91	0,91	0,88	0,886

5. 
   Гидромоторы
   

Гидромотор – это объемный гидродвигатель с вращательным движением ведомого звена. В качестве гидромоторов используют объемные роторные насосы, обращенные в гидродвигатели.

Гидромоторы делятся на регулируемые и нерегулируемые.

Если выходное звено гидромотора может вращаться только в одну сторону, такой гидромотор называется реверсивным. В зависимости от способа реверсирования различают гидромоторы:

• 
  с постоянным направлением потока;
  
• 
  с реверсом потока, когда изменение направления вращения выходного звена происходит за счет изменения направления потока
  

рабочей жидкости.

В зависимости от назначения гидропривода вращательного движения различают низкомоментные и высокомоментные гидромоторы. Низкомоментные гидромоторы имеют большую частоту вращения, но небольшой крутящий момент: у высокомоментных гидромоторов – большой крутящий момент при небольшой частоте вращения.

В качестве низкомоментных широко используют аксиально- поршневые гидромоторы. Аксиально-поршневые гидромоторы, как и аксиально-поршневые насосы, по конструкции бывают с наклонным блоком и с наклонным диском.

Аксиально-поршневые гидромоторы типа Г15-2 Р выполняются пяти типоразмеров (таблица 3.10). Такие гидромоторы обеспечивают бесступенчатое регулирование скорости и реверсирование при работе на масле с вязкостью от 10 до 220 мм²/с и температуре окружающей среды от 0 до 45 . Эти гидромоторы применяются на стандартном оборудовании.

На лесохозяйственных, сельскохозяйственных машинах и тракторах применяются регулируемые аксиально-поршневые гидромоторы типа МП-

90 и МП-112, которые работают в паре с насосами НП-90 и НП-112 (таблица 3.9), образуя объемный привод.
Таблица 3.10 – Техническая характеристика гидромоторов типа Г15-2 Р

Марка гидромотора	Г15- 21 Р	Г15- 22 Р	Г15- 23 Р	Г15- 24 Р	Г15- 25 Р
Номинальная частота вращения, с-1	16	16	16	16	16
Номинальное давление на входе, МПа	6,3	6,3	6,3	6,3	6,3
Номинальный крутящий момент, Н⋅м	9,6	18,0	34,0	68,0	136
Номинальная эффективная мощность, кВт	0,96	1,7	3,4	6,8	13,6
Полный КПД при номинальных параметрах	0,88	0,89	0,90	0,90	0,90

В качестве низкомоментных гидромоторов применяют шиберные гидромоторы, по своей конструкции аналогичные шиберным (пластинчатым) насосам. Однако эти гидромоторы существенно уступают аксиально-поршневым по экономичности, имея малый общий КПД (0,45 0,65) и малый диапазон регулирования.

В качестве высокомоментных используются радиально-поршневые гидромоторы. Для создания больших крутящих моментов при небольшой частоте вращения применяются гидромоторы типа МР (таблица 3.11). Аксиально-поршневые и радиально-поршневые насосы сложны по конструкции, дорогостоящие и имеют сравнительно низкий моторесурс.
Таблица 3.11 – Технические характеристики гидромоторов МР

Параметр	Типоразмер
	0,16/10	0,25/10	0,4/10	1/10	2,5/10	10/10
Номинальный крутящий момент, Н⋅м	240	380	570	1480	3540	15120
Номинальное давление, МПа	-	-	10	-	-	-
Номинальная частота вращения, об/мин	240	240	192	120	96	37
Рабочий объем, л	0,16	0,25	0,4	1	2,5	10
Объемный КПД	0,91	0,94	0,94	0,94	0,94	0,96
Общий КПД	0,86	0,89	0,85	0,9	0,85	0,91

В системах, где требуется высокая надежность и долговечность при низкой стоимости, применяют шестеренные гидромоторы (таблица 3.12), по конструкции аналогичные шестеренным насосам (отличие состоит лишь в присутствии слива в бак для просочившейся жидкости).
Таблица 3.12 – Технические характеристики гидромоторов ГМШ

Параметр	Типоразмер
	ГМШ-32	ГМШ-50	ГМШ-100
Номинальный перепад давления, МПа	-	14	-
Рабочий объем, см3	32	50	100
Частота вращения, об/мин: номинальная минимальная	- -	1500 750	- -
Номинальный крутящий момент, Н⋅м	59,6	92	180
Полный КПД	-	0,78	0,75
Моторесурс, ч	не менее 3000
Масса, кг	6,8	7,4	17,5

6. 
   Выбор насоса гидропривода
   

Выбор типа и марки насоса и гидромотора гидропривода обусловлен рядом параметров и показателей. К основным параметрам насосов и гидромоторов относятся:

1. 
   Рабочий объем насоса или мотора – разность наибольшего и наименьшего замкнутого объема за один оборот вала или двойной ход рабочего органа (q, м³/об или см³/об).
   
2. 
   Номинальное давление (Р_НОМ) – наибольшее манометрическое давление, при котором насос работает в течение установленного срока службы с сохранением параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.
   
3. 
   Номинальная подача (для насосов) или расход (для гидромоторов – объем подаваемой или потребляемой рабочей жидкости за единицу времени), Q_НОМ = q·n, м³/с. Это теоретическая подача насоса. Действительная подача всегда меньше теоретической на величину внутренних утечек и величину неполного заполнения жидкостью камер насоса.
   
4. 
   Номинальное число оборотов – наибольшее число оборотов, при котором насос работает в течение установленного срока службы с сохранением параметров в пределах, установленных нормативно- технической документацией.
   
5. 
   Номинальная мощность насоса – мощность, потребляемая насосом при нормальных давлении и подаче:
   

^NНОМ

^Q_НОМ ^P_НОМ . (3.8)

Номинальный крутящий момент на валу гидромотора:

ω





M

^QНОМ ^PНОМ КР

М
, (3.9)

где ω_М – угловая скорость вала гидромотора.
Общий КПД насоса (гидромотора) равен произведению объемного η_О, механического η_М и гидравлического η_Г, КПД:
η_Н η_ОН η_МН η_{ГН ; (3.10)}

η_М η_ОМ η_ММ η_{ГМ . (3.11)}

Для современных насосов объемный и механический КПД находится в пределах 0,92 ÷ 0,96

При выборе насоса развиваемое давление должно быть достаточным для обеспечения необходимого усилия исполнительного органа и

преодоления потерь давления, возникающих в трубопроводах, золотниках, клапанах, дросселях и т.д. Следовательно, давление насоса принимается равным
^P_Н ^P_Р ^_^ΔP , (3.12)
где Р_р – рабочее давление;

_^ΔP – сумма всех потерь давления в системе гидропривода.

Для предварительных расчетов _^ΔP принимается равным

		ΔP 0,1 0,2PР .			(3.13)
При	определении	расхода жидкости	Q,	необходимого	для

перемещения поршня, исходными параметрами являются или скорость

«прямого хода» поршня υ, или время полного хода поршня. При этом под

«прямым ходом» поршня подразумевается ход, при котором жидкость подается в ту полость цилиндра, через которую шток не проходит; под

«обратным ходом» подразумеваем ход, при котором жидкость подается в полость, через которую проходит шток.

Расход жидкости, необходимый для перемещения поршня с заданной

скоростью υ, определяется по формуле




2

_{Q }πD

4

^υ . (3.14)

Если задано время полного хода поршня, то расход жидкости равен