123648 (Пластинчатый гидромотор), страница 2

Из условия , – угол кривой статора;

Таблица 1

Для лучшего заполнения рабочей камеры:

а) радиус ротора r_р выполняется меньше чем r₀. Обычно r_р = r₀ – r, где r = 1,52 мм.

б) ширина ротора В выбирается из условия:

при – слишком велики утечки по торцам камеры;

при – камера получается глубокой и не успевает заполниться жидкостью. Поэтому при необходим двусторонний подвод жидкости в рабочую камеру.

При определении геометрических параметров необходимо проверить выполнение условия: r_p= r₀–rr_{p min}

Минимальный радиус ротора r_{p min} определяется следующей формулой:

,

где r_в – наружный радиус шлицев;

а – радиальный зазор между валом и торцевым распределителем (а1мм);

а – ширина уплотнительного пояска (а₌35 мм);

с – ширина канавки для подвода жидкости под пластины (с₌5 мм);

l – длина пластины, l=l₁+l₂.

Чтобы пластину не заклинивало в пазу ротора, необходимо обеспечить:

.

l₁ – наибольшая длина выступающей из ротора части пластины;

l₂ – наименьшая длина части пластины, находящейся в пазу ротора;

Рис. 3 Конструктивная схема пластинчатого гидромотора.

2.7.3 Выбор профиля кривой статора

Существенное значение для работы насоса имеет профиль кривой статора, который определяет кинематику и динамику пластины. Профиль должен быть выбран таким образом, чтобы исключить мгновенное конечное изменение скорости пластины относительно ротора, в результате которого силы инерции теоретически возрастают до бесконечности. При этом возможен отрыв пластины от профиля статора, что приводит к быстрому износу пластин и статора.

При выборе кривой статора должны быть удовлетворены два требования:

1.Скорость пластины относительно ротора должна плавно изменяться от 0 до максимального значения с последующим плавным убыванием до 0.

2. Центростремительное ускорение должно превышать относительное ускорение на величину, произведение которой на массу пластины достаточно для преодоления силы ее трения в пазу ротора.

Этим требованиям удовлетворяют уравнения кривой профиля статора, обеспечивающие:

а) – постоянное ускорение пластины относительно ротора;

в) – косинусоидальное изменение ускорения пластины;

с) – синусоидальное изменение ускорения пластины.

Профиль статора обеспечивающий синусоидальное изменение ускорения пластины теоретически является более совершенным, так как ускорение изменяется плавно без резких изменений, однако, минимально минимальный рабочий объем.

Мы выбираем профиль с постоянным ускорением пластины относительно ротора, потому что имеем наибольший рабочий объем и статор при этом профиле более прост в изготовлении.

Примем , тогда из соотношения находим .

.

Из выражения , выразим В

получим

,

примем .

Сделаем поверку следующего условия: , примем , тогда

Из расчетов следует, что

В=18 мм – ширина ротора;

– длина пластины;

R=42мм

r₀=36 мм

r_р=34 мм – радиус ротора;

– условие выполняется.

2.8 Определение координат кривой статора

Профиль направляющей статора выполняем с постоянным относительным ускорением пластин от угла поворота ротора .

Уравнения для определения координат, скорости и ускорения кривой статора:

При

.

При

.

где , - координаты точек кривой статора;

– скорость пластины относительно ротора (относительная скорость пластины);

– относительное ускорение пластины;

=60⁰ – угол кривой статора.

Все расчеты сделаны на ЭВМ в программе “Microsoft Excel” и результаты представлены ниже.

Графики скорости и относительного ускорения пластины от угла поворота.

2.9 Определение контактных напряжений и геометрических размеров верхней кромки пластины

Форма верхней кромки пластины зависит от радиальных сил, создаваемых давлением жидкости, или нет.

В данном гидромоторе пластины прижимается к статору коромыслообразными пружинами и давлением нагнетаемой жидкости, подводимой в кольцевую канавку под пластины. В месте соприкосновения пластины со стороны статора возникает значительное контактное напряжение, величина которого может быть определена:

, МПа

гдеR₁ – радиус скругления верхней кромки пластины;

R=0,042м – максимальный радиус внутренней поверхности статора;

b=0,002 м – толщина пластины;

р₁= Па

Е – модуль упругости, МПа;

Е₁ =Е₂=2 МПа

МПа

Максимально допустимая величина R_1max

где , т.к. пластины расположены радиально.

Действительную величину радиуса R₁ рекомендуется принимать равной R₁=R_1max–R, где R=1,32 мм.

МПа

Обычно допускаемое контактное напряжение принимается []=2500 МПа.

– верно.

Рис. 4. Схема для расчета радиуса скругления кромки пластины, прилегающей к статору

2.10 Расчет сил, действующих на пластину

Длину пластины можно представить в виде суммы:

,

Где - наибольшая длина выступающей из ротора части пластины;

- наименьшая длина пластины, находящейся в пазу ротора.

Примем , а

Сила , возникающая в результате реакции стенки паза, действует на пластину перпендикулярно её направлению. В точке, где пластина опирается о край ротора, действует сила , направленная перпендикулярно пластине. Вдоль пластины действует сила , где - давление.

На выступающий из ротора конец пластины действует распределенная нагрузка от давления рабочей жидкости, которую можно выразить действующей посередине длины силой

Силы можно рассчитать по формулам:

,

где ;

- угол наклона пластины;

- коэффициент трения.

2.11 Расчет распределительных дисков

2.11.1 Расчет основных размеров распределительного диска

Окна в распределительных дисках выполняются таким образом, чтобы:

1) обеспечить достаточное перекрытие для надежного уплотнения между полостями высокого и низкого давления;

2) исключить изменение защемленного объема жидкости при переносе между полостями слива и нагнетания;

3) обеспечить движение жидкости в окнах нагнетания со скоростью, не превышающей допустимых значений .

Для обеспечения первого из этих требований в насосах необходимо, чтобы ₁>0 и ₂>0 (рис. 5.)