Лекция №15.1. Объемные гидромашины (Лекции по дисциплине "Динамическое проектирование систем стабилизации летательных аппаратов")

ОБЪЕМНЫЕ ГИДРОМАШИНЫНасосы и гидромоторыПроизводительность и крутящий моментQ  qnM  k M Pгде: n - частота вращения валагде: k M - коэффициент момента,ротора насоса [об/мин];характеризующий удельный3q - рабочий объем насоса [см /об] момент при давлении, равномединице;dQ W WP  p1  p2 - перепад давленияdtгде:  - угловая скорость N  QPвращения вала ротора насосаN  M - мощность[рад/сек];QPW - удельный объем насосаM  WP3[см /рад]отсюда:Q1W q и kM  WW2Рабочий объем насоса – это объем несжимаемой жидкости,вытесняемой из насоса при отсутствии утечки за один оборот еговала. Удельный объем – это объем несжимаемой жидкости,вытесняемой из насоса при отсутствии утечки при поворотевыходного вала на один радиан.Крутящий момент, создаваемый силами давления в насосе,является реактивным моментом, т.к.

он направлен в сторонупротивоположнуювращениюваланасоса.Этотмоментпреодолевается приводящим двигателем насоса. В гидродвигателенаправление крутящего момента сил давления жидкости совпадаетс направлением скорости вращения. Этот крутящий моментявляется активным моментом, совершающим полезную работу навалу гидродвигателя.Шестеренные насосыСхема шестеренного насоса:Схема действия сил давления1 – канал нагнетания, 2 – канал всасывания на зубья шестеренq  2Dmb [см3/об],где: m - модуль зуба;b - ширина зубаD - диаметр начальнойокружности ведущей шестерниkЭDmbP2k1Wq  Э Dmb22M  WP Q  qn  k Э mbDn [см3/мин],где: k Э - эквивалентныйкоэффициент k Э  7 ;n- число оборотов ведущейшестерниПолезная производительность:QН  qn  k Э mbDn 0 [см3/мин]Частота пульсации:znf [Гц]60z  6  12 - число зубьевM 1  ( r  x)bp1r  x bp1 2(r  x 2 )22bp1 2(r  y 2 )2Суммарный момент на валу:bpM 2  1 (r 2  y 2 )2bpM  M 1  M 2  1 ( 2r 2  x 2  y 2 )2Нагрузка на ось вала:M2 p0  0,7 DГОЛ сmz( p1  p2 ) ,где:c- диаметр окружностиголовки зубьев;DГОЛb 0,4  0,6 - коэффициентmzширины зубаКонструкция шестеренногоСхема трехшестеренногонасосанасосаАксиальные роторно-поршневые насосыи гидромоторыКинематические схемы:а) кривошипно-шатунного механизма; б) – механизма аксиальногонасосаКонструктивная схема аксиального роторно-поршневого насоса:1 – неподвижная распределительная головка; 2 – блок цилиндров;3 – поршень; 4 – поворотная люлька; 5 – шток; 6 – упорный диск;7 – кардан; 8 – вал гидронасосаКонструктивная схема аксиального насосас двойным несиловым карданомcos  2  1,cos 2  2  cos 2  sin 2  2где:  2 - угловая координата выходного вала;1 и  2 - угловые скорости ведущего и ведомого валов; - угол между осями валовАксиальный роторно-поршневой насос с несиловым карданомСхема карданов:а) – схема карданного соединения; б) – график неравномерностидвижения ведомого звена кардана; в) – схема двойного карданаСкоростная асинхронность: при повороте ведущего вала наодин оборот угловая скорость ведомого вала дважды (при  2  0 и 2   ) будет иметь максимальное значение  2  1 и дважды (присos2 2и 2 3) наименьшее значение  2  1 cos  .2Схема действия сил на поршеньq  Aп hz d 24График пульсацииподачи2dM  WP Dz sin P8D sin z [см3/об],qd2WDz sin 28dАгде: п4 - площадь2поршня;h  D sin  - ход поршня;D - диаметр делительнойокружности упорного диска;z - число поршней;d - диаметр поршня; - угол наклона блокацилиндров.d 2Q  qn D sin zn [см3/мин],4где:n- число оборотов насосав минуту.Секундная производительность:d2Q  W D sin z [см3/сек]8qd2WDz sin 28M  M1  M 2nM 1  p1 Ап R sin   sin 1i 1nM 2  p2 Ап R sin   sin 1i 1Пульсация подачи:nQ   qi  Ai 1nD sin   sin i2i 1Qmax  Qmin- коэффициентQmaxпульсации при:Четном числе Нечетном числецилиндровцилиндров  2 sin 22zz  4   27%z  6   13,4%z  8   7,2%z  10   4,4%z  12   3,4%  2 sin 24zz  3   13,4%z  5   4,4%z  7   2%z  9   1,6%z  11   1%Аксиальный роторно-поршневой насос с силовым карданомБескарданный аксиальный гидромоторСкорость гидромотора зависит от расхода жидкости на входе:Qnq [об/мин], илиQ8Q 2[рад/сек]W d Dz sin Схема поршневого гидронасосаБескарданный аксиальныйгидронасос:1 – блок цилиндров; 2 –поршни; 3 – штоки;4 – входной вал; 5 - шарнирАксиальный гидромотор с точечным касанием и наклонным дискомАвтоматизированный аксиальный поршневой насос переменнойпроизводительности с обратной связью по давлению:1 – поршень; 2 – поршень регулятора; 3 – блок золотниковыхвтулок; 4 – пружина; 5 – дроссель; 6 – рабочая камераРН (Q)  Pпит QН maxPпит  Pek Н AРЕГCРЕГQН, т.к.

Qmax  k H zmax и CРЕГ zmax  ( Pпит  Pe ) AРЕГАксиальный поршневой гидромотор:1 – входной штуцер; 2 – внешняя камера; 3 – люлька; 4 – плунжеры;5 – приводной вал; 6 – наклонная шайба; 7 – проточказолотникового диска; 8 – выходной штуцер; 9 – золотниковыйраспределительный диск; 10 – штифтВинтовой насос:1 – корпус; 2 – рубашка; 3 – ведущий винт; 4 – ведомые винты;5 – обойма; 6 – подпятник; 7 – шариковый клапан.