Izuchenie_axialno-porshnevykh_gidromashin (563012)
Текст из файла
Федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего профессионального образования«Московский государственный технический университетимени Н.Э. Баумана»БОРИСОВ Б.П., ЩЕРБАЧЕВ П.В.ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙАКСИАЛЬНО- ПОРШНЕВЫХ ГИДРОМАШИНМетодические указаниядля выполнения лабораторной работыпо дисциплине"Объёмные гидромашины"2013Введение.К аксиально-поршневым гидромашинам (АПГМ) относятся такие машины, у которых оси цилиндров, расположенных в блоке, параллельны оси блока, или составляют с ней угол меньше 450. АПГМ, как насосы, так и гидромоторы, получили широкое применение в гидравлических передачах и приводах. К их достоинствам относятся: возможность регулирования рабочегообъёма, высокий уровень давления при хорошем значении КПД, удовлетворительные массогабаритные показатели, высокая энергоемкость (мощностьна единицу массы).
К недостаткам можно отнести сравнительно высокуюстоимость и повышенные требования к чистоте рабочей жидкости.По типу механизма, который обеспечивает возвратно поступательноедвижение поршней относительно блока цилиндров, АПГМ делятся на машины с рычажным и с кулачковым механизмами (см. рис 1). Для рычажных механизмов характерно то, что закон относительного перемещения поршнейблизок к гармоническому, а кинематические связи имеют геометрическое замыкание. Кулачковые механизмы позволяют воспроизвести любой желаемыйзакон перемещения поршней благодаря специально спрофилированной рабочей поверхности, но осуществление кинематической связи, как правило, требует силового замыкания.На рис.1,а и б представлены схемы АПГМ с пространственным рычажным механизмом.
В таких машинах одновременно вращаются блок цилиндров 2 и деталь 6, где закреплены сферические шарниры шатунов 5, назовемкоторую по аналогии - блоком шатунов. Оси блоков цилиндров и шатуноврасположены под углом . В этом случае поршни 4, соединенные шатунами 5с блоком шатунов 6, совершают относительно блока цилиндров 2 возвратнопоступательное движение, что приводит к изменению объема рабочей камеры 3. Через отверстия в торце блока рабочие камеры сообщаются с полостями гидромашины с помощью торцевого распределителя 1.Давление в рабочей камере создает на поршне силу, которая через шатун 5 передается на блок шатунов 6.
Совокупность этих сил создаёт моментM на блоке шатунов. Поскольку в рассматриваемой схеме вращаются одновременно блок шатунов 6 и блок цилиндров 2, то конструктивно один из нихсоединяют непосредственно с валом машины, а для вращения другого применяют какой-либо условно показанный на рисунке 1,а и б синхронизирующий механизм 8. В зависимости от этого либо ось блока цилиндров совпадает с осью вала (рис.
1,а) - схема с прямой осью, либо она наклонена (рис.1,б) - схема с ломаной осью. В первом варианте момент M, создаваемый наблоке шатунов, передается на вал гидромашины через синхронизирующиймеханизм, который в этом случае называют силовым. Во втором варианте,при котором блок шатунов непосредственно связан с валом гидромашины,момент M сразу оказывается приложен к валу, а синхронизирующий механизм является несиловым. В современной практике обычно применяется второй вариант, когда ось блока цилиндров наклонена к оси вала и такие машины получили название - аксиально-поршневые гидромашины с наклоннымблоком.Применяемые в настоящее время в машинах с наклонным блоком синхронизирующие механизмы, можно подразделить на три типа.
К первому типу относятся механизмы с двойным карданом, который осуществляет практически синхронное вращение блока цилиндров с валом. Ко второму типусинхронизирующих механизмов относят конструкции, в которых передачавращения от вала к наклоненному блоку цилиндров осуществляется с помощью шатунов - машины с шатунным ведением блока. В этом случае шатунысвоей боковой поверхностью воздействуют на блок цилиндров либо черезконтакт с поршнями, либо непосредственно контактируя с блоком. Причемкаждый из шатунов передает усилие на блок цилиндров лишь в определенных пределах углового положения вала, осуществляя, так называемый, эстафетный принцип ведения.
В синхронизирующих механизмах третьего типаиспользуются конические шестерни. И если рассмотренные два первых типаКЛАССИФИКАЦИЯ АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВЫХ ГИДРОМАШИНПот типу механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение поршней относительно блока цилиндровРычажный механизмПо углу между осями вала и блока цилиндровОсь блока цилиндровнаклонена к оси вала(машины с ломаной осью)машины с наклонным блокомОсь блока цилиндров совпадает сосью вала(машины с прямой осью)а)Кулачковый механизмПо форме кулачкаб)Плоская поверхность(машины однократногодействия)машины с наклоннымдискомв)Специального профиля(машины многократного действия)г)По типу синхронизирующего механизмаНесиловой механизмСиловой механизмс одинарным - асинхроннымили с двойным - синхроннымкарданомдвойнойнесиловойкарданс шатуннымведениемблокас коническимишестернямиВ каждой схеме возможно:вращение кулачка при неподвижном блоке,вращение блока при неподвижном кулачке(система распределения на схемах не указана)1 - распределитель; 2 - блок цилиндров; 3 - рабочая камера; 4 - поршень;5 - шатун; 6 - блок шатунов; 7 - кулачок; 8 - синхронизирующий механизмсинхронизирующих механизмов могут применяться как в регулируемых, таки нерегулируемых гидромашинах, то третий тип только в нерегулируемыхмашинах.Схемы АПГМ с кулачковым механизмом показаны на рис.1,в и г.
Простейшей с технологической точки зрения является плоская форма поверхности кулачка (рис.1,в) и такие машины получили название АПГМ с наклонным диском. Они являются машинами однократного действия, а закон перемещения поршней относительно блока цилиндров является чисто гармоническим. В машинах многократного действия применяют кулачки со специально спрофилированной поверхностью рис. 1,г. В гидромашинах с кулачковым механизмом может вращаться либо блок цилиндров, либо кулачок и этоопределяет выбор системы распределения жидкости. При вращающемся блоке применяется такая же система, как и в АПГМ с наклонным блоком.
В случае с неподвижным блоком предпочтение отдаётся клапанной, а иногда исмешанной системе распределения.Давление в рабочей камере 3 создает на поршне 4 силу, действие которой вызывает реакцию со стороны кулачка 7 - наклонного диска, и, как следствие, со стороны поршня на блок 2 действуют силы, совокупность которыхсоздает момент M на блоке цилиндров.
Такой же момент возникает и на кулачке. Картины сил, действующих в АПГМ с рычажным и кулачковым механизмами, обуславливают их некоторые особенности и отличительные свойства. Поршень в машинах с рычажным механизмом нагружен в основномосевой силой P и незначительной поперечной, которая возникает из-за несовпадения осей шатуна и поршня. В машинах же с кулачковым механизмомпоршень нагружен значительной поперечной силой. Во-первых, это приводит к бόльшим силам трения на поршнях, а, следовательно, и к несколькоменьшему КПД гидромашины. И, во-вторых, желание ограничить по величине поперечную силу требует уменьшения угла γ.
Для АПГМ с наклоннымдиском угол между осями блока и диска выбирается в пределах 16 180,а в машинах с наклонным блоком этот угол доходит до 400.Цель работы:- изучить конструкции АПГМ с наклонным блоком и наклонным диском;- определить рабочий объём указанных выше гидромашин и экспериментальные коэффициенты, которые используются при проектированииАПГМ.Задачи, решаемые в ходе выполнения лабораторной работы:- уяснить общий для всех объёмных гидромашин принцип действия (рабочая камера, механизм изменения её объёма, система распределения);- освоить аналитические методы определения рабочего объёма АПГМ;- познакомиться с методами расчета узлов АПГМ с гидростатическимиопорами и определить коэффициенты прижима.Порядок выполнения работы:Работа выполняется двумя (максимум тремя) студентами в течение двухакадемических часов.Разобрать, насколько это возможно, (согласовать с преподавателем)предлагаемые для изучения и уже частично препарированные образцыАПГМ с наклонным блоком и наклонным диском.
Установить, где находитсярабочая камера, на какую величину изменяется её объём, каким образом онасообщается с приёмной и отдающей полостями. Отметить, что ход поршня вмашине с наклонным диском равен S Dц tg , а в машине с наклонным блоком S Dф sin , где Dц - диаметр расположения осей цилиндров в блоке, а Dф -диаметр расположения центров сферических шарниров шатунов во фланцевала.
(Угол наклона диска принять γ=160, а наклона блока γ=250.) Изобразитьсхематично обе изучаемые гидромашины. Измерить (с помощью штангенциркуля) необходимые геометрические размеры и вычислить рабочие объёмы гидромашин.Рисунок 2В конструкциях АПГМ применяются узлы с гидростатическими опорами.
Это для машин с наклонными блоком и диском пара: блок цилиндров торцевой распределитель, а в машине с наклонным диском это ещё и пара:опора поршня "башмак" - диск. Из-за сложности процессов, которые происходят в зазоре между указанными элементами, баланс сил, действующих наблок или "башмак", устанавливается по упрощенной схеме с использованиемэкспериментально определяемого коэффициента прижима.k п ( Pприж Pотж ) / Pприж 1 Pотж / Pприж ,где Рприж и Ротж - силы прижима и отжима, которые действуют на рассматриваемый элемент конструкции, и которые рассчитываются по некоторойупрощенной схеме.Рисунок 3Для пары блок цилиндров - торцевой распределитель, см.
рис. 2, по одной из методик расчёта, рассматривается равновесие условно выделяемогоодного сектора блока. В этом случае сила прижима определяется какPприж (d п2 / 4) p , а сила отжима равна объёму эпюры давления, вид которойпоказан на рисунке Pотж kп 1 ( R4 R1 ) ( R3 R2 ) Dци тогда окончательноp2z2 Dц ( R4 R1 ) ( R3 R2 ).zdп2Для пары "башмак" - наклонный диск, см. рис. 3, сила прижима определяется также, как и в предыдущем случае Pприж (dп2 / 4) p , а сила отжимаPотж D 2 D1 D2 D22p 2.D1 D1 D2 D22 и окончательно kп 1 13d п234Отчёт по лабораторной работе должен содержать:1. Схемы АПГМ с наклонным диском и наклонным блоком;2. Формулы для определения рабочего объёма указанных машин, геометрические размеры входящих в них величин, вычисленные значения рабочих объёмов;3.
Эскизы гидростатических опор и вычисленные для них значения коэффициентов прижима.Литература:1. Машиностроение, Энциклопедия. Том IV-2; книга 2; Гидро- и виброприводы. (глава 3). М., Машиностроение, 2012.Контрольные вопросы:1. Какие детали (элементы машины) образуют рабочую камеру?2.
Как определяется ход поршня в АПГМ с наклонным блоком инаклонным диском?3. Какой механизм обеспечивает вращение блока цилиндров в АПГМ снаклонным блоком?4. Каким образом осуществляется поджим поршней к наклонному диску?5. Какие положительные и отрицательные моменты Вы можете отметить в конструкции поршней АПГМ с наклонным диском?6. С какой целью на перемычках распределителя выполнены дросселирующие канавки?.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
