Metodichka_Dz_1_OGM (Методическое указание к первому дз)

Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана Б.п. Борисов ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГИДРОПЕРЕДАЧИ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОБЪЕМНЫЕ ГИДРОМАШИНЫ И ГИДРОПЕРЕДАЧИ» Москва Издательство МГТУ им. Н. 3.

Баумана 2010 РецевзентЛ.Д. Иечиее Борисов Б. П. Б82 Гидравлический расчет гидропередачн: метод. указания к выполнению домашнего задания по дисциплине «Объемные гндромашины и гидропередачив / Б. П. Борисов. — Мл Изд-во МГТУ им. Н. 3. Баумана, 2010. — 30,12) с.: ил. Иаложеиы краткие сведении ив теории объемных гидромапзин. Прнвелевы ндеалнвированные характеристики наымон н гндродвигателей, а также характеристики гидр«или ыскнх аппаратов —. напорных клапанов н дрссселей.

Рассмотрены общие принципы расчета рааветвленных гидросистем е укаввнхыми гидравлическими устройствами. Приведены задачи для самостоятельного решения и методические указания к ним. Для студентов специальиосги «Гидромашипы, гидропрнвод и гидропневмоавтоматика». УДК 621.221 ВБК 31.56 О МГТУ им. П. 3. Баумана, 2010 Цель домашнего гадания — закрепить знания, полученные по дисциплинам «Механика жидкости н газа«н «Объемные гндромашины н гндропередачи» применительно к расчету сложных 1разветвленных) гидросистем, включающих обьемные гидромашины; получить практику по расчету характеристик гидропередачн. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ В простейшем варианте гидравлическая передача 1гндропередача) представляет собой комбинацию из одного насоса н одного гидродвигателя.

Кроме этого гидропередача может содержать вспомогательные гидравлические устройства, необходимые для выполнения определенных функций, Рассмотрим те устройства и нх характеристики, которые необходимы для выполнения домашнего задания. Насос — это устройство, которое преобразует механическую энергию входного звона, обычно вращательного движения, в механическую энергию потока жидкости. В объемном насосе такое преобразование осуп1ествляется в процессе попеременного заполнения рабочей камеры жидкостью и ее вытеснения из этой камеры. Под рибочей кол«ерой понимается определенное пространство, ограниченное поверхностями рабочих органов, которое периодически изменяет свой объем н попеременно сообщается с полостями всасывания и нагнетания. По форме рабочих органов, образующих рабочие камеры, гндромашины, которые нашли наибольшее применение в технике, можно подразделить на порптневые, пластинчатые, зубчатые и винтовые.

Для объемных гидромашнн количественная мера, которая определяет величину преобразуемой в рабочих камерах энергии, зависит от того, насколько изменяется объем этих камер в процессе относительного перемещения рабочих органов машины. В качестве таковой меры принят рабочий объем 1»,, который представляет собой сумму изменений объемов всех рабочих камер за время их сообщения с отдающей полостью в течение одного оборота вала гидромагпины. Эту сугубо геометрическую характеристику объемной гидромашины можно представить как объем жидкости, прошедший через гидромашину за один оборот вала при отсутствии на ней перепада давления. Рассмотрим в качестве примера конструкции двух объемных насосов. На рис.

1 представлена схема шестеренного насоса, рабочими органами которого являются ведущая 1 и ведомая 2 Рис. 1. Схема шестгренного насоса: 1 — ведущая шестерик; 2 — поломан шестерня; 3 — рабочие камеры; т — корпус шестерни, образующие совместно с корпусом 4 (к которому относятся и плотно прилегающие к торцам шестерен боковые крышки, не показанные на рисунке) рабочие камеры 3. При вращении шестерен в том месте гидромашииы, где зубья выходят из зацепления, объем камер увеличиваетсн, и пространство между зубьями заполняется жидкостью, поступаюгцей из полости всасывания.

Жидкость в этих впадинах переносится иа одной полости в другую, при этом входящие в зацепление зубья приводят к уменьшению объема рабочих камер, и жидкость вытесняется в полость нагнетания. Рабочий объем такой гидромашины определяется по формуле У =2„В~ Вг Вг ь =2„Вл Р Р е Рнс. 2. Объемные насосы: а — условное обозначение нерегулируемого насоса; б — условное обозначение регулируемого насоса; з — характеристика нерегулируемого насосе; г — характеристика регулируемого насоса В качестве примера такой мапшны па рис. 3 приведена схема аксиально-поршневого насоса с наклонным диском, а на рис. 2, 6 — условное изображение регулируемого насоса. В блоке 4 находится,г цилиндров, оси которых расположены параллельно оси вращения блока на расстоянии от нее В„.

В каж- где  — ширина пгестерии;  — радиус окружности выступов; г1 „ и В, — диаметр и радиус начальной окружности, равный половине межцентрового расстояния; гг = ялг сов а — шаг по основной окружности, гп — модуль, а — угол профили исходного контура (обычно а =- 20'). В рассмотренном примере с шестеренным насосом (см. рис. 1) рабочий объем остается постоянным, и такие машины называютсн керегулируемыми. Условное обозначение такого насоса на гидравлических схемах показано на рис. 2, а.

Коли в конструкции гидромапгины предусмотрена возможность изменять рабочий объем, то такие машины называются регулируемыми. Рис. 3. Схема екснельно-порпгневой гндромешнны: 1 — наклонный диск; 2 — поршень; 3 — рабочая камера," т — блок цилиндров; б — окно в блоке цилиндров; 6 — респределнтелгп 7 и 8— волости гидромешнкы дом цилиндре находятся поршни 2 диаметром а, которые через гндростатическую пяту опираются на диск 1, наклоненный под углом у к вертикальной плоскости.

Этот диск играет роль кулачка, определяющего кинематику движения поршней, которые прижимаются к его плоской поверхности (механизм, обеспечивающий такой прижим, на рисунке не показан). При вращении блока цилиндров 4 поршни 2 перемещаются относительно блока, что приводит к изменению обьема рабочей камеры 3. Когда порп~ень вдвигается в камеру, ее объем уменьшается, и она через окно б в блоке цилиндров соединяется при указанном направлении вращения с полостью нагнетания 8, расположенной в неподвижном распределителе б. При увеличении объема камера соединяется с полостью всасызания 7. Рабочий объем такой гндромашины ла $' = — 2Л гьйу.

4 (2) Как видно на рнс. 3 и как следует из формулы (2), изменение угла у наклона диска 1 приводит к изменению хода поршня 2В„(бу, а следовательно, и рабочего объема гндромашины. Для расчета гидропередачи необходимо знать расходную характеристику насоса, которая представляет зависимость подачи насоса от давления 9(р). При идеализированном рабочем процессе (и атом случае предполагается, что жидкость несжимаемая, а утечки н силы тренин и инерции отсутствуют) подача определяется только рабочим объемом и частотой вращения вала насоса. В общем случае для регулируемого насоса Ц = — гос, ~а (3) 2л где)', — рабочий объем, который для регулируемой гидромашины принимается равным его максимальному значению; ю — угловая скорость вращения вала насоса; е — параметр регулирования, представляющий собой отношение некоторого промежуточного значения рабочего объема к его максимально возможному значению; если машина нерегулируемая, то следует положить е = 1.

Для регулируемой гидромашины параметр регулирования определяется через соотношение некоторых геометрических размеров. Так, для аксиально-поршневой гндромашнны с наклонным диском в соответствии с формулой (2) параметр регулирования г .= $3у/ьбу,„,„, где у — некоторое промежуточное значение угла наклона диска; у, — его максимальное значение, предусмотренное конструкцией машины.

0 "- соогг 1'вг. 4. Объемный гидромотор: л — условное обозначение регулируемого реверсивного глдромотора; б — характеристика регулируемого гвдромоторз Из сказанного выше следует, что при идеализированном процессе подача обьемного насоса не зависит от давления. Следовательно, его расходная характеристика при фиксированной частоте вращения представляет собой для нерегулируемого насоса одну прямую линию (рнс. 2, в), параллельную оси абсцисс, а для регулируемого насоса — семейство параллельных линий (рис. 2, г), каждая из которых соответствует своему аначенню параметра регулирования.