12.Что учитывает механический КПД гидромашины?
13.Что учитывает гидравлический КПД гидромашины?
14.Что учитывает объемный КПД гидромашины?
15. Как определить полный КПД гидромашины, если известны гидравлический, механический и объемный КПД?
16.Как изображается на гидравлических схемах насос?
17.Как определяется потребляемая мощность насоса?
18.Как определяется полезная мощность насоса?
19. В чем основное отличие гидронасоса от гидродвигателя?
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
91
Гидромоторы относятся к гидродвигателям и предназначены для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена гидромашины.
Напомним, что по виду движения выходного звена гидродвигатели делятся на гидродвигатели с вращательным движением выходного звена (гидромоторы), с поступательным движением выходного звена (гидроцилиндры) и с ограниченным углом поворота выходного звена (поворотные гидродвигатели).
Гидромоторы предназначены для Ипреобразования энергии движущейся жидкости в механическую энергию вращения исполнительного органа различных машинДи механизмов.
Основным требованием при выборе гидромотора является
обеспечение исполнительным органом машины необходимого |
|
|
А |
крутящего момента Mм и частоты вращения nм. |
|
Обычно в качестве гидромоторов используются объемные |
|
б |
|
роторные гидромашины. Гидромоторы конструктивно мало |
|
отличаются от роторных насосов. |
|
и |
|
По величине крутящего момента и частоты вращения вала гидромоторы можно раздел ть на две группы: низкомоментные, высокомоментныеС.
Низкомоментные г дромоторы характеризуются развитием небольшого крутящего момента и больших частот вращения. Высокомоментные гидромоторы развивают большой крутящий момент при небольших частотах вращения. Высокомоментные гидромоторы в основном предназначены для использования их в гидроприводах без промежуточного звена (редуктора) с целью уменьшения массы, габаритов, улучшения динамических характеристик объемного гидропривода. Высокомоментные гидромоторы имеют малые значения массы на единицу передаваемого момента.
В качестве низкомоментных гидромоторов в большинстве случаев используют аксиально-поршневые, реже – шестеренные, пластинчатые гидромоторы.
92
В качестве высокомоментных гидромоторов в основном применяют радиально-поршневые и аксиально-поршневые гидромоторы.
Для условного разграничения низкомоментных и высокомоментных гидромоторов часто пользуются так называемым коэффициентом быстроходности /14/:
Kn = qм nм , |
(3.1) |
где Kn – коэффициент быстроходности; qм – рабочий объем |
|||||
гидромотора, см3/об; |
nм – номинальная частота вращения, об/мин. |
||||
Гидромоторы, |
у |
которых |
Kn 1 , |
как правило, относят к |
|
низкомоментным, |
а |
при Kn 1 – |
к высокомоментным. Следует |
||
отметить, что коэффициент Kn |
является все же условной величиной. |
||||
Целесообразность |
применения |
в |
И |
||
приводах вращательного |
|||||
движения низкомоментных или высокомоментных гидромоторов
определяется в |
каждом конкретном случае отдельно исходя из |
||||
|
|
|
|
Д |
|
конкретных требований к приводу машины. |
|
||||
Основными |
параметрами любого гидромотора являются |
||||
|
|
|
А |
|
|
следующие: рабочий объем гидромотора qм , номинальное давление |
|||||
pном, частота вращения вала nм , расход Qм , мощность |
Nм , полный |
||||
КПД η. |
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
Полезная мощность гидромотора определяется выражением |
|||||
|
С |
Nмп = M |
мωм = Mм 2πnм , |
(3.2) |
|
|
|
|
|
||
где Nмп – полезнаяимощность гидромотора, Вт; Mм |
– крутящий |
||||
момент на валу гидромотора, Н м; ωм – угловая скорость вращения вала гидромотора, с-1; nм – частота вращения вала, с-1.
Потребляемая гидромотором мощность определяется по формуле
Nм = ∆pмQм = ∆pмqмnм, |
(3.3) |
где Nм – мощность, потребляемая гидромотором, Вт; ∆pм – перепад давления на гидромоторе, Па, ∆pм = pвх −pвых , здесь pвх – давление на входе в гидромотор, pвых – давление на выходе из гидромотора, для предварительных расчетов можно принять ∆pм = pном ; Qм –
93
теоретический расход жидкости, м3/с; qм – рабочий объем гидромотора, м3/об; nм – частота вращения вала, с-1 (об/с).
Потери мощности в гидромоторе оцениваются КПД.
η= |
Nмп = η η η |
= η |
η , |
(3.4) |
|
м г об |
гм |
об |
|
|
Nм |
|
|
|
где η – полный КПД гидромотора; ηм – механический КПД; ηг – гидравлический КПД; ηоб – объемный КПД; ηгм – гидромеханический КПД, ηгм = ηмηг .
Если пренебречь потерями мощности в гидромоторе, то из выражений (3.2) и (3.3) можно определить рабочий объем гидромотора.
|
|
qм = Mм2π ∆pм . |
|
(3.5) |
||||
По расчетным значениям рабочего объема гидромотора qм , |
||||||||
номинальному |
давлению и |
остальным параметрам выбирается |
||||||
гидромотор. |
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
||
|
3.1.1. Шестеренные гидромоторыИ |
|
|
|||||
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
Каждый конструктивный тип гидромотора (шестеренные, |
||||||||
поршневые, пластинчатые) имеет свои достоинства и недостатки. |
|
|||||||
Шестеренные |
и |
|
|
отличаются |
|
простотой |
и |
|
гидромоторы |
|
|
||||||
технологичностью |
конструкции, |
|
хорошими |
|
массовыми |
и |
||
габаритными |
показателями, |
могут |
работать |
при высокой (до |
||||
2400 об/мин) частоте вращен я.
Для работы шестеренных гидромоторов не требуется высокая степень очистки рабочей жидкости. К недостаткам следует отнести
невысокий КПД, большие пусковые моменты, небольшой диапазон |
|
частоты вращенияС, связанный с высоким нижним |
пределом |
(150…300 об/мин).
Отечественные заводы тракторных гидроагрегатов изготовляют шестеренные гидромоторы типов ГМШ-32, ГМШ-50 и ГМШ-100.
Технические характеристики гидромоторов типа ГМШ приведены в табл. 3.1 /8, 18/.
Пластинчатые гидромоторы, несмотря на отличные массовые и габаритные показатели, малый момент инерции, незначительную пульсацию момента, находят ограниченное применение, что связано с низким (до 6,3 МПа) давлением, высокой (100…150 об/мин) минимальной частотой вращения и низким КПД. Последнее вызвано
94
наличием трения скольжения основных рабочих элементов и трудностью уплотнения пластин /14/.
Таблица 3.1
Технические характеристики гидромоторов типа ГМШ
Параметр |
|
|
|
Марки гидромоторов |
||
|
|
ГМШ-32 |
ГМШ-50 |
ГМШ-100 |
||
|
|
|
||||
Рабочий объем гидромоторов, см3 |
|
32 |
|
50 |
100 |
|
Давление на входе в гидромотор, МПа: |
|
|
|
|
||
номинальное |
|
|
14 |
|
14 |
14 |
максимальное |
|
|
16 |
|
16 |
16 |
|
|
|
|
|
||
Номинальный перепад давлений, МПа |
14 |
|
14 |
14 |
||
Максимальное давление на сливе, МПа |
0,4 |
|
0,4 |
0,4 |
||
Частота вращения вала, мин-1: |
|
|
|
|
|
|
минимальная |
|
|
750 |
|
750 |
750 |
номинальная |
|
|
1500 |
|
1500 |
1500 |
максимальная |
|
|
1920 |
|
1920 |
1920 |
|
|
|
|
И |
|
|
3 |
|
|
51,4 |
|
161 |
|
Номинальный расход, дм /мин |
|
|
79,6 |
|||
КПД гидромотора: |
|
|
|
|
|
|
гидромеханический |
|
0,85 |
|
0,85 |
0,82 |
|
полный |
|
|
Д |
0,78 |
0,75 |
|
|
|
0,78 |
|
|||
Крутящий момент, Н м: |
|
А |
|
|
|
|
номинальный |
|
|
92 |
180 |
||
б |
59,6 |
|
||||
страгиван я |
17,9 |
|
27,6 |
54 |
||
Номинальная полезная мощность, кВт |
9,2 |
|
14,2 |
27,75 |
||
и |
|
|
|
|
|
|
Температура рабочей жидкости, °С: |
|
|
|
|
|
|
максимальная |
|
|
80 |
|
80 |
80 |
минимальная |
|
|
15 |
|
15 |
15 |
С |
|
|
|
|
|
|
Масса гидромотора, кг |
|
|
6,8 |
|
7,4 |
17,5 |
Поршневые гидромоторы отличаются от других типов возможностью надежного уплотнения рабочей камеры, что позволяет работать при высоком (до 32 МПа и выше) давлении и с вы соким КПД.
95