Техноэнерг
Среда, 20.09.2017, 12:09
Меню сайта

Форма входа

Категории раздела
Топливо - Теория горения. [224]
Высокотемпературные установки и процессы. [25]
Теплообменные установки и процессы. [56]
Котельные установки - конструкция и принцип работы. [47]
Устройство и эксплуатация оборудования газомазутных котельных. [63]
Металлургическое оборудование. [75]
Конструкции трубопроводной запорной арматуры. [59]
Объемные гидромашины и гидроприводы. [40]
Гидравлика. Гидравлические расчеты. [45]
Смазка оборудования. [49]
Оборудование пароконденсатных систем [20]
Справочник по сборке узлов и механизмов машин. [23]
Универсальные зажимные устройства токарных станков. [45]
Справочник металлиста [46]
Экономика. [21]

Поиск

Календарь
«  Декабрь 2014  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031

Наш опрос
На чем держится наша Вселенная?
Всего ответов: 363

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Главная » 2014 » Декабрь » 12 » Аксиально-поршневые гидромашины. Схемы, конструкции, принцип работы.
18:21
Аксиально-поршневые гидромашины. Схемы, конструкции, принцип работы.


Спектрофотометр В 1100



Аксиально-поршневые гидромашины


Рис. 3.29. Аксиально-поршневая гидромашина с наклонным блоком цилиндров:
а — нерегулируемая; б — регулируемая

Аксиально-поршневые гидромашины при передаче равной мощности по сравнению с другими поршневыми гидромашинами отличаются наибольшей компактностью и, следовательно, наименьшей массой. Имея рабочие органы с малыми радиальными габаритными размерами и поэтому с малым моментом инерции они способны быстро изменять
частоту вращения. Эти специальные свойства обусловили их широкое применение в качестве регулируемых и нерегулируемых насосов и гидромоторов для гидропередач, обслуживающих подвижные комплексы (дорожные, строительные, транспортные машины, авиационные и судовые системы), а также в следящих гидроприводах большой точности.

По кинематическим схемам, заложенным в основу конструкций, аксиально-поршневые гидромашины разделяют на гидромашины с наклонным блоком цилиндров (рис. 3.29, 3.30) и с наклонным диском (рис. 3.31).
В машинах с наклонным блоком (см. рис. 3.29) ось 4 вращения блока 24 цилиндров наклонена к оси вращения вала 1. В ведущий диск 2 вала заделаны сферические головки 12 шатунов 10, закрепленных также при помощи сферических шарниров 9 в поршнях 8.


Рис. 3.31. Аксиально-поршневой регулируемый насос с наклонным диском

При вращении блока и вала вокруг своих осей поршни совершают относительно цилиндров возвратно-поступательное движение. Синхронизация вращения вала и блока в машине осуществляется шатунами, которые, проходя поочередно через положение максимального отклонения от оси поршня (см. рис. 3.32), прилегают к его юбке 1 и, давя па нее, сообщают вращение блоку цилиндров. Для этого юбки поршней выполнены длинными, а шатуны снабжены точными конусными шейками 2.
В гидромашине, показанной на рис. 3.30, для вращения блока 12 служит вспомогательный валик 13 с двумя шарнирами кардана, поэтому поршни короткие, а шатуны имеют простую форму.
Обе системы вращения блока являются несиловыми, так как не передают основного момента от сил давления жидкости на поршни. С их помощью преодолеваются только моменты трения, приложенные к блоку, и момент, преодолевающий его инерцию при изменении частоты вращения машины.
В гидромашинах с наклонным диском (см. рис. 3.31) блок цилиндров 1 с поршнями .9 вращается вместе с валом 4. Поршни опираются на наклонный диск 11 и благодаря этому совершают возвратно-поступательное движение.
Кинематические и силовые соотношения в аксиально-поршневых гидромашинах. Из рассмотрения кинематических схем машин обоих типов (рис. 3.34 и 3.35) можно видеть, что их механизмы представляют пространственную инверсию кривошипно-шатунного механизма поршневого насоса (см. рис. 3.1).



Рис. 3.32 Поршень аксиально-поршневой машины с шатуном

Рис. 3.33. Поршень аксиально-поршневой машины с башмаком

Рассматривая кинематические схемы на рис. 3.34 и рис. 3.35 совместно с рис. 3.32 и 3.33, где показаны силы, действующие на поршни, можно составить выражения момента силы от действия одного поршня относительно оси вращения для гидромашин с наклонным блоком. Ввиду эквивалентности кинематических соотношений, все положения о неравномерности подачи насосов, разобранные применительно к кривошипному приводу, действительны и для аксиально-поршневых гидромашин.



Преимущественное использование в гидропередачах требует от роторно-поршневых насосов хорошо выровненной подачи, поэтому как правило для них z = 7 -9. 
В данном случае сохраняются в силе и все положения о пульсациях момента около его среднего значения, приведенные в п. 3.15. Рассматривая механизм преобразования момента, приложенного к валу насоса, в осевую силу поршня, вытесняющего жидкость или преобразования осевой силы давления в момент на валу гидромотора, можно видеть, что этот процесс в аксиально-поршневых гидромашинах двух рассмотренных типов неодинаков.

Рис. 3.34. Кинематическая cxeмa гидромашины с наклонным блоком


Рис. 3.35. Кинематическая схема гидромашины с наклонным диском

В гидромашине с наклонным блоком сила F'v (см. рис. 3.32) направлена по осп шарнирно-опертого шатуна, который, как показано на рис. 3.32 и 3.34, отклоняется от оси цилиндра на малый угол 8, и поэтому образует весьма малую боковую составляющую, которая определяет малые силы трения поршня о стенку цилиндра.
В гидромашине с наклонным диском (см. рис. 3.33) поршень шарнирно опирается на наклонную поверхность, реакция которой F дает осевую составляющую Fp, уравновешивающую силу давления жидкости, и боковую составляющую FR, образующую, как показано выше, момент МТ ц. Консольное приложение FR приводит к возникновению пятен контакта между поршнем и цилиндром. Контактные силы рк образуют момент в подвижной заделке поршня в цилиндре, уравновешивающий внешний момент силы FT. Значительные контактные силы рк обусловливают и более существенные силы трения, поэтому механический КПД у гидромашин с наклонным блоком выше, чем у гидромашин с наклонным диском. Особенно сильно это сказывается на работе гидромоторов, у которых частота вращения должна изменяться в широких пределах. При малом значении п, когда скорость поршней мала, между ними и цилиндрами возникает граничное трение. Момент трения увеличивается, что вызывает неравномерность вращения гидромоторов с наклонным диском уже при достаточно высоких п » 25-50 1/мин.
Рост контактных нагрузок ограничивает угол отклонения наклонного диска величиной 15 н- 18°. У гидромашин с наклонным блоком значение р ограничено только условиями конструкции и составляет обычно f} =» 25 - 30° (в пределе до 40°). Следовательно, согласно выражениям (3.50) и (3.51) в машинах с наклонным блоком для получения заданного V0 можно применить поршни меньшего диаметра и меньший диаметр Du, что ведет к относительному сокращению размеров рабочих органов в целом.
Однако качающий узел гидромашины с наклонным блоком (см. рис. 3.29 п 3.32) имеет и существенный недостаток. Сферические головки 12 шатунов 10 опираются на ведущий диск 2, представляющий консольный конец вала 1. Приложенные к диску 2 осевые силы Fn И консольные боковые силы FT сильно нагружают подшип¬ники 13. Это приводит к громоздкому подшипниковому узлу (поз. 13 на рис. 3.29 и поз. 14 на рис. 3.30), равному по размерам качающему узлу гидромашины.
В гидромашине с наклонным диском (см. рис. 3.31) подшипники нагружены суммой сил FT, равнодействующая которых приложена в точке О между подшипниками 14 и 3, поэтому их нагрузка относительно мала. Осевые силы давления передаются непосредственно корпусным деталям — корпусу 21 через люльку 12 и крышке корпуса 2 — через башмаки 10 поршней и распределитель 18, представляющие гидростатические опоры, успешно работающие при высоких давлениях и скоростях скольжения. Гидростатический башмак Б (см. рис. 3.33) устроен так же, как ранее рассмотренный в радиально-поршневом насосе (см. рис. 3.26). Его подъемная гидростатическая сила подчиняется зависимости (3.42). Из-за отсутствия центробежных сил работа башмаков в аксиально-поршневых машинах более благоприятна, чем в радиально-поршневых, и они не нуждаются в большом опорном поясе. Благодаря облегчению подшипников и соосности вала с поршнями, машины с наклонным диском меньше по габаритным размерам и более удобны при встраивании в агрегаты, чем машины с наклонным блоком. В малых гидролиниях с наклонным диском, рассчитываемых на использование при небольших частотах вращения и давлении (рн < 20 МПа) применяют поршни, имеющие точечный контакт с наклонным диском, аналогичные поршню 6 (см. рис. 3.23).
Устранение гидростатических опор обеспечивает некоторое уменьшение объемных потерь, особенно при работе на маловязких жидкостях, поэтому гидромоторы такого типа имеют лучшую равномерность вращения при малых частотах по сравнению с гидромоторами с гидростатическими башмаками.
Как указывалось выше для радиально-поршневых машин опора поршней, представляющая наклонный диск, должна, во избежание быстрого изнашивания головок поршней из-за проскальзывания, свободно вращаться на радиально-упорпом подшипнике, подобно вращающемуся статору 3 (см. рис. 3.23).
Система распределения аксиально-поршневых гидромашин. Важнейшим узлом роторно-поршновых гидромашин является система распределения. В аксиально-поршневых машинах как правило применяют системы распределения торцового типа (см. рис. 3.29, 3.30 и 3.31) образованные торцом (поз. 6, рис. 3.29; поз. 10, рис. 3.30; поз. 8, рис. 3.31) блока цилиндров, на поверхность которого открываются окна (поз. 25, рис. 3.29; поз. 11, рис. 3.30; поз. 6, рис 3.31) цилиндров, и торцом (поз. 5, рис. 3.29; поз. 9, рис. 3.30; поз. 7, рис. 3.31) распределителя (поз. 7, рис. 3.29; поз. 8, рис. 3.30; поз. 18, рис. 3.31).
Функции системы распределения многообразны. Она является упорным подшипником, воспринимающим сумму осевых сил давления от всех цилиндров; переключателем соединения цилиндров с линиями и р., вращающимся уплотнением, разобщающим линии Рх и р2 одну от другой и от окружающих полостей.
Поверхности, образующие систему распределения, должны быть взаимно центрированы, а одна из них (обычно поверхность блока) должна обладать небольшой свободой самоориентации для образования слоя смазки.
В схеме на рис. 3.29 это обеспечивается люфтом между втулкой 11 и осыо 4 блока, а также сферической формой поверхностей 5 и 6 системы распределения. В машине, изображенной на рис. 3.30, эти функции выполняет подшипник качения 6, а в машине на рис. 3.31 — подвижное эвольвентное шлицевое соединение 13 между блоком и валом. Для предотвращения раскрытия стыка системы распределения под действием момента центробежных сил поршней во всех машинах предусмотрен центральный прижим блока пружинами (поз. 3 на рис. 3.29; поз. 7 на рис. 3.30; поз. 20 на рис. 3.31).
На рис. 3.36, а показан торец 1 блока цилиндров с окнами 2 цилиндров, а на рис. 3.36, б, в — торец 5 распределителя с двумя полукольцевыми полостями 3, одна из которых соединена с линией ри а другая — с линией р2 (поз. 19 на рис. 3.31). Полости 3 разделены перемычками 4 (рис. 3.36, б предоставляет насосный вариант с асимметричной перемычкой 4, а рис. 3.36, в — вариант гидромотора с симметричной перемычкой). При вращении блока окна 2 (на рис. 3.36, бив окна показаны тонкой линией) перемещаются над полостями 3 и соединяются попеременно с обеими линиями. Проходу над перемычками соответствуют мертвые точки А и Б (см. рис. 3.21), 3.31 и 3.36), в которых скорость поршня равна нулю. Начало соединения окон 2 (рис. 3.36) с полостями 3 осуществляется через дросселирующие канавки 6. Ширину полостей 3 и их уплотняющих поясков 7 выбирают так, чтобы силы гидростатического давлении жидкости со стороны полостей и уплотняющих зазоров почти полностью уравновешивали сумму сил давления жидкости на дно 5 цилиндров блока (рис. 3.31). Как и на цапфе радиально-поршневой машины (см. рис. 3.24 и 3.26, а) для надежной работы нужно, чтобы доля гидростатического уравновешивания сил составляла в среднем 96—98%. Неуравновешенная часть сил воспринимается гидродинамическим подшипником — опорным поясом 8 (см. рис. 3.36).

Рис. 3.36. Торцовая система распределения аксиально-поршневых гидромашин


Категория: Объемные гидромашины и гидроприводы. | Теги: жидкость, давление, гидромашина, гидро, Поршень, насос, цилиндр
наука нормы правила классификация характеристики Характеристика температура расчет схемы газ теплота размеры параметры вода энергетика трубопровод оборудование смазка требования схема конструкция устройство масло котел Топливо технология пар жидкость давление насос
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Copyright MyCorp © 2017