Одноходові високомоментні гідромотори

Являють собою радіальну кривошипно-шатунну гідромашину з зіркоподібним розташуванням поршнів. Вони одержали назву тихохідних високомоментних гідромоторів для безредукторного привода машин. Були створені в 1954 році фірмою “Чемберлейн Индастриз Лтд” (Англія) і одержали назву “Стаффа” (патент 1085232 -Англія).

Конструктивна схема кривошипно-шатунного гідромотора приведена на рисунку 8.11 (розподільник не показаний).

Рисунок 8.11 – Схема кривошипно-шатунного гідромотора

Робоча рідина від розподільника надходить у поршневу порожнину декількох робочих камер (на рисунку А, У, С та ін.), утворених у корпусі 1, і впливає на поршні 2. Виникаюча при цьому результуюча сила гідростатичного тиску передається через шатун 5 на ексцентриковий кулачок 6 приводного вала 4 і обертає його. За один оберт вала кожен поршень робить один робочий хід.

На Людиновском агрегатному заводі випускаються одноходові гідромотори типу МР-Ф-V/250 (10 типорозмірів) на питомі витрати від 100 до 6300 см і крутні моменти, М=375-9400 Нм.

Навантажувальні і регулювальні характеристики гідромоторів

об/хв

300 об/хв

об/хв

а)

об/хв

б)

Л/хв Кількість обертів n, об/хв

в)

Рисунок 8.12 – Навантажувальні і регулювальні характеристики гідромоторів

На навантажувальній характеристиці графічно представляються залежності η_е, η_про, n_ф, М_ф, N_ф від перепаду тиску ( ). Регулююча характеристика виражає залежності параметрів гідромотора, наприклад, , від числа обертів його вала при постійній потужності або постійному крутному моменті (тиску). Універсальна характеристика сполучає навантажувальну і регулювальну характеристики.

Типові навантажувальна і регулююча характеристики пластинчастого гідромотора МЕ 16-13 з номінальним крутним моментом 2 кгм приведені на рисунку 8.12 а, б. На рисунку 8.12, в показана універсальна характеристика шестерного гідромотора НД-160 (Німеччина) з питомою витратою 12,5 см³/об.

Залежності крутного моменту від числа обертів будуються при постійній витраті (штрихові криві) і при постійному перепаді тиску (суцільні криві). На графіки універсальних характеристик наносяться також криві зміни крутного моменту, що крутить, від числа обертів при постійному ефективному коефіцієнті корисної дії (η_єф=const), що утворять замкнуті контури.

Реверсування гідромотора

Реверсування нерегульованого гідромотора здійснюється зміною напрямку потоків у трубопроводах, що підводять, тобто переключенням напірного потоку в зливну магістраль, а зливного потоку – у напірну. Схеми реверсування показані на рисунку 8.14.

Процес реверсування складається з періодів гальмування ротора гідромотора з робочої швидкості до нуля , вистою і його розгону з нульової швидкості до робочої.

Визначимо час розвантажування гідромотора без навантаження при постійній величині прискорення з рівності імпульсу сили, прикладеної до ротора на радіусі , кількості обертального руху власних мас гідромотора:

.

При =0, одержуємо ,

де  маса обертових частин гідромотора,

 окружна швидкість обертання ротора на радіусі після його розгону.

₁ – час гальмування,

₂ – час вистою,

₃ – час розгону

Рисунок 8.13  Графік реверса гідромотора

Звідки знаходимо закон зміни часу розгону від кутової швидкості :

. (8.13)

При = _вст підлоги ніж . Тому що , одержуємо:

,

де ‑ кутове прискорення.

Підставивши значення кутової швидкості у формулу (8.13), одержимо:

.

Час реверса приймається рівним подвоєного часу розгону:

.

Час реверса гідромотора з приведеними масами дорівнює:

,

де ‑ момент інерції мас, що приводяться в рух, приведений до вала гідромотора.

Графік реверса гідромотора показаний на рисунку 8.13.

а) б)

1  насос;

2 – гідромотор;

3 – розподільник.

Рисунок 8.14 – Схема реверсування гідромотора;

а – за допомогою реверсивного насоса,

б – з допомогою розподільника рідини

Час розвантажування (при гальмуванні) гідромотора без навантаження називається постійною часу гідромотора. Постійна часу характеризує інерційність привода і має вирішальне значення при оцінці його динамічних якостей. У поршневих нерегульованих гідродвигунів номінальною потужністю від 2,5 до 35 кВт. Час розвантажування до максимальних обертів не перевищує 0,006 с. Для пластинчастого гідродвигуна моделі. МГ 16-13, що працює при 1000 об/хв час реверсування складає 0,002 с.

Швидкодія привода визначимо кутом повороту ротора при розгоні до робочих обертів. Для цього скористаємося рівнянням (8.13) Виразивши кутову швидкість обертання ротора в даний момент часу як:

,

одержимо

.

Розділяючи в цьому рівнянні змінні й інтегруючи ліву і праву частини при початковому куті =0 і тривалості перехідного процесу від 0 до , одержимо:

. (8.14)

Підставивши в рівняння (8.14) , одержимо:

.

Коли момент інерції змінний, тобто рух відбувається зі змінним прискоренням, що крутить момент на валу гідромотора визначається по рівнянню [12]:

,

де  приведений момент інерції обертових мас:

,

де  момент інерції роторної групи мотора, тобто вала, до якого приводиться момент інерції.