3. Піспекті (поршенді) гидроиоторлар.

Аксиалды - піспекті сорғыштар мен гидромоторлар гидротрансмиссиялық өздігінен жүргіш ауыл шаруашылығы машиналары мен жол-құрылыс машиналарында кең қолданыс тапқан. Олар параметрлерінің тұрақтылығымен, сыртқы шарттар ауыспалы болғанда көп пайдаланылуымен, 15.... 25МПа қысымда жоғарғы көлемдік және механикалық ПӘКпен.

Аксиалды - піспекті гидромашиналардың жұмыс камералары цилиндрлер мен піспектердің жұмыс беттерінен құралған. Піспек остері цилиндр блогына параллель және онымен 45º кем емес бұрыш жасайды. Ротор білігінің орналасуына қарай гидромашиналарды иілгіш дискілі және иілгіш блокты деп бөледі.Иілгіш дискілі гидромашина (сурет 3.1) корпустан, цилиндр блогынан 2, иілгіш дискпен 4 шарнирлі қосылған піспектен тұрады. Цилиндр блогы 2 піспектерімен 3 біліктен айналысқа келеді. Жұмыс сұйықтығының жұмыс камераларына кіруі және шығуы үшін дискіде 2 терезе: ағу және сору орнатылған. Цилиндрді толтыратын сұйық көлемі білік осіне дисктің орнау бұрышынан тәуелді. Егер бұрыш В=О, сұйық шығыны болмаса, бұл жағдайда гидромашина өшірілген. Жұмыс процесі кезінде сорғыш режимінде айналдырушы момент цилиндр блогы мен поршенге 3 дискінің 4 иілген жағдайында күрделі қозғалыс жасайды: блокпен бірге айналады да, блокта ілгерінді-кейінді орын ауыстырады.

Бөлгіш дисктен орын ауыстырғанпіспек сұйықты сорады да білік бұрылғанда және камера көлемі кішірейгенде айдайды.

Аксиалды - піспекті гидромашиналар берілістің қолмен өзгеруі, беріліс реттелуінің қадағалануы және электрогидравликалық басқарумен шығарылады.

Корпуста цилиндр блогы тірегі үшін және дискімен піспен итергішінің байланысы кезіндегі радиалды жүктемені жоюға арналған роликті подшипник орнатылған. Итергіш пен тірек дискісі арасындағы байланыс жұмыс сұйықтығының берілуі арқылы босатылатын қала өкшелік көмегімен іске асады. Жетекші білік ротомен эвольментті шлицті қосылыс арқылы жалғасады. Сорғыштың артқы қақпағында сору және ағуға арналған екі клапан бар. Иілгіш блокты гидромашина (10 б сурет) көрсетілген. Корпуста 3 подшипникте торстың бөлігінде шарнирлі бекіткіш бар ернемен бар білік; шатун бастары және білікше орнатылған. Цилиндр блогы 2 тегершіктің бұрышы астында орналасқан және білікпен бірге айналады. Цилиндр бөлігіндегі піспектер білік ернемегімен шатунмен шарнирлі байланысқан. Жұмыс сұйықтығының жұмыс камерасына кіруі және шығуы үшін бөлгіш диск қызмет етеді.

Гидродинамиканың (сорғыш режимінде) жұмыс принципі келесідей. Сорғыш білігі айналысы кезінде піспектер күрделі қозғалыс жасайды: цилиндр блогымен бірге айналады да, цилиндрде ілгерінді – кейінді қозғалады, осы кезде сору және ағу циклдары жүреді. Жұмыс кезінде піспекте сұйық қысымы өседі. Піспектің қозғалыс жылдамдығыцилиндр блогі осі жанындағы айналыс қозғалысы мен цилиндрдегі ілгерінді қозғалыспен қосылады.

Тексеріс есебі бойынша, піспек шатундары параллель орын ауыстырады да, остері цилиндр остеріне сәйкес келеді, ал бұрыштық жылдамдық тұрақты.

Сұйық шығыны диск иілу бұрышына тәуелді. Піспек жұмыс есебі бойынша жуықтап алынған иілу бұрышы бүйір күші әсерінен 20…30º аспайды.

3.1-сурет Аксиалды - піспекті гидромашиналар сызбасы

А) иілгіш дискімен: 1-бөлгіш, 2-цилиндр блогы, 3-піспек, 4-иілгіш диск, 5- білік

Б) иілгіш блокпен 1- бөлгіш диск, 2- цилиндр блогы, 3-піспек, 4-ернемек, 5- білік, 6-центрленген білікше, 7-шатун.

Аксиалды - піспекті гидромашиналардың блок және алдыңғы қақпақ арасындағы жұмысын қамтамасыз ету үшін жазық бөлгіш орналасқан. Блок пен бөлгіш арасындағы саңылау ағын кетуді болдырмас үшін минималды болуы керек. Бөлгіш диск бетінің тозуын болдырмас үшін ағу және соғу магистралімен периодты қосылған бунақтар бар. Нығыздауыш белдеушелердегі саңылау сұйық қысымы өзгермейді. Нығыздауыш белдеуше ені 0,15см – ден үлкен болуы керек, ал бөлгіш және цилиндр блогы торсының терезе радиусы Ро(0,2….0,25) dn

Піспекті гидросорғыштар жұмысы кезінде тұйық циркуляциясы жүйесінде гидроқозғалтқыштың ағу магистраліндегі жұмыс сұйықтығы сорғыштың сору магистраліне бағытталады.

Сұйықтың блок саңылауы арқылы ағу жылдамдығы мына формуламен анықталады:

V1=Vотп F/S (3.1)

Мұнда: Vотп - піспектің қатысты жылдамдығы;

f -Цилиндр қимасы ауданы

s - цилиндр түбі саңылауы қимасы ауданы

Піспектер цилиндрде ілгерінді кейінді қозғалыс жасайды және бір уақытта блокпен айналады. Бөлгіш дисктен қозғалатын піспектің жұмыс камерасы сұйықпен толады да сору болады.

(3.2) суретте

Блок цилиндрінде иілгіш дискінің тірек дөңгелегіне табанымен 7 тірелетін піспектер орналасқан. Табандар тірек дөңгелегіне төлке 6 және сеператор 8 арқылы серіппемен қосылған. Иілгіш диск

Р бұрышына басқару механизмі, піспектің тартқыш арқылы орын орын ауыстыруымен жүйеге асады. Жұмыс кезінде білік 4, піспектерімен 5 цилиндр блогы 3 және төлке 6 айналады. Піспектер цилиндрде ілгерінді –кейінді қозғалады да, блокпен біруақытта айналады. Жұмыс камерасының айдау қуысымен қосылысы кезінде піспектер иілгіш дискіге қарай қозғалып, айдау болады.

Цилиндр иілгіш блогымен аксиалды – піспкті гидромотор қырнауында орталық шип арқылы цилиндр блогымен қосылған подшипниктердегі 8,9 білік орналасқан корпустан тұрады. Гидромотор герметизациясы нығыздауыш дөңгелектер 2,10 қақпақта орналасқан манжета 12 арқылы болады.

3.2 сурет

1- бөлгіш диск, 2- серіппе, 3- цилиндр блогы, 5,13- 6- төлке, 7- табан, 8-сеператор, 9- тірек дөңгелегі, 10- иілгіш диск, 11-серіппе, 12-тартқыш.

Жұмыс процесі кезінде жұмыс сұйықтығы айдаудың жұмыс камерасына түсіп, піспекті орын ауыстырады.

Күштердің құраушылары шатун арқылы білік ернемегіне бұрышпен берілген. Вертикалды құраушы радиалды және тангенциаль күшке бөлінуі мүмкін.

Радиалды күш білік тегершіктерімен қабылданады, ал тангенциаль күш білік осіне қатысты момент тудырады. Білік цилиндр блогымен қосылған, сондықтан ол айналған кезде жұмыс камералары айдау қуысы және құю қуысымен қосылады. Аксиалды-піспекті гидромашиналар ПӘК-і 0,85….0,95; 32-250 см 3/айналым жұмыс көлемімен шығады. Тұрақты берілісті гидромашиналардың метал сыйымдылығын 0,5-тен 0,625кг айн \см, ал реттелетін - 0,8ден 0,97кг айн\см3.

Радиалды - піспекті гидромоторлар.

Радиалды – піспекті гидромашиналар түрі.

Радиалды - піспекті гидромоторларды шығыс білігінің бір айналасындағы жұмыс жүрісіне (көп жүрісті және бір жүрісті) және профилденген бағыттауыштың қатысты орын ауыстыруына байланысты (сыртқы және ішкі бағыттауыш) бөлінеді. Сыртқы және ішкі бағыттауышты гидромоторларда жұмыс камералары блоктарда орындалған көп әрекетті гидромоторларда бағыттауыштардың жұмыс беттерінде профилденген участоктар бар

Бір әрекетті гидромоторлардың бағыттауыштары (жұмыс беттерінде) цилиндр блогы осіне қатысты эксцентрлі орналасқан цилиндр тәріздес (3.3 – сурет в,г). Осындай бағыттауыш сыртқы орналасқанда дөңгелек формасында, ал ішінде гидромотор білігімен қосылған эксцентрина. Көп әрекетті гидромоторларда күш піспектен бағыттауышқа катоктар 4 арқылы, ал бір әрекетті гидромоторларда бұл үшін шатундар мен немесе айналшақты ықтырмалы механизм көмегімен қосылған сырғанағыш тірек табан қолданылады. Құрастырылған гидромоторларда құмыс сұйықтығы (сорғыш және айдауыш қуыстың) цапфенді бөлгішпен сорғыш және айдауыш құыстың остік және радиалдық каналдары жүйесінде бөлінеді.

Піспектің қозғалысы бағыттаушы профилі мен анықталады. Жұмыс сұйықтығының піспекке әсер ету салдарынанқысым күші оның осіне бағытталады. Нормал қысым күші «өлген» нүктелерден басқа нүктелер мен піспек осінен нөлге дейін бұрыш құрайды. Осының салдарынан піспектің бағыттауышпен әсерінен, әрбір піспекте қалыптасатын, айналыс моментін анықтайтын тангенциалды құраушы күш пайда болады.

Көп әрекетті радиалды - піспекті гидромоторларда 65-103 см3/айн жұмыс көлемі бар және 30-103 Н·м тең момент тудырады. Бір әрекетті радиалды піспекті гидромотордың жұмыс көлемі:

qo=r/оnо/2е=H/г (3.2)

Мұнда е – эксцентриситет, H-піспек қатары саны, r- піспек саны, r\o- көлемдік ПӘК, d-піспек диаметрі. Айналыс жиілігін эксцентриситет е піспек көлемі, қатардағы піспек саны мен қатардың өзгеруі арқылы реттеледі.

Радиалды – піспекті сорғыш жұмыс сұйықтығының теңсіз берілісін қамтамасыз етеді. Берілістің тербеліс амплитудасы піспек санының өсуімен келмейді.

Радиалды – піспекті гидромашиналар жұмыс процесі кезінде әрбір піспекке жұмыс сұйықтығының қысым күші әсер етеді. Гидромотор үшін толық айналыс моменті піспекке әсер ететін момент күші санына тең.

Радиалды – піспекті гидромашиналар құрылысныдағы негізгі параметрлер: піспек ұзындығы, статордың тірек жазықтығының ішкі диаметрі, цапфенді бөлгіш диаметрі, ротор диаметрі. Жұмыс сұйықтығын бөлу үшін гидромашиналар жеке және группалық бөлгіштермен жабдықталған.Барлық бөлгіштер бет формасына байланысты жазық, цилиндрлік және сфералық ал бөлгіштерге қатысты орын ауыстыру тәсіліне қарай айналатын тербелетін, ілгерінді-кейінді қозғалысты.

3.4- суретте бөлгіш құралдардың бірнеше түрі көрсетілген. Бөлгіште (3.4-сурет) қозғалушы элемент аталатын цапфа немесе төлке болып табылады.

Цапфада бір жазықтықта жататын және сұйықтың жетегі және құйылуымен жалғасқан 2 канал бар.Цапфалық бөлгіште қозғалушы элемент айналмайды, қозғалмайтын элементке қатысты тербелмелі қозғалыс жасайды. Жазық бөлгіш қозғалмайтын жұмыс камерасы бар гидромашиналарда қолданылады және онда эксцентрлік мойында орналасқан дөңгелек формалы жазық золотник бар.

Бөлгіште (3.4 г – сурет) жазық золотник құрама, саңылау компенсациясы құрылғысы мен саңылау. Золотник қозғалмайтын корпусқа қатысты айналады.

3.4 – сурет. Бөлгіш құрылғылар сызбасы.

а, б-цепфиндей, в-жазық, г-құрама золотникпен (1-қозғалтқыш, 2-қ) 1-қозғалатын элемент, 2-қозғалмайтын элемент.

4. Радиалды-піспекті гидромашиналар конструкциясының ерекшеліктері.

4.1 сур.6 әрекетті жоғары моментті радиалды-піспекті гидромотор көрсетілген. Гидромотор алдыңғы 6 және артқы қақпақты 9 корпустан 7, екі тербеліс подшипникті цилиндр блогынан, он бір поршен 8 жиынтығынан, төлкелі 3,4 торсты бөлгіш дисктен 5, бөлгіш қақпағы 2, жалғауыштармен және 12, монжетке тығыздауыш сақина 11. Гидромотор жұмыс камерасы А поршень және блок цилиндрі жұмыс бетімен бекітілген. Әр жұмыс камерасы блоктың (каналдары және саңылаулары) және торстық бөлгіш диск каналдары және саңылаулары арқылы жалғауыштармен немесе 12 жұмыс сұйықтығының бұру және келтіруімен жалғанған.

Торстық бөлгіш диск 5 төлке серіппелі компенсациялық шайба арқылы цилиндр блогы торсына қысылған. Бөлгіш дискіде үш 3 және 4 төлкеден орнатылған, олар бөлгіш диск каналдары қақпақ 2 каналымен қосады. Жұмыс процесі кезінде он бір поршень әрбіреуі біліктің бір айналысы кезінде алты қос жүріс жүреді де, жұмыс камераларында бірінші айдалу содан кейін қысылу жүреді. Жалғауыштан 12 қысым арқылы берілетін жұмыс сұйықтығы жалғауыш төлкелер арқылы 4 бөлгіш дискіге түседі де әрі қарай торстық саңылау арқылы поршен топтары осы уақытта корпус көшіргіші жұмыс учаскесінде орналасқан жұмыс камерасына түседі.

4.1 – сурет. Жоғары моментті радиалды – поршенді гидромотор.

1,12- корпус, 2- қақпақ, 3,4- төлкелер, 5-бөлгіш, 6- алдыңғы қақпақ, 7- корпус, 8- поршень, 9- артқы қақпақ, 10- цилиндр блогы, 11- манжеты.

Осы камераларда айдалу процесі жүреді. Поршендер цилиндрден шығады да ось арқылы 2 подшипникпен Р күші арқылы корпус көшірмесіне әсер етеді. Контак нүктесінде күшті нормаль бойымен тірек бетіне бағытталған нормаль қысымға және гидромотор білігі цилиндр блогын айналдыратын айналдырушы момент тудыратын тангенциалды күшке жіктеуге болады.

Гидромотордың басқа жұмыс камераларында блок цилиндрін айналдырғанда жұмыс сұйықтығының сығылуы болады. Осы кезде (поршень тобының тербеліс) піспек тобының тербеліс подшипниктері көшіргіштің бос учаскелерінде орналасады. Піспектер күш әсерінен кері жүріс жүреді де, жұмыс камераларымен жұмыс сұйықтығын сығады, олар цилиндр блогы торстың саңылаулары және бөлгіш диск арқылы жалғағышқа түседі. Айналу жиілігі сұйықтың шығынына байланысты, ал сұйық бағытын өзгерту арқылы білік айналысын кері бағыттауға болады.

4.2-сурет «Партек» (Финляндия) фирмасында жасалған радиалды піспек гидромотор және ауыл шаруашылық машиналарындағы мотор дөңгелектер мен транспорттық құрылғыларда қолданылатын көп әрекетті радиалды піспекті гидромотордың сызбасы көрсетілген. Гидромотор оське немесе машина рамасы және айналушы корпусқа бекітілетін қозғалмайтын цилиндр блогынан тұрады. Цилиндр блогы радиалды қырнауында 10 топтағыштары 9 кескінделген бағыттағыштардың 8 қисық сызықты учаскелерімен ұштасатын піспек топтары орналасқан. Цилиндрге түсетін жұмыс сұйықтығының бөлінуі цапфенді бөлгіш 12 арқылы іске асады.

4.2-сурет «Партек» фирмасының радиалды - піспекті гидромоторы.

1- кіру саңылауы, 2,5- жастауыштар, 3-цилиндр, 4- орталық саңылау, 6-піспек, 7- айналушы корпус, 8- бағыттаушы, 9- таптағыш, 10- радиалды қырнау, 11- цапфенді бөлгіш, 12- карданды муфта, 13-гайкалар, 14-дөңгелекті коллектор.

Бөлгіш карданды муфта 12 арқылы мотор корпусынан айналысқа келеді. Жұмыс сұйықтығы гидромоторға келеді де, одан жалғауыш 2,5 дөңгелекті коллектор 14 және бөлгіштегі орталық саңылау 4 арқылы бұрылады. «Партек» фирмасының ерекше сипаттамасы жоғарғы жылдамдық кезінде өздігінен жүргіш және траспорттық құралдың тайғанап айдалуы кезінде піспек тобының өшу мүмкіндігі. Ол үшін ағын магистралін құйылыспен қосады, ал корпусқа саңылау арқылы барлық піспектерді 6 центрге орын ауыстыратын 0,3 МПа қысымды жұмыс сұйықтығын құяды. Берілген топ гидромоторларында 5-10 піспек және 8 кескінделген бағыттауыш бар. Бір әрекетті радиалды піспекті сорғыштар құрылысында 3,5 және 10 піспектер және әр түрлі пішіндегі 1,5.......19,4 см3\айн жұмыс көлемді 50-70 МПа қысымдағы эксцентриситет қолданылады.

Бір әрекетті гидромоторлар айналмақты механизмі бұлғақсыз болатын жұлдық пішінді болуы мүмкін.