1.2 Гідромашини
До гідромашин відносять апарати, що створюють напорний потік рідини (насоси) та ті, що використовують енергію рідини для перетворення її в механічну роботу (двигуни).
За характером силової дії відрізняють насоси динамічні та об′ємні. В перших дія на рідину створюється в проточній камері, що постійно з′єднається із входом та виходом насосу. До таких насосів відносять: лопатеві, відцентрові та осьові, що найбільш поширені в виробництві. Відомі також насоси тертя: вихрові, шнекові, струйні та інші.
В об'ємних насосах силова дія на рідину проходить в робочий камері, що періодично змінює свій об'єм за одне обертання і переміно з'єднується зі входом та виходом. До них відносять: зворотно-поступальні насоси (поршневі, плунжерні, діафрагменні), роторні.
Відцентрові насоси відрізняються безперервною подачею рідини, високою надійністю, високим ККД та інше. Робоче колесо насосу визначено для передачи рідини енергії від електродвигуна. Виготовляють робочі колеса із однобічним і двобічним входом води, відкриті та закриті. Відкриті колеса використають для перекачування густих рідин. Двохсторонні насоси забезпечують більш стабільну роботу насосу. Для чистих рідин приймають 6-8 лопатей, для забруднених 2-4 лопатей.
Для більш детального ознайомлення з темою «гідромашини» необхідно розглянути питання: класифікація насосів, енергетичні параметри, основне рівняння насосів, закони подібності, коефіцієнт швидкохідності, робочі характеристики. Крім того бажано ознайомитись з такими питаннями: регулювання роботи насосів, послідовне та паралельне з′єднання насосів, конструктивні особливості різноманітних типів насосів.
1.3 Гідропривід
В гідроприводі потенційна і динамічна енергія рідини перетворюється в механічну енергію. На практиці в якості гідромоторів використовуються об'ємні гідромашини тієї ж назви і конструктивного виконання, що і насоси. Гідродвигуни діляться на приводи обертальної і поступальної дії (гідроциліндри). Умовні позначення гідромоторів обертального типу показано на рис. 1.4.
Залежно від можливості регулювання робочого об'єму гідромотори діляться на регульовані і нерегульовані. Вони можуть бути реверсивними і нереверсивними з постійним напрямком потоку, в яких зміна направлення обертання вихідної ланки здійснюється при постійному напрямку потоку робочої рідини, і з реверсом потоку.
а б в г д е
Рисунок 1.4 - Умовні позначення гідромоторів (гідродвигунів):
а - загальне позначення гідромоторів; б, в - гідромотори нереверсивний і реверсивний без регулювання; г, д - гідромотори нереверсивний і реверсивний з регулюванням; е - поворотний гідродвигун.
Гідромотори виконуються однократної дії, коли кожна робоча камера гідромотора здійснює один робочий цикл за одне обертання вихідної ланки, і багатократної дії, якщо кожна робоча камера здійснює за одне обертання валу два або більше робочих циклів. Залежно від призначення гідромотори діляться на низькомоментні і високомоментні. Низькомоментні гідромотори є швидкохідними двигунами і характеризуються малим значенням відношення крутного (обертового) моменту М до частоти обертання n:
Високомоментні
гідромотори
є тихохідними
двигунами
і
мають велике
значення
відношення
крутного
,
яке
може
досягати
20000.
Набули поширення гідромотори шестеренчасті, лопатеві, аксіально-поршневі і радіально-поршневі. Гідромотори вибирають за допомогою каталогів по тиску на вході, по витраті робочої рідини, обертовому моменту на вихідному валу і частоті обертання.
Момент, що розвивається на вихідній ланці однотактного гідромотора, може бути визначений за формулою:
,
де
ηм
- механічний ККД гідромотора (для
шестеренчастих ηм
=0,75;
лопатевих ηм
= 0,51...0,95;
аксіально-поршневих ηм
=0,8;
радіально-поршневих ηм
= 0,8...0,94);
- об’єм рідини в моторі;
-
тиск гідросистеми.
Обертовий момент для гідромоторів багатократної дії буде:
,
де m - число ходів кожного поршня за одне обертання вихідної ланки.
Час реверсу у гідродвигунів від найбільшої частоти обертання до найменшої може бути визначений за формулою:
,
де І - момент інерції гідродвигуна, кг ·м2; Іпр - приведений момент інерції рухомих мас, пов'язаних з валом гідродвигуна, кг·м2; М – обертовий момент Н·м.
При виборі гідромотора повинна витримуватися вимога:
,
де Мроб.max - максимальний робочий момент на вхідному валу приводу машини.