6. Объемные гидромашины (огм)

К объемным гидравлическим машинам относятся насосы и гидродвигатели объемного действия, отличительным признаком которых является наличие в них одной или нескольких рабочих камер, способных периодически изменять свой объем. Для этого камеры должны быть ограничены как неподвижными стенками корпуса машины, так и замыкающими их подвижными стенками, уплотненными относительно корпуса. При увеличении объема камер последние соединяются с линией подводящего трубопровода и заполняются из него жидкостью. При уменьшении объема камер жидкость вытесняется в отводящую линию.

В принципе любой тип объемной гидромашины может работать как на генераторном режиме (насос), так и на двигательном (гидродвигатель).

В объемном насосе подвижный орган, замыкающий камеру, соединен приводным механизмом с двигателем. Благодаря этому, перемещая жидкость из подводящей линии в отводящую, он сообщает ей энергию, расходуемую на преодоление сопротивления системы потребителя, получающего жидкость.

В объемном гидродвигателе подводящая линия сообщает рабочую камеру с источником жидкости, обладающей высокой энергией, а отводящая  с областью слива, где энергия жидкости мала.

При заполнении камеры подвижный замыкающий орган перемещается под воздействием жидкости и совершает работу, необходимую для преодоления силы или момента, приложенного к гидродвигателю извне.

Цикл объемной гидромашины состоит из трех фаз:

- заполнение рабочих полостей (камер) жидкостью на входе;

- перенос захваченного объема жидкости к выходу;

- вытеснение жидкости из рабочих полостей.

Некоторые типы ОГМ имеют такую конструкцию, в которой вторая фаза отсутствует.

Все три фазы у большинства ОГМ совмещены во времени за счет наличия в них нескольких полостей, в которых в один и тот же момент времени выполняются различные фазы.

При перемещении жидкости и в процессе ее вытеснения происходит преобразование энергии. При этом замыкатель может совершать:

• роторно-вращательное движение (в шестеренных и винтовых

ГМ);

• роторно-поступательное движение (в шиберных и роторно-

поршневых ГМ);

• роторно-поворотное движение (в поворотных гидро-двигателях);

- возвратно-поступательное движение (в гидроцилиндрах).

Из всего многообразия объемных гидромашин при выполнении курсовой работы рекомендуется в качестве насоса и гидромотора выбрать роторную гидромашину из числа представленных в табл.6.1; в качестве гидродвигателя с возвратно-поступательным движением выходного звена - гидроцилиндр; в качестве гидромотора с роторно-поворотным движением  поворотный пластинчатый гидродвигатель.

6.1. Роторные огм

Роторные гидромашины нашли наибольшее применение в объемных гидроприводах в качестве основных преобразователей энергии.

Роторная гидромашина имеет три рабочих органа: ротор, статор и замыкатель (вытеснитель). Перемещение рабочей жид­кости через гидромашину осуществляется путем перемещения замкнутого объема из приемной камеры в отдающую. В этих гидромашинах подвижные элементы, образующие рабочие камеры, совершают вращательное или вращательное и возвратно-поступательное движения.

Роторная машина принципиально обратима, т.е. может работать как в качестве насоса, так и в качестве гидродвигателя, хотя при некоторых соотношениях размеров и параметров конкретный образец может оказаться и необратимым из-за эффекта самоторможения.

Схемы, краткие характеристики и ориентировочные параметры роторных гидромашин, рекомендуемых к применению, приведены в табл.6.1.

Одним из основных параметров роторной гидромашины является рабочий объем V₀ , который равен количеству жидкости, проходящей через гидромашину на один оборот ее вала, если перепад давления между приемной и отдающей камерами будет равен нулю.

Под рабочим объемом гидромашины понимают также разность наибольшего и наименьшего значений замкнутого объема за один оборот вала насоса или гидромотора. Все основные количественные соотношения роторных машин могут быть определены с помощью рабочего объема.

Теоретической (расчетной) подачей насоса называется суммарное изменение объема рабочих камер насоса в единицу времени или произведение рабочего объема насоса на число оборотов вала в единицу времени

Q_т.н.= V_{0 н}^.n ,

где Q_т.н  теоретическая подача насоса, м³/с ; V_{0 н}  рабочий объем насоса, м³/об ; n  частота вращения вала насоса, об/с .

Число оборотов выбирается по числу оборотов предполагаемого приводного двигателя. Наиболее широко применяемые в промышленности асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют синхронные числа оборотов: 750, 1000, 1500, 3000 об/мин.

При работе насоса под давлением некоторая часть рабочей жидкости через зазоры между подвижными деталями перетекает из камеры с большим давлением в камеру с меньшим давлением. Это так называемые утечки (объемные потери), которые уменьшают количество рабочей жидкости, подаваемой в напорную магистраль, т.е. действительная подача насоса

Q_н.= Q_т.н.- Q_н ,

где  Q_н ,  утечки рабочей жидкости, которые можно учесть введением объемного КПД, т.е. , откуда Q_н.= Q_т.н_{0н .}

Теоретическая частота вращения гидромотора определяется из выражения

,

где n_т.г.  теоретическая частота вращения гидромотора, об/с;

Q_г  расход гидромотора, м³/с; •