2.2 Розрахунок вк з гідромотором

2.2.1 Теоретичні відомості

Гідромотори є енергетичними агрегатами, які за своїм призначенням протилежні насосам. Разом з тим і насоси, і гідромотори складають групу гідромашин, які можуть перетворюватись одне в інше, тобто якщо на вал такої гідромашини подати потік механічної енергії, то вона буде працювати в режимі насоса і навпаки, якщо на гідравлічний вхід (вихід) гідромашини подати потік гідравлічної енергії, то гідромашина буде працювати в режимі гідромотора.

Таким чином, схема пластинчастого нерегульованого насоса в принципі ідентична схемі пластинчастого нерегульованого гідромотора; схема аксіально-поршневого регульованого насоса з похилим диском ідентична схемі такого ж самого гідромотора; схема шестеренного насоса – схемі шестеренного гідромотора і т.д.

При своїй принциповій ідентичності гідромотори і насоси одного типу мають конструктивні відмінності, які обумовлені особливостями процесів, що протікають в них [1].

2.2.2 Алгоритм розрахунку параметрів та вибір гідромотору

Розрахунок зводиться до визначення характерного об’єму , або ж робочого об’єму гідромотора. Для цього використовується рівняння моментів сил, які прикладені до валу гідромотора, аналогічне рівнянню 2.1:

(2.9)

де – крутний момент, який розвиває гідромотор (без врахування сил тертя);

– технологічний момент на валу гідромотора;

– складовий момент в’язкого тертя, який пропорційний коефіцієнту в’язкого тертя і кутовій швидкості вала (ротора) гідромотора;

– нелінійна складова моменту тертя, яка залежить в загальному випадку від величини і напряму кутової швидкості , тисків і в порожнинах гідромотора, початкового значення моменту тертя , який утворюється різного роду попередніми натягами пружних елементів гідромотора (пружин, гумових ущільнень і т. п.), а також від тривалості попереднього контакту деталей, які зазнають взаємного тертя, що передує пуску гідромотора.

Крутний момент на валу гідромотора

, (2.10)

де – тиск в лініях нагнітання і зливу відповідно;

– характерний робочий об’єм гідромотора.

Тоді рівняння 2.9 можна перетворити до вигляду

(2.11)

Після ряду перетворень з рівняння 2.11, отримаємо розрахунковий робочий об’єм , за яким вибирається типорозмір гідромотора:

, (2.12)

де ; .

Рівняння 2.12 отримується аналогічно рівнянню 2.4.

Величина робочого тиску призначається з нормального ряду значень для даного типу гідромотора. В таблиці 2.3 наведені орієнтовні значення , і , що відповідають різним інтервалам значень .

Таблиця 2.3 – Визначення параметрів гідромоторів

, Нм	10 – 100*	100 – 300	300 – 600	600 – 1000	1000 – 10000**
, МПа	5	10	16	20	32
, см3/рад	2 – 20	10 – 50	20 – 60	30 – 100	30 – 300
, см3/об	15 – 150	65 – 300	120 – 400	200 – 660	200 – 2000

* Низькомоментні гідромотори

** Високомоментні гідромотори

Коефіцієнт визначає тиск як частку тиску , . Тиск на вході в гідромотор відрізняється від тиску на виході насоса, тому що існують втрати тиску на тертя у нагнітальній магістралі, а також втрати тиску у місцевих опорах, до яких можна віднести і гідроагрегати, які включені в нагнітальну магістраль (фільтри, гідророзподільники, дроселі та ін.), тобто .

У свою чергу, втрати тиску у зливній магістралі як шляхові, так і в місцевих опорах, формують протитиск .

Визначаючи коефіцієнт , ми тим самим попередньо визначаємо, яка частка тиску буде втрачена у гідросистемі ВК як у нагнітальній, так і в зливній магістралях. У першому наближенні .

Коефіцієнт визначає моменти в’язкого і сухого тертя як частку моменту ; для попереднього розрахунку можна прийняти .

За розрахованим значенням підбирається значення , що відповідає серійному типорозміру гідромотора для даної галузі [2-4]. При цьому, як правило, , але так, щоб . В іншому випадку розглядається можливість заміни і розрахунок повторюється.

2.2.3 Приклад розрахунку ВК з гідромотором

Задача: за схемою гідропривода розрахувати основні параметри гідромотора та підібрати гідромотор за даними галузевих каталогів.

Вхідні дані:

= 40 Нм – момент на валу гідромотора.

Гідравлічна схема для розрахунку.

Рисунок 2.4 – Схема гідроприводу

1) З таблиці 1.3 вибираємо величину робочого тиску в системі:

= 5 МПа.

2) Призначаємо коефіцієнти та для розрахунку:

= 0,25 та = 0,15.

3) За формулою 2.12 знаходимо робочий об’єм гідромотору:

;

= 77·10^-6 м³ = 77 см³.

4) За розрахованим значенням підбирається значення , що відповідає серійному типорозміру гідромотора для даної галузі [3] – це гідромотор типу Г15-24Н у якого = 80 см³. При цьому 80 см³  77 см³ та 80/77  1,15.

Тобто розрахунок та вибір гідромотору виконано вірно.