Гидроприводы вращательного движения
Гидродвигателем в таком приводе служит гидромотор. Принципиальная гидравлическая схема привода показана на рис. 3.3. Источником подачи рабочей жидкости является насос Н. Направляющий распределитель Р осуществляет пуск, останов и реверс гидромотора М. Напорный клапан К работает в режиме предохранительного клапана и предназначен для ограничения максимальной величины давления в системе.
Теоретическая частота вращения вала гидромотора nмт определяется из условия равенства теоретической подачи насоса Qт и расхода жидкости через гидромотор
, (3.1)
где Vон, Vом — рабочие объемы насоса и гидромотора; nн — частота вращения вала насоса. Следовательно, теоретическая, частота вращения вала гидромотора не зависит от нагрузочного момента Мм на нем. Поэтому нагрузочная характеристика привода nмт = f (Мм) теоретически является жесткой (рис. 3.4, кривая а).
С учетом утечек и перетечек рабочей жидкости в насосе Qун и гидромоторе Qум частота вращения вала гидромотора nм определяется из выражения
, (3.2)
где — объемные КПД насоса и гидромотора.
Рис. 3.3. Принципиальная схема гидропривода вращательного движения
Рис. 3.4. Нагрузочная характеристика гидропривода вращательного движения
Выражение (3.2) показывает, что наличие утечек и перетечек рабочей жидкости в гидромашинах приводит к некоторому уменьшению частоты вращения вала гидромотора при увеличении нагрузочного момента (рис. 3.4, кривая б), так как с ростом нагрузки утечки жидкости в гидромашинах растут. Поэтому жесткость реальной нагрузочной характеристики гидропривода определяется уровнем утечек, входящих в состав гидропривода гидромашин. Наибольшую жесткость будут иметь гидроприводы, построенные на базе поршневых гидромашин, имеющих достаточно высокий объемный КПД. Так, при = 0,98 снижение частоты вращения составляет
,
Теоретические мощности и крутящий момент, развиваемые гидромотором, без учета потерь в магистральных гидролиниях равны
, (3.3)
, (3.4)
где — перепад давления в гидролиниях гидромотора (подпор в сливной линии принят равным нулю), — угловая скорость вращения вала гидромотора.
Выражение (3.4) показывает, что давление рн в напорной линии гидропривода определяется нагрузкой на валу гидромотора и пропорционально ей. Так как давление в напорной гидролинии ограничено настройкой предохранительного клапана рк, наибольший теоретический крутящий момент, который может развить гидромотор, равен
Наличие механических потерь в гидромоторе уменьшает крутящий момент, развиваемый гидроприводом
, (3.5)
где — перепад давлений, необходимый для преодоления гидравлических и механических потерь в гидромоторе; — гидромеханический КПД гидромотора.
Мощность, развиваемая гидромотором Nм, отличается от мощности двигателя Nдв, приводящего во вращение вал насоса, на величину полных потерь в двух гидромашинах
(3.6)
где — полные КПД насоса и гидромотора.
Здесь и далее при рассмотрении характеристик гидропривода потери в гидролиниях не учитываются.
Мощность, теряемая в гидроприводе , не только определяет потери энергии, но и приводит к нагреву рабочей жидкости. Выделяемая при этом теплота равна
(3.7)
где k = 3500 кДж.ч-1.кВт-1 – тепловой эквивалент механической энергии.
Дата добавления: 2021-02-19; просмотров: 429;