Описание конструкции и принципа действия гидромашины

Введение

Гидравлической машиной (гидромашиной) называется машина, предназначенная для преобразования механической энергии в энер­гию движущейся жидкости или наоборот. В зависимости от вида преобразования энергий гидромашины делятся на насосы и гидро­двигатели.

Насос – это гидромашина для создания потока рабочей жидкости путем преобразования механической энергии в энергию движущейся жидкости. Гидродвигатели служат для преобразования энергии по­тока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена гидромашины.

По принципу действия гидромашины делятся на два класса: динамические и объемные. Преобразование энергии в динамических гидромашинах происходит при изменении количества движения жидкости. В объемных гидромашинах энергия преобразуется в результате периодического изменения объема рабочих камер, гер­метично отделенных друг от друга.

В объемных насосах жидкость перемещается за счет периоди­ческого изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.Объемные гидромашины в принципе могут быть обратимы, т. е. работать как в качестве насоса, так и в качестве гидродвигателя. Однако обратимость конкретных гидромашин связана с особеннос­тями их конструкции.

В современной технике применяется много разновидностей гид­ромашин. Наибольшее распространение получили объемные и ло­пастные насосы и гидродвигатели.

 В настоящее время широкое распространение в машиностроении получили аксиально-поршневые гидромашины с наклонным диском.

Роторная аксиально-поршневая гидромашина – машина, у которой рабочие камеры вращаются относительно оси ротора, а оси поршней или плунжеров параллельны оси вращения или составляют с ней угол меньше 45°. Важным параметром для многих случаев применения является приёмистость (быстродействие) насоса при регулировании подачи. Изменение подачи от нулевой до максимальной осуществляется в некоторых типах аксиально-поршневых гидромашин за 0,04 с и от максимальной до нулевой – за 0,02 с.

Наиболее распространённое число цилиндров в аксиально-поршневых машинах равно 7 – 9, диаметры цилиндров гидромашин обычно находятся в пределах от 10 до 50 мм, а рабочие объёмы машин – в пределах от 5 до 1000 см³. Максимальный угол между осями цилиндрового блока и наклонной шайбы обычно равен в насосах 20°.

Насос аксиально-поршневой РМНА-32/35 относится к группе специализированного гидравлического оборудования, предназначающегося для подачи в различные гидросистемы рабочей жидкости высокого давления. Областью применения подобного оборудования является работа в качестве нагнетателей для силовых приводов разнообразных промышленных станков, подъёмного, строительного и прочих типов оборудования.

Принцип действия насоса заключается в преобразовании внешнего вращательного движения входного вала, обеспечиваемого электродвигателем или иным силовым агрегатом, соединённого с наклонным аксиальным диском, в пульсацию поршней с рабочей жидкостью. В случае, если угол наклона аксиального диска РМНА-32/35 может регулироваться, соответствующие рабочие характеристики насоса также являются изменяемыми. Смазывание основных движущихся деталей, из которых состоит гидронасос, обеспечивается самой рабочей жидкостью.

 

 

Исходные данные

1. объемная постоянная V₀ = 32 см³;

2. максимальное рабочее давление P_max = 40 МПа;

3. номинальное рабочее давление P_nom = 32 МПа;

4. номинальная частота вращения вала гидромашины n = 1500 об/мин;

5. объемный КПД %;

6. гидромеханический КПД %;

7. аналог разрабатываемой машины РМНА 32/35.

Расчет вала

Расчет реакций опор вала

Двухопорный вал может иметь вид:

Рисунок 16 – Двухопорный вал

На схеме приняты следующие обозначения:

135,3+46,4мм – расстояние между подшипниками.

135,3 мм – расстояние от подшипника A до плоскости действия силы Р, передаваемой от ротора на вал.

88 мм – расстояние до подшипника А.

Размеры взяты из компоновки гидромашины.

Определяем силу Р

 Н.

где м² – площадь поршня

Определяем реакции опор A и B

 Н.

 Н.

3.1.3 Определение долговечности подшипников

Расчетный срок службы подшипников качения в часах определим по формуле:

                                                 ,                                                       (57)

где С – каталожная динамическая грузоподъемность данного типоразмера подшипника, Н;

α=3,3– степенной показатель для роликоподшипников;

α=3– степенной показатель для шарикоподшипников;

 - эквивалентная нагрузка подшипника в Н, для определения которой принимаем:

Y =0, X =1,

V =1, так, как относительно вектора нагрузки вращается внутреннее кольцо;

 = 0 – осевая нагрузка отсутствует;

 = 1 – коэффициент безопасности, для спокойной без толчков нагрузки;

= 1 – температурный коэффициент безопасности, для температуры до 100 ºС;

 – радиальная нагрузка.

Определим долговечность роликоподшипника 6-7203АГОСТ 27365-87 с динамической грузоподъемностью C=17,9 кН, установленного на опоре А:

Н.

ч.

Определим долговечность роликоподшипника 6-7206А ГОСТ 27365-87 с динамической грузоподъемностью C=38  кН, установленного на опоре В:

Н.

ч.

Определение скорости потока

Скорость потока рабочей жидкости в узких сечениях не должна превышать допустимых значений, установленных экспериментальным путем.

Рисунок 23 – Схема к определению скорости потока

Литература

 

1. Андрианов Д.Н. Проектирование аксиально-поршневой гидромашины: Практическое руководство по выполнению курсового проекта по курсу ''Объемные гидравлические и пневматические машины'' для студентов специальности Т.05.11.00. –Гомель: Учреждение образования ''Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого'', 2002. – 21 с.

2. Башта Т.М., Зайченко И.З., Ермаков В.В., Хаймович Е.М. Объемные гидравлические приводы, -М.: Машиностроение, 1969. - 512 с.

3. Справочник металлиста. Том I. Под редакцией С.А. Чернавокого и В.Ф. Рещикова -М.: Металлургия, 1976г. - 357 с.

4. Справочник расчетно-теоретический. Книга 1. Под редакцией А.А. Уманского, -М.: Машиностроение, 1962. - 476 с.

5. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Шнейдерович P.M. Расчет на прочность деталей машин. Справочное пособие. Под редакцией И.А. Биргера, -М.: Высшая школа, 1966. –342 с.

6. Цветные металлы и сплавы. Том 1. Под редакцией И.В. Кудрявцева, -М., Металлургия, 1967. –494 с.

 7. Куклин М.Г., Куклина Г.С. Детали машин. – М.: Высшая школа, 1973.-382с.

8. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3-х                                                                     

т. - 5-еизд., перераб. и доп., - М.: Машиностроение,1980. –Т.1 – 728с.

 

Введение

Гидравлической машиной (гидромашиной) называется машина, предназначенная для преобразования механической энергии в энер­гию движущейся жидкости или наоборот. В зависимости от вида преобразования энергий гидромашины делятся на насосы и гидро­двигатели.

Насос – это гидромашина для создания потока рабочей жидкости путем преобразования механической энергии в энергию движущейся жидкости. Гидродвигатели служат для преобразования энергии по­тока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена гидромашины.

По принципу действия гидромашины делятся на два класса: динамические и объемные. Преобразование энергии в динамических гидромашинах происходит при изменении количества движения жидкости. В объемных гидромашинах энергия преобразуется в результате периодического изменения объема рабочих камер, гер­метично отделенных друг от друга.

В объемных насосах жидкость перемещается за счет периоди­ческого изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.Объемные гидромашины в принципе могут быть обратимы, т. е. работать как в качестве насоса, так и в качестве гидродвигателя. Однако обратимость конкретных гидромашин связана с особеннос­тями их конструкции.

В современной технике применяется много разновидностей гид­ромашин. Наибольшее распространение получили объемные и ло­пастные насосы и гидродвигатели.

 В настоящее время широкое распространение в машиностроении получили аксиально-поршневые гидромашины с наклонным диском.

Роторная аксиально-поршневая гидромашина – машина, у которой рабочие камеры вращаются относительно оси ротора, а оси поршней или плунжеров параллельны оси вращения или составляют с ней угол меньше 45°. Важным параметром для многих случаев применения является приёмистость (быстродействие) насоса при регулировании подачи. Изменение подачи от нулевой до максимальной осуществляется в некоторых типах аксиально-поршневых гидромашин за 0,04 с и от максимальной до нулевой – за 0,02 с.

Наиболее распространённое число цилиндров в аксиально-поршневых машинах равно 7 – 9, диаметры цилиндров гидромашин обычно находятся в пределах от 10 до 50 мм, а рабочие объёмы машин – в пределах от 5 до 1000 см³. Максимальный угол между осями цилиндрового блока и наклонной шайбы обычно равен в насосах 20°.

Насос аксиально-поршневой РМНА-32/35 относится к группе специализированного гидравлического оборудования, предназначающегося для подачи в различные гидросистемы рабочей жидкости высокого давления. Областью применения подобного оборудования является работа в качестве нагнетателей для силовых приводов разнообразных промышленных станков, подъёмного, строительного и прочих типов оборудования.

Принцип действия насоса заключается в преобразовании внешнего вращательного движения входного вала, обеспечиваемого электродвигателем или иным силовым агрегатом, соединённого с наклонным аксиальным диском, в пульсацию поршней с рабочей жидкостью. В случае, если угол наклона аксиального диска РМНА-32/35 может регулироваться, соответствующие рабочие характеристики насоса также являются изменяемыми. Смазывание основных движущихся деталей, из которых состоит гидронасос, обеспечивается самой рабочей жидкостью.

 

 

Описание конструкции и принципа действия гидромашины

Насос-моторы РМНА по ТУ4141-05-00221623-98 ОАО «Шахтинский завод Гидропривод» являются аксиально-поршневыми нерегулируемыми обратимыми машинами, т.е. могут работать в режиме насоса или гидромотора. Насос- моторы (рис.1) состоят из фланцевого корпуса 1, распределительного диска 2, основания 3 блока цилиндров 4, гидростатически разгруженных подпятников 5, наклонной шайбы 6, заднего корпуса 7 с наклонной расточкой, поршней 8, подпружиненных втулок 9 и приводного вала 10.

При работе насос-моторов допускается любое пространственное положение, однако корпус должен быть заполнен рабочей жидкостью

 

Рисунок 1- Насос-мотор РМНА 32/35

При установке валом вверх необходимо выпустить воздух через специальную пробку, расположенную в корпусе со стороны приводного вала. Соединение валов допускается только через эластичную муфту. При работе в режиме насоса пуск под нагрузкой запрещается; уровень рабочей жидкости в баке должен быть выше уровня всасывающего трубопровода. Класс чистоты рабочей жидкости не грубее 11-го по ГОСТ 17216-2001. Гарантируемая долговечность при номинальных параметрах 3000 часов.

Исходные данные

1. объемная постоянная V₀ = 32 см³;

2. максимальное рабочее давление P_max = 40 МПа;

3. номинальное рабочее давление P_nom = 32 МПа;

4. номинальная частота вращения вала гидромашины n = 1500 об/мин;

5. объемный КПД %;

6. гидромеханический КПД %;

7. аналог разрабатываемой машины РМНА 32/35.