ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОМОТОРА

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение конструкции и принципа работы гидромотора. Оп­ределение объемного КПД и характеристик гидромотора.

 

ВВЕДЕНИЕ

Гидромотор - это гидромашина, предназначенная для преоб­разования энергии потока жидкости в энергию выходного звена с неограниченным вращательным движением (вала). Принцип ра­боты гидромотора, как и любой объемной гидромашины, основан на циклическом изменении объема рабочей камеры. Основными параметрами гидромоторов являются: рабочий объем q, расход Q, давление Р, крутящий момент М, мощность N, объемный η_об и механический η_мех КПД.

Гидромоторы классифицируются по виду рабочих звеньев, возможности регулирования и реверсирования, циклу работы и конструкции распределителей. В станочных гидроприводах пре­имущественно применяют нерегулируемые аксиально-поршневые и пластинчатые гидромоторы.

 

1. АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ ГИДРОМОТОР

Аксиально-поршневой гидромотор типа Г15 (рис. 1) состоит из следующих основных узлов: ротора 1 с поршнями 2, барабана 3 с толкателями 4, вала 5, корпуса 6, радиально-упорного шари­коподшипника (наклонного диска) 7, опорно-распределительного диска 8 с двумя серповидными окнами 9, которые связаны с от­верстием подвода и отвода жидкости 10. Утечки, возникающие в зазорах между поршнями и цилиндрами и по торцевому распре­делителю, отводятся из корпуса через дренажное отверстие 11.

 

Рис. 1. Конструктивная схема аксиально-поршневого гидромотора типа Г15-2

 

При работе гидромотора жидкость из напорной линии через одно из серповидных окон поступает в рабочие камеры и воздей­ствует на поршни. Сила от давления передается через толкатели на наклонный диск. Реакция наклонного диска N раскладывается на осевую R и радиальную S составляющие (рис.2).

Сила R урав­новешивается давлением в рабочей камере. Сила S создает кру­тящий момент на барабане гидромотора

 

 

Момент, создаваемый одним толкателем, в процессе поворота ротора от 0 до 90° увеличивается до максимального, а при даль­нейшем повороте до 180° уменьшается до 0. Поэтому суммарный крутящий момент на гидромоторе является пульсирующим, а ха­рактер пульсаций зависит от количества и четности рабочих ка­мер.

При вращении ротора толкатели и поршни с противопо­ложной стороны задвигаются наклонным диском и вытесняют жидкость из рабочих камер через другое серповидное окно в сливную линию. Возникающее при этом давление подпора созда­ет момент, направленный в сторону, противоположную направ­лению вращения ротора. Поэтому величина крутящего момента на валу гидромотора пропорциональна перепаду давления на входе и выходе.

 

 

Рис. 2. Схема сил, действующих в гидромоторе

 

Частота вращения гидромотора определяется расходом, а на­правление вращения зависит от того, какое из отверстий 10 (рис. 1) соединено с напорной линией гидросистемы.

 

2. ОБЪЕМНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГИДРОМОТОРА

Рабочий объем характеризует сумму изменений объемов ра­бочих камер за один оборот и является основным параметром гидромотора (q).

Теоретический расход <2т определяется по формуле

где n - частота вращения гидромотора.

Действительный расход Q_Д отличается от теоретического на величину объемных потерь (утечек) ∆Q

 

 

Объемный КПД η_об учитывает объемные потери

Объемный КПД гидромотора зависит от давления, частоты вращения, вязкости жидкости и от величин зазоров между уплотняемыми элементами.

Изменение указанных параметров гидромотора может быть представлено скоростной и регулировочной характеристиками, а также зависимостью объемного КПД от частоты вращения.

Скоростная характеристика показывает зависимость частоты вращения от расхода, проходящего через гидромотор, т. е.

Регулировочная характеристика дает зависимость частоты вращения от параметра регулирования n =f(k). Параметром ре­гулирования при машинном управлении может быть угол накло­на диска, а при дроссельном управлении - отсчет по лимбу дрос­селя.

Зависимость объемного КПД от частоты вращения является важной характеристикой, отражающей эксплуатационные свой­ства гидромотора. Увеличение частоты вращения гидромотора (без увеличения утечек) приводит к росту Q_Т и объемного КПД.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Определение расходных характеристик производится на уста­новке, состоящей из гидростенда и токарно-винторезного станка. Гидрокинематическая схема установки показана на рис. 3. Жид­кость от насоса Н подается через фильтр Ф и распределитель Р1 в гидромотор М. В сливной линии гидромотора установлен дрос­сель ДР, которым настраивается расход и распределитель Р2, предназначенный для направления жидкости в мерный бак МБ в момент замера расхода. Вентиль ВН предназначен для спуска после окончания опытов.

 

Рис.3. Гидрокинематическая схема установки

 

Утечки в гидромоторе учитываются при замере расхода. Кла­пан КП, работая в переливном режиме, поддерживает в напорной гидролинии постоянное давление.

Вал гидромотора М соединен с входным валом 1 коробки по­дач 2 станка. От коробки подач вращение передается на ходовой вал 3, от которого получает перемещение суппорт 4 станка. Пра­вый конец ходового вала соединен с тахометром 5, измеряющим частоту вращения.

 

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с принципом работы и органами управле­ния экспериментальной установки.

2. Включить насосную станцию.

3. Распределителем Р1 включить вращение гидромотора.

4. Дросселем установить минимальную частоту вращения в устойчивом (без рывков) режиме.

5. Включить распределитель Р2 и электросекундомер, на­полнить мерный бак примерно на 2-3 литра.

6. В таблицу отчета занести необходимые данные.

7. Устанавливая на дросселе новые отсчеты, повторить п. 5 и 6 семь-восемь раз.

8. Выполнить расчеты и заполнить вторую часть таблицы отчета, приняв в соответствии с паспортом гидромотора Г15-21 рабочий объем q = 0,011 дм³.

9. По результатам расчета построить характеристики

 

 

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Конструкция и принцип работы аксиально-поршневого гидромотора.

2. Дать определение основных параметров гидромотора: ра­бочего объема, теоретического и действительного расхода, объ­емного КПД.

3. Где в гидромоторе возникают объемные потери и от чего они зависят?

4. Объяснить принцип работы экспериментальной установки и назначение каждого ее элемента.

5. Дать анализ полученных характеристик гидромотора.

 

 

Литература [1, 2, 3].