Тема 6. Назначение, принцип действияНасосом называется гидромашина, предназначенная для преобразования механической энергии в энергию потока жидкости. По величине потока жидкости насосы бывают регулируемые и нерегулируемые. Почти все нерегулируемые насосы являются обратными, т. е. могут эксплуатироваться и в режиме гидромоторов. Гидромотором называется гидромашина, предназначенная для преобразования энергии потока жидкости пол давлением в механическую энергию на валу. На рис. 5 приведены схемы гидромашины, работающей в режиме насоса и гидромотора. Насосу от первичного двигателя (ДВС или электродвигателя) передается крутящий
Таблица 3 – Техническая характеристика рабочих жидкостей.
Рисунок 5 – Схема объемной гидромашины: а – насос; 2 – гидромотор;
момент, а насос выдает поток рабочей жидкости. К гидромотору, наоборот, подводится поток жидкости, а выдается крутящий момент на валу. К основным параметрам насосов и гидромоторов относятся: 1. Рабочий объем насоса или мотора (геометрическая постоянная) — разность наибольшего и наименьшего замкнутого объема за один оборот вала или двойной ход рабочего органа (q, м3/об или см3/об). Таким образом, рабочий объем определяет количество рабочей жидкости, проходящей через насос (мотор) за один оборот вала при отсутствии утечек. Стандартом установлен ряд рабочих объемов насосов и гидромоторов. 2. Номинальное давление — наибольшее манометрическое давление, при котором насос работает в течение установленного срока службы с сохранением параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Стандартом установлен ряд номинальных давлений для гидросистем (см. табл. 10). 3. Номинальная подача (для насосов) или расход (для гидромоторов — объем подаваемой или потребляемой рабочей жидкости за единицу времени.
Оптимально спроектированным всасывающим трубопроводом, размещением гидробака выше всасывающей линии, применением гидробака с давлением выше атмосферного, использованием устройств, повышающих всасывающую способность насоса, регулированием температуры рабочей жидкости и другими конструктивными мероприятиями можно свести к минимуму и даже к нулю неполное заполнение жидкостью камер насоса. 4. Номинальное число оборотов — наибольшее число оборотов, при котором насос работает в течение установленного срока службы с сохранением параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. 5. Номинальная мощность насоса — мощность, потребляемая насосом при номинальных давлении и подаче:
6. Номинальный крутящий момент на валу гидромотора:
где
7.Общий КПД насоса (гидромотора) равен произведению объемного, механического и гидравлического КПД:
Для анализа коэффициентов полезного действия рассмотрим процесс преобразования механической энергии на валу насоса в энергию потока жидкости под давлением (гидравлическую энергию) [115]. Это можно сделать по схеме, например, шестеренного насоса (рис. 6). К ведущей шестерне от двигателя передается вращение с угловой скоростью  и крутящим моментом Мкр. В напорной камере в зоне зацепления шестерен возникает давление Рк, которое в несколько уменьшенном виде (за счет потерь на деформацию и трение масла о стенки насоса) передается в напорный трубопровод. Обозначим давление в напорном трубопроводе Рн и расход жидкости Qн. Следует всегда помнить, что
Рисунок 6 – Схема шестеренного насоса: 1 – полость всасывания; 2 – полость нагнетания.
давление в насосе Рн возникает как отклик на нагрузку на гидродвигателях и сопротивление потоку жидкости в гидроаппаратуре, сливном и напорном трубопроводах.
Баланс мощности в насосе и коэффициенты полезного действия нагляднее всего рассмотреть на схеме, представленной на рис. 7.
Рисунок 7 – Баланс мощности насоса.
Мощность, которую подводим к ведущей шестерне (валу) насоса, называется подведенной. Она равна произведению крутящего момента на валу на его угловую скорость:
Мощность, которую получаем в виде потока жидкости под давлением, называется полезной мощностью насоса (в дальнейшем просто мощность насоса):
Отношение мощности насоса к подведенной мощности называется общим КПД насоса:
а разность Потери мощности на внутренние утечки и неполное заполнение камер насоса
Объемный КПД насоса определится из соотношения:
Для современных насосов объемный КПД находится в пределах 0,92—0,96. Значения коэффициентов полезного действия приведены в технических характеристиках насосов. Механический КПД характеризует потери на трение в подвижных деталях насоса. При относительном перемещении соприкасающихся поверхностей в зоне их контакта всегда возникает сила трения, которая направлена в сторону, противоположную движению. Эта сила расходуется на деформацию поверхностного слоя, пластическое оттеснение и на преодоление межмолекулярных связей соприкасающихся поверхностей. Мощность, затраченная на преодоление сил трения, определится:
где Механический КПД определяется из соотношения:
Для современных насосов механический КПД также находится в пределах 0,92—0,96. Гидравлический КПД характеризует потери на деформацию (мятие) потока жидкости в напорной камере и на трение жидкости о стенки насоса. Эти потери примерно на порядок ниже механических потерь на трение и часто в инженерных расчетах не учитываются или объединяются с механическими потерями на трение. В этом случае объединенный КПД называют гидромеханическим. Мощность, затраченная на гидравлические потери, определится:
где Рк - давление в напорной камере насоса, в зоне зацепления шестерен; Рн - давление в напорной гидролинии на выходе из насоса. Гидравлический КПД определяется из соотношения:
Таким образом, баланс мощности насоса (см. рис. 46) дает представление о потерях, возникающих в насосе, общем КПД и всех его составляющих.
Аналогичные рассуждения лежат в основе построения баланса мощности гидромотора (рис. 8). В этом случае происходит обратный процесс преобразования гидравлической энергии потока жидкости в механическую энергию на валу.
Рисунок 8 – Баланс мощности гидромотора. Подведенная на гидромоторе мощность может быть определена:
Где Полезная мощность на валу гидромотора определяется:
где Общий КПД мотора равен отношению полезной мощности на валу к подведенной мощности.
Как и в режиме насоса, общий КПД мотора определится как произведение объемного, механического и гидравлического коэффициентов полезного действия.
При расчете и выборе гидромоторов общий КПД и его составляющие берутся из технических характеристик аналогичных насосов. В гидроприводе самоходных машин наибольшее распространение получили шестеренные и аксиально-поршневые насосы и гидромоторы, реже - пластинчатые и радиально-поршневые. Гидромоторы подразделяются на высокомоментные и низкомоментные. К высокомоментным относятся тихоходные ( Все типы гидромоторов позволяют регулировать обороты выходного вала за счет изменения подачи рабочей жидкости, поступающей от насоса. Максимальное число оборотов вала определяется по паспортным данным гидромотора, а минимальное число оборотов (когда мотор работает устойчиво) можно выбрать из следующих рекомендаций: - аксиально-поршневые - 2 об/с; - шестеренные - 5 об/с; - пластинчатые - 10 об/с. Следует помнить, что пропорционально числу оборотов уменьшается крутящий момент гидромотора. Регулируемые гидромоторы позволяют без изменения подачи насоса автономно регулировать обороты вала за счет изменения угла наклона блока. Мощность привода и подачу насоса определяют по формулам:
где
где Крутящий момент на валу и расход гидромотора определяют по формулам:
где
где Подачу насоса для обеспечения заданных скоростей движения выходного звена гидродвигателей определяют по формулам, м3/с: а) для привода гидроцилиндра
б) для привода гидромотора
в) для привода моментного цилиндра
где Рассмотрим конструкции, принцип действия и технические характеристики наиболее распространенных насосов и гидромоторов. Тема 7. Аксиально-поршневые и шестеренные насосы и гидромоторы Бывают с шестернями внешнего и внутреннего зацепления, прямозубыми, косозубыми и шевронными шестернями, односекционные, двухсекционные и трехсекционные. Принцип действия шестеренных насосов весьма прост (см. рис. 6). При вращении шестерен рабочая жидкость из камеры всасывания во впадинах между зубьями поступает в нагнетательную камеру. В камере всасывания зубчатые колеса выходят из зацепления, освобождая для рабочей жидкости впадины между зубьями, а в нагнетательной камере входят в зацепление и вытесняют жидкость из впадин. За счет этого создастся перепад давления между всасывающей и нагнетательной гидролиниями. Рабочий объем насоса зависит от модуля, числа зубьев и ширины зубчатых колес. В гидроприводах самоходных машин наибольшее распространение получили односекционные шестеренные насосы с прямыми колесами внешнего зацепления. Применяют в основном такие марки шестеренных насосов: НШ-10, НШ-32, НШ-46, НШ-32-2, НШ-50-2, НШ-71, НШ-100-2 в различных исполнениях. Первые три и последние четыре между собой по конструкции аналогичны. Различия насосов заключаются в конструкциях корпусов и втулок крепления ведущей и ведомой шестерен. В первых трех насосах применена только осевая компенсация зазора. Жидкость из напорной камеры поступает по каналам в торцевые пазухи между втулками и корпусом насоса и поджимает втулки к шестерням, что позволяет за счет уменьшения внутренних утечек повысить объемные КПД насоса. В остальных насосах, кроме компенсации осевого зазора, предусмотрена и радиальная разгрузка насоса. В зону трения втулок и осей шестерен подводится жидкость из напорной линии. Это позволяет уравновесить шестерни с противоположной напорной камере стороны и повысить долговечность насосов. На рис. 9 и 10 представлен общий вид, а в табл. 3 даны технические характеристики шестеренных насосов. Преимущества шестеренных насосов заключаются в простоте конструкции, компактности, малой стоимости и надежности в эксплуатации. Эти насосы допускают большие кратковременные перегрузки и менее чувствительны к низким температурам. К недостаткам шестеренных насосов можно отнести значительный шум, чувствительность к перегреву, малый объемный КПД при высоких температурах (выше +60°С), пульсацию потока жидкости, недостаточную долговечность при повышенном давлении. По конструктивному исполнению шестеренные гидромоторы аналогичны шестеренным насосам. Принцип действия гидромотора также прост: поток жидкости поступает к гидромотору, действует на неуравновешенные зубья шестерен и обеспечивает их вращение. Применительно к самоходным машинам выпускаются специальные реверсивные мотор-насосы типа МНШ-32 и МНШ-46, присоединительные и габаритные размеры которых совпадают с параметрами насосов НШ-32 и НШ-46. Кроме них, в качестве гидромотора может быть использован любой шестеренный насос.
Рисунок 9 – Шестеренный насос НШ-46: 1 – дренажное отверстие; 2 – крышка; 3 – втулка; 4 – корпус; 5 – ведущая шестерня; 6 – ведомая шестерня; 7 – разгрузочная пластина.
Рисунок 10 - Шестеренный насос НШ-100: 1 – корпус; 2 – обойма-подшипник; 3 – поджимная обойма; 4 – ведущая шестерня; 5 – ведомая шестерня; 6,8 – манжета; 7 – платики; 9 – крышка; 10-12 – уплотнительные кольца и манжеты.
Таблица 3 – Технические характеристики шестеренных насосов типа НШ.
*При работе насосов на масле М-10В2 (ГОСТ 8581-78) при температуре +50оС и номинальном давлении.
Аксиально-поршневые нерегулируемые насосы и гидромоторы. В гидроприводах самоходных машин широко применяются аксиально-поршневые насосы и гидромоторы. Преимущественный рост производства аксиально-поршневых насосов объясняется целым рядом факторов, среди которых можно выделить следующие: стабильность параметров при длительной эксплуатации на высоких давлениях, высокие объемный и механический КПД, жесткость характеристик и устойчивость к внешним воздействиям, малая чувствительность к высоким температурам, достаточная долговечность при соблюдении требуемых условий эксплуатации. К недостаткам этих насосов можно отнести высокую стоимость, необходимость весьма точной установки их на машинах, высокую чувствительность к вибрациям, повышенные требования к тонкости фильтрации рабочей жидкости, худшую всасывающую способность, чем у шестеренных насосов, при низких температурах.
На рис. 11 приведена схема нерегулируемого аксиально-поршневого насоса, принцип действия которого заключается в следующем. Вращение от двигателя передается на приводной вал 1 насоса. Одновременно с валом насоса вращается и блок цилиндров 2, в котором размещены поршни 3. Рисунок 11 – Схема аксиально-поршневого насоса: 1 – приводной вал; 2 – блок цилиндров; 3 – поршень; 4 – распределительный диск; 5,6 – дуговые окна. При этом за счет угла наклона между осью вала и осью блока цилиндров поршни за каждый оборот вала совершают один двойной ход относительно блока цилиндров.При возвратно-поступальном движении поршня за первую половину оборота вала происходит всасывание, а за вторую — нагнетание рабочей жидкости. С этой целью распределительный диск 4 имеет два дуговых окна 5 и 6, через одно из которых происходит всасывание жидкости от гидробака, а через другое подача ее в напорную гидролинию.
Промышленность России и стран СНГ производит нерегулируемые аксиально-поршневые насосы нескольких марок и типоразмеров. Наибольшее распространение имеют насосы и гидромоторы типа 210, гидромоторы типа 310 и насосы типа 311. По диаметру поршня качающего узла насос-моторы типа 210 изготавливаются пяти типоразмеров с различным конструктивным исполнением (шпоночным или шлицевым валом, резьбовым или фланцевым присоединением трубопроводов и др.). В табл. 4 приведены технические характеристики этих насосов, а на рис. 12 показана конструкция насоса. Рисунок 12 – Аксиально-поршневой нерегулируемый насос и гидромотор типа 210: 1 – вал; 2 – поршень; 3 – блок цилиндров; 4 – распределитель; 5 – корпус; 6,7 – крышки; 8 – шатун; 9 – центральный шип; 10 – шарикоподшипник; 11 – сдвоенный радиально-упорный подшипник; 12,13,14 – уплотнительные кольца; 15 – манжета. Выбор типа и типоразмера насоса или гидромотора при расчете гидросхемы осуществляется по техническим характеристикам, которые представлены в данном учебном пособии. Присоединительные размеры насосов и гидромоторов даны в специальной литературе [3, 18] или инструкциях по эксплуатации. Таблица 4 – Технические характеристики насосов и гидромоторов типа 210.
Насосы и гидромоторы типа 310 и насосы типа 311 по принципу действия и конструктивным схемам аналогичны гидромашинам типа 210. Они выпускаются трех типоразмеров со шпоночным и шлицевым соединением выходного вала. Технические характеристики этих насосов приведены в таблицах 24 и 25. Таблица 5 – Технические характеристики нерегулируемых насосов и гидромоторов типа 310.
Таблица 6 – Технические характеристики нерегулируемых насосов типа 311.
Аксиально-поршневые регулируемые однопоточные насосы и гидромоторы. В гидроприводах самоходных машин с тяжелым режимом работы (универсальные экскаваторы, стреловые краны, зерноуборочные комбайны и др.) применяются регулируемые аксиально-поршневые насосы и гидромоторы. Регулирование величины и реверсирование потока жидкости осуществляется за счет изменения угла наклона между осью качающего узла и осью приводного вала. Подача регулируется в зависимости от давления в напорной линии, при этом мощность насоса остается постоянной. Менять величину потока жидкости можно вручную или автоматически (в зависимости от нагрузки на гидродвигателе). Для автоматического регулирования потока жидкости и давления насосы комплектуют регуляторами мощности. Вследствие того что для изменения угла наклона поворотного корпуса требуются усилия, достигающие 1000 Н и более, регулирование осуществляют при помощи механического или гидравлического сервопривода с ручным или автоматическим управлением.
На рис. 13 представлен насос типа 207, изготавливаемый трех типоразмеров (табл. 7), отличающихся диаметром поршня качающего узла и, как следствие, подачей рабочей жидкости. Насосы типа 207 применяются в одноковшовых универсальных экскаваторах пятой и шестой размерных групп, выпускаемых Воронежским экскаваторным заводом. Каждый поток двухпоточной гидросистемы экскаватора питается от одного (пятая размерная группа) или двух (регулируемого и нерегулируемого) насосов (шестая размерная группа). Преимущество таких гидросистем перед Рисунок 13 - Аксиально-поршневой регулируемый насос типа 207: 1 - вал; 2, 13 - крышка; 3 - корпус; 4, 6 - шарикоподшипники; 5 - сдвоенный радиально-упорный подшипник; 7 - фланец; 8 - шатун; 9 - цапфа; 10 - поршень; 11 - блок цилиндров; 12 - распределитель; 14 - поворотный корпус; 15 - центральный шип; 16, 17, 18, 19 - уплотнительные кольца; 20 – манжета. гидросистемами с двухпоточными регулируемыми насосами состоит в том, что они позволяют осуществить независимое регулирование каждого потока. Это обеспечивает более рациональное использование мощности привода при максимальной скорости гидродвигателей. Таблица 7 – Технические характеристики насосов типа 207.
На рис.14 приведена зависимость действительной подачи насосов типа 207 трех типоразмеров от давления. При расчете гидросистемы следует учитывать изменение подачи насоса и выполнять этот расчет для двух режимов: максимальной подачи (точка а) и номинального давления (точка б). На максимальной подаче определяют диаметры трубопроводов, вместимость гидробака и др., а мощность привода, усилие на гидродвигателях определяют при номинальном давлении.
Промышленностью выпускаются аналогичные по конструкции предыдущему аксиально-поршневые регулируемые однопоточные насосы типа 311.112 и 311.224. Их техническая характеристика дана в табл. 8. Рисунок 14 – Зависимость действительной подачи насосов от давления: 1 – 207.20; 2 – 207.25; 3 – 207.32.
Таблица 8 – Техническая характеристика регулируемых насосов типа 311.
Кроме того, для самоходных машин различного технологического назначения выпускается гамма регулируемых насосов и гидромоторов типов 209, 309, 312, 313, 303. Они предназначены для поворота платформы, привода лебедок, стреловых кранов и подъемников, привода пильной цепи валочно-трелевочных машин, привода гусеничного и колесного движителей экскаваторов и других машин.
На рис. 15 представлен регулируемый насос-мотор типа 313. Он имеет унифицированный качающий узел шатунного ведения наклонного блока Рисунок 15 - Аксиально-поршневой регулируемый насос-мотор типа 313: 1 – пружина; 2 – крышка; 3 - рычажный механизм; 4 - шарнир; 5 - дифференциальный поршень; 6 - палец; 7 - башмак; 8 - подпятник; 9 - двухкромочный распределительно-дросселирующий золотник; 10 - поворотный распределитель. цилиндров. Для обеспечения высокой стабильности регулирования применен однокаскадный следящий гидроусилитель с двухкромочным распределительно-дроссельным золотником 9. Постоянство потребляемой мощности (при изменении подачи и давления) достигнуто применением рычажного механизма 3, на одно плечо которого через башмак 7 и подшипник 8 опирается золотник 9, а на другое плечо действует пружина 1. Золотник 9 является одновременно измерителем рабочего давления жидкости. Канал высокого давления постоянно соединен с малым цилиндром дифференциального поршня 5. Через отверстие в поршне 5 и пальце 6 рабочая жидкость под давлением подается в среднюю часть золотника 9 [16]. Конструкция насоса-мотора типа 313 разработана на основе предыдущего поколения регулируемых гидромоторов типа 209 и 309. В табл. 9, 10 и 11 приведены технические характеристики регулируемых гидромоторов типа 209, 309, 312, насосов и гидромоторов 313 и 303. Таблица 9 – Технические характеристики регулируемых гидромоторов типа 209 и 309.
Таблица 10 – Технические характеристики регулируемых гидромоторов типа 312.
Таблица 11 – Технические характеристики регулируемых насосов и гидромоторов типа 303 и 313.
На рис. 16 приведено условное графическое изображение гидромотора типа 303 при бесступенчатой регулировке рабочего объема. Поток рабочей жидкости от насоса поступает в гидролинию Рн, а через клапан с логической функцией «ИЛИ» к двухпозиционному распределителю 3. Если давление Ру в
линии управления незначительное, гидромотор работает на максимальных Рисунок 16 - Условное графическое обозначение гидромотора типа 303: 1 - гидромотор; 2 - плунжер; 3 - двухпозиционный распределитель; 4 - клапан с логической функцией «ИЛИ»; 5 – пружина.
оборотах и осуществляет вращение рабочего органа с максимальной скоростью. При увеличении давления Р оно передастся на торцевую поверхность золотника распределителя 3, который, преодолев усилие пружины, направит жидкость из напорной линии Ри, в правую полость плунжера 2. Последний, изменив положение распределительного диска, уменьшит обороты гидромотора. При реверсировании клапан с логической функцией «ИЛИ» соединит новую напорную линию насоса с двухпозиционным распределителем. На рис. 17 приведено условное графическое изображение насоса типа 313. Регулирование подачи осуществляется следующим образом. Давление Рн из напорной ли нии насоса по каналу передается в подпружиненную полость однокамерного следящего гидроусилителя 2, с которым каналами соединен распределительно-дроссельный золотник непрерывного действия 3. Таким образом, существует постоянная связь между напорной линией насоса 1 и торцевой поверхностью золотника 3 и его каналами управления. При повышении давления Рн золотник 3 передвигается вправо, преодолев усилие пружины, и давление Р передается в поршневую полость гидроусилителя 2. За счет разности поршневой и штоковой площадей гидроусилителя поршень последнего переместится вправо и изменит положение распределительного
диска, уменьшив подачу насоса. Рисунок 17 - Условное графическое обозначение насоса типа 313: 1 – насос; 2 - однокаскадный следящий гидроусилитель; 3 - распределительно-дроссельный золотник. Аксиально-поршневые регулируемые двухпоточные насосы применяются в гидравлических приводах одноковшовых универсальных экскаваторов третьей и четвертой размерных групп, бурильных и валочно-пакетирующих машинах. Эти насосы используются в том случае, когда необходимо обеспечить работу регулируемого по подаче двухпоточного гидропривода. Промышленностью выпускает пять типов двупоточных насосов: 223, 224, 321, 323 и 333. Первые три насоса состоят из двух унифицированных узлов насоса типа 207, установленных в одном литом чугунном корпусе и объединенных между собой цапфой (рис. 18). Насосы
323 и 333 также состоят из двух унифицированных узлов насосов типа 309, установленных в одном литом корпусе из высокопрочного алюминиевого сплава. В отличие от насосов 223 насосы 323 и 333 имеют автономное регулирование подачи каждого потока, что позволяет оптимально использовать мощность приводного двигателя внутреннего сгорания.
Рисунок 18 - Аксиально-поршневой двухпоточиый регулируемый насос типа 223: 1 - редуктор; 2, 3 - качающие узлы; 4, 5 - напорные линии; 6 - цапфа; 7 - пружина; 8 – золотник.
Рисунок 19 - Аксиально-поршневой двухпоточный регулируемый насос типа 323: 1 - вал качающего узла; 2 - вал привода насоса; 3 - корпус насоса; 4 - блок цилиндров; 5 - поворотный распределитель; 6 - корпус распределителя; 7 - датчик давления; 8 - следящий золотник; 9 - дифференциальный плунжер; 10 - поршень; 11 - шатун; 12 - вал-шестерня; 13 - радиально-упорные подшипники; 14 - радиальный подшипник.
На рис. 19 представлен насос 323. Конструкцией этого насоса предусмотрена возможность установки третьего нерегулируемого насоса, который может быть использован для питания рулевого управления, привода вентилятора калорифера и других вспомогательных механизмов. Насос 333 снабжен третьим нерегулируемым насосом типа 210.12. Обозначение насосов 223 приведено в гидравлических схемах машин. Обозначение насоса 323 показано на рис. 20, а насоса 333 – на рис. 21.
Рисунок 20 - Условное графическое обозначение насоса типа 323: 1 - вал качающего узла; 2 - вал привода насоса; 3 - датчик давления; 4 - следящий золотник; 5 - дифференциальный плунжер; 6 - рычаг обратной связи; 7 - пружина регулятора; 8 - качающий узел; 9 - напорная гидролиния; 10 - обратный клапан.
Рисунок 21 – Условное графическое обозначение насоса типа 333: 1 - вал качающего узла; 2 - вал привода насоса; 3 - нерегулируемый насос; 4 - качающий узел; 5 - напорная гидролиния; 6 - гидробак; 7 – гидроусилитель.
Таблица 12 – Технические характеристики регулируемых двухступенчатых насосов типа 223, 224 и 321.
Таблица 13 – Технические характеристики регулируемых двухпоточных насосов типа 323 и 333.
Как уже указывалось выше, в насосах 323 и 333 применено независимое регулирование потоков. Каждый качающий узел 4 имеет автономный механизм изменения положения блока цилиндров, выполненный в виде дифференциального плунжера 5. Поршневая и штоковая полости этого плунжера соединены каналами с напорной гидролинией 10 через следящий золотник 4 непрерывного действия. Применение регулятора непрямого действия позволило осуществить раздельное регулирование потоков. В табл. 13 даны технические характеристики двухпоточных насосов типа 223, 224 и 321, а в табл. 32 - насосов 323 и 333. Высокомоментные радиально-поршневые нерегулируемые гидромоторы используются для привода механизма хода гусеничных машин, поворота платформы экскаваторов и кранов, вращения цепи многоковшовых экскаваторов, вращения ротора роторных экскаваторов и т. д. Преимущество высокомоментных гидромоторов перед широко применяемыми в настоящее время низкомоментными гидромоторами состоит в том, что они могут развивать значительный крутяший момент (до 25·103 Н·м) при малой угловой скорости (до 0,15 об/с). Поэтому их применяют без редуктора или с редуктором небольшого передаточного числа (i = 2 - 5). На плакатах изображен высокомоментный радиально-поршневой гидромотор. Обозначение этого мотора на схемах аналогично низкомоментным гидромоторам. Принцип действия гидромотора заключается в следующем. Поток жидкости от насоса поступает в крышку 5 распределителя и через реактивный 6 и распределительный 7 диски по каналам в корпусе 9 и крышке 4 в торцевую полость поршня 2, который противоположной сферической поверхностью опирается на эксцентриковый вал 11. За счет эксцентриситета создается крутящий момент, обеспечивающий вращение эксцентрикового 11 и промежуточного 12 валов. Вал 12, поворачивая распределительный диск 7, направляет поток жидкости от насоса к другому поршню, эксцентрично расположенному по отношению к валу 11. Таким образом, за счет попеременного соединения поршней 2 с напорной линией насоса происходит вращение эксцентрикового вала 11. Применительно к самоходным машинам промышленностью выпускается семь типоразмеров высокомоментных радиально-поршневых гидромоторов, однако до настоящего времени широкого распространения они не получили. Технические характеристики их приведены в табл. 14. Выбор типоразмера гидромотора осуществляется по требуемому крутящему моменту и угловой скорости, которые определяются из силового и кинематического расчета машины. Крутящий момент и требуемый расход жидкости определяют по формулам 3 и 4. Эти гидромоторы эксплуатируются на тех же рабочих жидкостях, что и аксиально-поршневые насосы. Таблица 14 – Технические характеристики высокомоментных гидромоторов типа МР.
|
- давление нагнетания, всасывания и слива; 
- поток жидкости от насоса.
, м3/с. Это теоретическая подача насоса. Действительная подача всегда меньше теоретической на величину внутренних утечек и величину неполного заполнения жидкостью камер насоса. Внутренние утечки возникают в результате перетекания жидкости из камеры высокого давления во всасывающую камеру насоса. Величина внутренних утечек определяется размером зазора в сопряженных парах насоса и вязкостью рабочей жидкости. Неполное заполнение жидкостью рабочих камер насоса обусловлено инерционностью вязкой жидкости, - внутренним трением и трением ее о стенки всасывающего трубопровода, а также конструктивными особенностями всасывающего трубопровода: высотой всасывания, длиной и диаметром трубы, количеством и величиной местных сопротивлений и т. д. Таким образом, действительная подача насоса определится:
.
, Вт. (10)
, Н · м, (11)
- угловая скорость вала гидромотора, с-1.
; (12)
. (13)
.
. (14)
,
называется потерями мощности в насосе. В зависимости от вида потерь мощности различают объемный, механический и гидравлический коэффициенты полезного действия.
.
,
,
- момент трения в насосе; 
.
,
.
; (15)
и 
- расход жидкости и давление в напорной линии гидромотора.
, (16)
и 
.
. (17)
= 0-7 об/с) гидромоторы, передающие большие крутящие моменты 
= 500-100000 Н·м. Они могут быть использованы в механизмах хода гусеничных и колесных машин, механизмах поворота универсальных экскаваторов и кранов с редуктором небольшого передаточного отношения (2-5) или без него. К низкомоментным гидромоторам относятся быстроходные (
= 10-600 Н·м. Эти гидромоторы широко распространены на самоходных машинах в механизмах хода и поворота. Их применяют в сочетании с редукторами с передаточным отношением от 100 до 200.
, Вт, (18)
- давление насоса, Н/м2 (Па);
; м3/с, (19)
- рабочий объем насоса, см3/об; 
- число оборотов вала насоса, об/с; 
- объемный КПД насоса.
, (20)
- рабочий объем гидромотора, см3/об; 
- давление на гидромоторе, Па; 
- гидромеханический КПД гидромотора;
, м3/с, (21)
- объемный КПД гидромотора.
, (22)
, (23)
, (24)
- площадь поршня, м2; 
- скорость поршня, м/с; 
- угловая скорость вала моментного гидроцилиндра, с-1, R, г, В - радиусы внутренней поверхности вала и ширина пластины моментного цилиндра, м.
