книги из ГПНТБ / Терехин, Н. И. Расчет параметров объемной гидравлической передачи машин инженерного вооружения учебное пособие

ВОЕННО-ИНЖЕНЕРНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА КРАСНОЗНАМЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени В. В. КУЙБЫШЕВА

Кандидат технических наук инженер-майор Н. И. ТЕРЕХИН

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕМНОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

МАШИН ИНЖЕНЕРНОГО ВООРУЖЕНИЯ

Утверждено начальником академии

в качестве учебного пособия для слушателей

ИЗДАНИЕ ВИА

М о с к в а — 1970

§ 1. ОБЩ И Е ПО ЛО Ж ЕНИЯ

Для расчета гидравлических (передач машин инженерного во­ оружения необходимо иметь следующие исходные данные:

1)техническую характеристику и схему машины или меха­ низма, для которых рассчитывается гидравлическая передача, являющаяся составным звеном этой машины;

2)назначение и принципиальную схему гидравлической пере­ дачи и предъявляемые к ней требования;

3)требуемые выходные параметры гидравлической передачи: усилие Р или момент М, а также (Скорость v или число оборотов п.

Процесс проектирования гидравлической передачи состоит из следующих этапов:

а) установление вида и требуемой •последовательности движе­ ний в соответствии с характером рабочего процесса машины;

б) выбор гидроаппаратуры и определение ее основных разме­ ров и параметров;

в) составление гидравлической схемы; г) определение надеж,ности гидравлической передачи;

д) тепловой расчет спроектированной гидравлическойг пере­ дачи.

Техническая характеристика и схема машины представляют основные элементы при проектировании гидравлических передач машин инженерного вооружения, а также при выборе и проектиро­

машинах, а также по виду привода элементов гидропередачи. . В общей, схеме машины гидравлическая передача по назначению за- х1имает вполне определенное место по потреблению энергии, по

времени /действия, по времени действия в общем времени работы машины. Назначение гидропередачи и ее положение в общей схеме машины определяют энергона1пряжен1ность действия гидравличе­

ской передачи.

Величина перемещения и скорости ведомого звена во времени позволяют установить кинематическую характеристику , проектируемой гидравлической передачи. Для определения кинематичг-

3

Характер неуетановившейся работы гцдропаредач определяется отношением времени неуетанавившегося режима tH ко времени

.установившегося режима работы ty

Особенности работы гидравлических передач машин инженер­ ного вооружения связаны также с возможным снижением числа оборотов коленчатого вала первичного двигателя, вызванного пе­ регрузками. Установлено, что возможное снижение скорости вращения коленчатого вала двигателя может достичь 30—40% по сравнению с номинальной скоростью вращения. В зависимости от значения перечисленных показателей режимы работы гидравли­ ческих передач машин инженерного вооружения могут быть лег­ кими, средними или тяжелыми. Характеристика перечисленных режимов работы гидравлических передач приведена в табл. 1.

иболее

§2. ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ГИДРОПЕРЕДАЧИ

Основу выбора принципиальной схемы гидропередачи машин инженерного вооружения составляет кинематический и динамиче­ ский анализ рабочего процесса, совершаемого при помощи нее. Для решения этой задачи необходимо из схемы машины или меха­ низма выбрать ведомые элементы, построить траекторию их дви­ жения, определить ее величину во времени и пространстве. Для координат времени необходимо знать допустимые скорости пере­ мещения ведомых элементов, а также допустимые ускорения, ли­ бо, наоборот, зная временные координаты, определить необходи­ мые скорости и ускорения ведомых элементов.

В практике проектирования гидравлических передач машин инженерного вооружения наиболее часто встречается случай,

5

когда известно время перемещения исполнительного механизма,, приводимого в действие при помощи гидравлической передачи.

Определяя структуру принципиальной схемы гидропередачи, следует помнить о том, что во многих случаях максимальная ско­ рость недопустима по условиям максимально допустимых ускоре­ ний исполнительных механизмов из-за больших значений инер­ ционных нагрузок.

После определения временных параметров определяется кине­ матическая характеристика (перемещения или траектории испол­ нительных механизмов, их скорости и ускорения). Для этого необ­ ходимо провести кинематический анализ выполняемой операции,, основу которого составляют траектории движения рабочих орга­ нов машины.

На основании построенной кинематической диаграммы можно построить диаграмму движения исполнительных механизмов про­ ектируемой гидропередачи. Выбор схемы исполнительного меха­ низма должен быть обязательно увязан с возможностями преоб­ разования движения типовых (серийных) гидромеханизмов в необ­ ходимую характеристику движения исполнителыного механизма. Существует три основных типовых характеристики движения по виду траектории ведомых звеньев: поступательное движение, вра­ щательное и качательное движения. Поступательное движение можно получить при помощи обычного силового цилиндра с же­ стко закрепленным штоком или корпусом цилиндра; вращатель­ ное — при помощи гидродвигателя; качательное — при помощи поворотных силовых цилиндров. Более сложные характеристики движения получают сочетанием перечисленных типовых характе­ ристик.

Таким образом, исходными данными при выборе принципиаль­ ной схемы гидропередачи являются: величина перемещения ведо­ мого звена, его скорость или ускорение, а также силы рабочих со­ противлений и силы инерции перемещающихся звеньев исполни­ тельного механизма.

При выборе гидравлической передачи для машин инженерного вооружения необходимо также исходить из ее механической харак­ теристики, которая должна соответствовать режиму работы маши­ ны. В зависимости от типа ^гидропередача может быть с жесткой пли мягкой характеристикой. Под жесткой характеристикой пони­ мается такая, в котррой при изменении нагрузки в 2—3 раза ско­ рость в рабочем диапазоне изменяется на 10—20%. Такую харак­ теристику имеют гидравлические передачи с объемным регулирова­ нием (регулируемый насос — нерегулируемый гидродвигатель). Гидравлические передачи с дроссельным регулированием имеют мягкую характеристику.

Следует также учитывать, что в зависимости от режима рабо­ ты той или иной машины требуется решать соответствующие за­ дачи регулирования скорости. Для таких машин, как войсковые траншейные и котлованные машины, желательно осуществлять

6

•91 ом случае удобно применять гидравлическую передачу с насо­ сом регулируемой производительности в сочетании с автоматиче­ ским регулятором. Для регулирования скорости рабочих органов этих машин требуется изменение скорости в более узких пределах

от v min до ^шах*

Весьма перспективным направлением развития гидравлических передач машин инженерного вооружения является применение высокомоментных гидродвигателей, рабочий объем которых значи­ тельно больше рабочего объема насоса, что позволяет трансфор­ мировать передаваемый крутящий момент. В гидравлических пе­ редачах с 1низкомомент:ным двигателем рабочие объемы насоса и

гидродвигателя обычно одинаковы, что не позволяет трансформи­ ровать передаваемый крутящий момент. В этих условиях для по­ лучения требуемых выходных параметров необходимо применение механических передач.

§3. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕМНОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

лия Р и скорости v поршня или крутящего момента М и скорости вращения вала п гидродвигателя). Таким образом, для гидропе­

редачи с поступательным движением

Общий к.п.д. гидропередачи зависит не только от ее типа, но и от способа регулирования, условий работы и качества монтажа элементов. Необходимо помнить о том, что силовые выходные па­ раметры (усилие на штоке Р или крутящий момент М) обеспечи­ ваются давлением рабочей жидкости р, а кинематические пара-

7

метры (скорость поршня v или число оборотов вала гидродвигателя п) производительностью (расходом) Q; получение обратного

невозможно.

В соответствии с технической характеристикой составляется предварительная принципиальная схема гидропередачи, на кото­ рой указываются основные параметры гидравлических машин и элементов гидропередачи. Эти параметры определяются либо на основании статистических данных, либо на основании приближен­ ного расчета, при котором возможные потери давления учитыва­

тываются коэффициентом запаса по скорости, значение которого принимается в пределах 1,1— 1,3.

Если гидропередача представляет собой разветвленную сеть с несколькими исполнительными механизмами, то необходимо пре­ дусмотреть установку либо отдельного насоса к каждому меха­ низму, либо одного насоса для всех .механизмов. Выбор варианта в этом случае определяется сложностью гидропередачи, требова­ ниями рабочего процесса и технико-экономическими показате­ лями.

Если гидропередача включает один насос, то выбор параметров ее производится по более нагруженному механизму. В схеме гид­ ропередачи в этом случае необходимо предусмотреть установку де­ лителей потока, регуляторов давления и клапанов согласования. При автоматическом регулировании в схеме гидропередачи необхо­ димо устанавливать блокировочные устройства для предотвраще­ ния столкновения или одновременного срабатывания механизмов.

Регулирование выходных параметров при наличии в гидропе­ редаче нескольких исполнительных механизмов, как правило, осу­ ществляется дросселями. При наличии нескольких насосов можно применять объемное регулирование. При расчете и подборе эле­ ментов для гидропередачи рекомендуется использовать нормали­ зованную гидроаппаратуру. Отклонение от применения нормали­ зованной гидроаппаратуры допускается лишь в тех случаях, когда без этого нельзя выполнить предъявленные требования.

§ 4. ВЫБОР РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Выбор рабочих жидкостей для гидропередач машин инженер­ ного вооружения основан на следующих исходных показателях:

1)диапазон рабочих температур;

2)время работы гидропередачи;

3)температурный график за один цикл;

4)общий срок службы гидропередачи, включая срок хранения;

5)характеристики материалов, применяемых в гидропередаче;

6)особенности эксплуатации — возможность смены рабочей жидкости, возможное обводнение, засорение извне и пр.;

7)требования к стоимости рабочей жидкости.

8