Механические свойства гидродвигателей

Механические свойства гидродвигателей оцениваются моментом М, развиваемым двигателем, вывод аналитического выражения которого проводим на основании исходного уравнения Бернулли [см. (3.12)], принимая гидродвигатель за участок гидроцепи. Тогда уравнение энергетического баланса (3.12) для сторон напора двигателя и слива запишется в виде, здесь dW_M==M diр — изменение полезной энергии на валу гидродвигателя, которая для участка гидроцепи является энергией потерь.
С учетом того что на сторонах напора и слива гидродвигателя практически соблюдаются равенства потенциальных и кинетических энергий, уравнение (3.20) с учетом (3.7) и (3.13) запишем в виде или с учетом (3.17) и того, что dy==ti>dt, получим выражение момента, развиваемого двигателем.
В паспортных данных двигателей приводится значение номинального момента Мвом, соответствующего номинальному давлению на стороне напора двигателя при свободном сливе.
Основными параметрами гидроцилиндров, определяющими их габариты и механические свойства, являются номинальное давление рном, диаметр поршня D, являющийся внутренним диаметром гильзы, диаметр штока d и ход I поршня. Согласно (3.2) диаметры поршня и штока при заданном давлении определяют усилие на штоке гидроцилиндра, которое при прямом ходе одностороннего штока, когда высокое давление рв в жидкости оказывается на всю площадь поршня, а низкое давление рн приложено к полной площади поршня за вычетом площади штока.
При обратном ходе одностороннего штока низкое давление приложено к полной площади поршня, и усилие на штоке можно вычислить по формуле под действием активных сил со стороны рабочего органа механизма на шток при управляемом или свободном сливе жидкости из полости гидроцилиндра. При любой конструкции гидроцилиндра при заданных геометрических размерах, давлении и производительности усилие на штоке и скорость штока рассчитываются из (3.2) и (3.7).
При резких изменениях нагрузки гидроприводов эффективным средством уменьшения расчетной мощности насоса, повышения КПД гидропривода является применение гидроаккумуляторов. Основные типы гидроаккумуляторов приведены на рис. 3.11,а—в. Накопление энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением в гидроаккумуляторах, происходит в период снижения нагрузки на валах гидродвигателя, штоках гидроцилиндров. Расход накопленной энергии происходит при росте нагрузки на валах.
Естественно, что в гидроцилиндрах с двусторонним штоком усилия при прямом и обратном ходе и неизменном давлении на штоке равны.
Как следует из (3.7), скорость штока, являясь функцией площади и расхода, для двусторонних штоков одинакова в обоих направлениях и определяется как, здесь Q(p) —фактический расход жидкости.
В плунжерных гидроцилиндрах скорость и усилие на штоке в прямом направлении определяются площадью сечения штока. Обратный ход штока выполняется двигателей, штоках гидроцилиндров. При этом часть энергии, необходимой для преодоления нагрузки со стороны механизма, потребляется от гидронасоса, а часть — от гидроаккумулятора, что и позволяет снизить расчетную мощность гидронасосов, выравнивая график нагрузки гидронасоса, так как в период пауз нагрузки гидродвигателей нагрузкой гидронасоса является гидроаккумулятор, накопление энергии в котором происходит при подъеме груза, сжатии пружины или повышении давления газа.
Функции подключения и отключения силовых элементов к гидромагистралям, изменения направления потока рабочей жидкости, управления параметрами потока, защиты гидролиний от недопустимых изменений параметров потока и др. выполняются специальными устройствами управления и регулирования в электро-гидроприводе. К ним относятся золотниковые и клапанные распределители, предохранительные и редукционные клапаны, дроссели и другая пускорегулировочная гидроаппаратура, с помощью которой может быть обеспечено как ступенчатое, так и плавное выполнение требуемых функций.