Расчет кинематики пластинчатых гидромашин

Расчет кинематики производится для пластинчатых гидромашин однократного и двукратного действия с профилем статора, обеспечивающим постоянное ускорение лопатки относительно ротора.

В первую очередь рассчитывается угловая скорость ω, рад/с:

, (6.31)

где n - частота вращения, об/с:

Уточняется эксцентриситет:

, , (6.32)

Принимается начальное условие: текущий угол поворота ротора от нейтральной оси равен нулю φ=0.

Если выбранная гидромашина однократного действия, то параметры рассчитываются по следующим зависимостям:

текущее значение радиуса ρ:

, ;

текущая скорость пластины относительно паза:

, ; (6.33)

текущее ускорение:

, . (6.34)

Если же проектируемая ОГМ двукратного действия, то расчёт выполняется для двух участков:

а) текущий угол поворота меньше половины угла кривой профиля статора (зона всасывания), тогда:

приращение текущего значения радиуса:

, ; (6.35)

где - угол, внутри которого расположена кривая профиля статора,

текущее значение радиуса :

, ; (6.36)

текущая скорость поворота:

, ; (6.37)

текущее ускорение:

, . (6.38)

б) текущий угол поворота больше половины угла кривой профиля статора (зона нагнетания), тогда:

, ; (6.39)

, ; (6.40)

, ; (6.41)

, . (6.42)

Далее следует повторить расчёт, увеличивая угол поворота, например на 5⁰. В этом случае текущий угол поворота станет равным . Расчёты повторяем до тех пор, пока угол поворота не превысит угол зоны нагнетания (), после чего производится расчет параметров распределительного диска и максимальная скорость.

Расстояние от оси распределительного диска до окон:

, ; (6.43)

где ε- угол, равный углу уплотняющих (перевальных) перемычек.

Площадь выреза в распределительном диске

, (6.44)

Максимально допустимая скорость всасывания рабочей жидкости V_мах, м/с определяется по формуле:

, (6.45):

где В - длина пластины (ширина ротора), м,

r - радиус ротора, .

Расчет повторяется до тех пор, пока угол .

Следует провести проверку. В случае, когда проектируется насос, а максимальная скорость , полнота всасывания не будет обеспечиваться и расчет следует выполнить заново, изменяя начальные параметры.

6.5.1 Если проектируется гидронасос однократного действия, то текущий угол поворота следует принять равным . Рабочая высота пластины определяется по формуле вида:

, . (6.46)

Далее рассчитываются:

текущий радиус поворота:

, ; (6.47)

текущее значение подачи насоса:

, , (6.48)

где - суммарная толщина пластин.

Полученные результаты сводятся в таблицу. Угол поворота изменяется с шагом и расчет повторяется до тех пор, пока .

Следует также рассчитать максимальную и минимальную подачи насоса:

, . (6.49)

, . (6.50)

Средняя текущая подача определяется как среднее арифметическое между минимальной и максимальной подачами:

, . (6.51)

Неравномерность подачи можно представить в виде:

. (6.52)

В таблицу следует внести следующие значения параметров: , , , , , и . Расчет окончен.

6.5.2. Если проектируемая машина – гидромотор однократного действия, то принимаем начальное значение угла смещения пластины относительно оси симметрии перемычки равным . При изменении угла φ от 0⁰ до - π/z (φ<0), угол между текущими радиальными размерами (радиусами) статора определяется как . При изменении угла φ от 0⁰ до + π/z, угол ψ учитывается как .

Исходя из вышеизложенного, рассчитывается текущий крутящий момент:

, , (6.53)

где p - номинальное давление, МПа. Полученные значения сводятся в таблицу и расчет повторяется для нового значения φ, равного , пока не будет выполнятся условие .

Рассчитывается максимальный крутящий момент на валу гидромотора:

, Н/м. (6.54)

Минимальный крутящий момент определяется по формуле вида:

, Н/м. (3.55)

Средний текущий крутящий момент находится как среднее арифметическое между минимальным и максимальным крутящими моментами:

, Н/м. (3.56)

В этом случае неравномерность подачи можно представить в виде:

. (3.57)

Полученные значения параметров , , , , , и фиксируются. Расчет окончен.

6.5.3. Если выбрана машина двукратного действия и учитывается объём жидкости, находящейся под пластинами, то рассчитываются следующие параметры гидромашины:

угол, охватывающий толщину пластин на максимальном удалении от оси вращения,

, рад, (6.58)