Панченко А.І., Волошина А.А. ГІДРАВЛІЧНІ МАШИНИ ПЛАНЕРНОГО ТИПУ

Усе більше застосування в гідроприводах обертальної дії мобільної техніки на ряді з аксіально-поршневими і шестеренними гідромашинами, отримали порівняно нові - планетарні і героторні (гідромашини із циклоїдальною формою витискувачів). Ці гідромашини допускають форсування по тискові, вони швидко- або тихохідні (залежно від кінематичної схеми роботи витискувачів) і забезпечують режими роботи з високим ККД у всьому діапазоні регулювання, що дозволяє забезпечити великі пускові моменти при роботі на низьких частотах обертання. Витискувачі цих гідромашин являють собою шестеренну пару із внутрішнім гіпоциклоідальним зачепленням.

Принцип роботи планетарного гідромотора можна представити в такий спосіб (рис. 1.1), якщо на рухливу площину покласти барабан та з однієї сторони підвести тиск робочої рідини, то під дією результуючої сили тиску робочої рідини Р барабан покотиться, обертаючись навколо миттєвого центра С. При цьому центр барабана О рухається паралельно напрямній. У зв’язку з цим цей гідромотор іноді називають  мотором з рухливою віссю.

 

Рис. 1.1. Планетарний гідромотор (плоска схема)

 

Корисний крутний момент такого гідромотора дорівнює добутку діючої результуючої сили тиску рідини Р на плече h, яке дорівнює відстані від точки дотику С до центра барабана О.

 

Представлена схема не є робочою. Для того, щоб гідромотор працював, напрямна повинна бути нескінченною, тобто замкнутою в окружність.

Коли напрямна замкнута в окружність (рис. 1.2, а), всередині якої котиться барабан, то робоча рідина, рухаючись паралельно напрямній вже повинна обертатися по окружності, змушуючи рухатися перед собою барабан, який таким чином теж обертається. Така схема вже працездатна, тому що має вже зовнішній і внутрішній витискувачі, але до роботи ще не придатна, тому що в даній схемі відсутня герметизація зони нагнітання від зони зливу.

 

                                       а                                                                           б

Рис. 1.2. Планетарний гідромотор:

 а – замкнута схема; б – зубчаста схема

 

З метою герметизації зони нагнітання і зони зливу, а також для усунення проковзування витискувачів на їх поверхнях, які сполучаються, необхідно нарізати зуби.

У зубчастому зачепленні (рис. 1.2, б), необхідному для даної конструкції повинні одночасно дотримуватись дві умови - обкатування і герметизація. Для цього підходить зубчаста пара із внутрішнім гіпоциклоідальним зачепленням, у якій виконуються перераховані умови. 

 

Однак виготовлення такого зачеплення досить складне з погляду технології, тому з метою виготовлення цього зачеплення (рис. 1.3) гіпоциклоідальний профіль (крива 1 зеленого кольору) апроксимували (замінили) еквідистантною (рівновіддаленою) кривою (крива 2 червоного кольору, рис. 1.3, а).

 

Рис. 1.3. Зубчасте зачеплення:

а – еквідистантне, що охоплюється; б – з дугами окружності,  що охоплюється; в – еквідистантне, що охоплює; г – з дугами окружності, що охоплює;

 

З метою спрощення технології виготовлення еквідистантного профілю, його робочі ділянки 1 (рис. 1.3, б) апроксимували дугами окружності (крива синього кольору), ділянки 2 є неробочими. 

Аналогічна еволюція відбувалася і з охоплюючим витискувачем. Гіпоциклоідний профіль 1 (зелена крива) апроксимували еквідистантною кривою 2 (крива червоного кольору, рис. 1.3, в).

З метою спрощення технології виготовлення еквідистантного профілю цього витискувача, його робочі ділянки (рис. 1.3, г) апроксимували дугами (впадинами) окружності (крива синього кольору), в які встановили ролики 1 (чорного кольору), з метою заміни тертя ковзання тертям катання. Ділянки 2 є неробочими.

 

Розглянутий робочий профіль поверхонь, охоплюваного і охоплюючого витискувачів є сьогодні найпоширенішим при виготовленні гідромашин із циклоїдальною формою витискувачів.

 

Представниками гідромашин планетарного типу являються [1-5] (рис. 1.4):

• сімейство планетарних гідромоторів, що складається з чотирьох типорозмірних рядів, представлене уніфікованими гідромоторами PRG-33  номінальною потужністю 33 кВт і робочим об'ємом 800...1600 см3, PRG-22 потужністю 22 кВт і з робочим об'ємом 160...630 см³, PRG-11 потужністю 11кВт і робочим об'ємом 50...200 см³ і PRG-8 потужністю 8 кВт і робочим об'ємом 32...125 см³ [6];
• орбітальні гідромашини – гідромашини малої потужності від 1 до 8 кВт, представлені гідромоторами ОG-2 потужністю 2 кВт з робочим об'ємом 12,5... 50 см³ та ОG-7 потужністю 7 кВт з робочим об'ємом 50...400 см³ [7];
• героторні гідромашини – високооборотні гідромашини з великими частотами обертання (до 5000 об/хв), представлені героторними гідромашинами GG-8 потужністю 8 кВт і робочим об'ємом 3,2...10 см³, GG-11 потужністю 11 кВт і робочим об'ємом 8...32 см³, GG-22 потужністю 22 кВт і робочим об'ємом 20...63 см³  [8];
• гідромашини з дуже великими (більше 5000 Н∙м) крутними моментами і дуже низькими (від 0,5 об/хв) частотами обертання, представлені гідравлічними обертачами планетарного типу GVP-18 потужністю 18 кВт і робочим об'ємом 2500...8000 см³ та GVP-36 потужністю 36 кВт і робочим об'ємом 3200...8000 см³  [9, 10].

                            

                            Рис. 1.4. Гідравлічні машини планетарного типу.