Расчёт гидропривода механизма поворота дождевального аппарата вокруг вертикальной оси

Принципиальная гидравлическая схема механизма поворота дождевального аппарата вокруг вертикальной оси приведена в графической части проекта на листе ММ-24−2013;00.

В проекте принята разомкнутая схема циркуляции рабочей жидкости. Включение гидромотора и изменение направления его вращения обеспечивает двухпозиционный золотниковый распределитель Г71−31 поз.11. Для защиты гидросистемы от перегрузок параллельно напорной линии предусматривается установка предохранительного клапана поз.13 и регулятора потока поз.10.

Выбор рабочей жидкости.

С учётом диапазона температур эксплуатации привода принимаем масло индустриальное И-20А по ГОСТ 20 799–88, которое имеет следующую характеристику:

• — кинематическая вязкость при 40 °C — 29−35 мм2/с;
• — плотность при 200С — 890 кг/м3;
• — температура застывания °С — минус 15.

Расчёт основных параметров требуемого гидромотора.

Определим необходимый крутящий момент на валу гидромотора из выражения:

Мг=Pоdш/2=300 000,15/2=2250 Нм, где Pо — окружное усилие необходимое для поворота дождевального аппарата вокруг вертикальной оси, принимается по конструктивным соображениям, Н dш — диаметр шестерни конической зубчатой передачи на валу гидромотора, м;

Определим требуемое число оборотов гидромотора из выражения:

nг= nмb=301,73=51,9 об/мин, где nм — число оборотов механизма поворота дождевального аппарата вокруг вертикальной оси, принимается конструктивно; b — передаточное отношение конической зубчатой передачи.

На основании полученных результатов принимаем для привода механизма поворота дождевального аппарата вокруг вертикальной оси гидромотор марки GPRF-M-400−03 со встроенным редуктором.

Таблица 4 — Техническая характеристика гидромотора GPRF-M-400−03.

Рисунок 8 — Габаритные и присоединительные размеры гидромотора GPRF-M-400−03.

Техническая характеристика гидромотора GPRF-M-400−03 приведена в таблице 4, а габаритные и присоединительные размеры указаны на рисунке 8.

Планетарно-роторные гидромоторы находят применение там, где необходимы высокие крутящие моменты и небольшие частоты вращения.

Рабочие органы сельскохозяйственных машин работают в диапазоне частоты вращения 0,1… 15 с-1с различными моментами сопротивления. Для их привода в основном используют гидромоторы планетарного типа.

Конструкция гидромотора планетарного типа представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 — Конструкция гидромотора планетарного типа, где:

1 — ролики; 2 — ротор; 3 — шестерня; 4 — шпонка; 5 и 14 — крышки; 6 -золотник; 7 и 12 — радиально-упорные шарикоподшипники; 8 — корпус; 9 — вал; 10 — распределитель; 11 — щека; 13 — гайка В гидромоторах планетарного типа блок подачи и распределения рабочей жидкости выполнен на основе передней крышки 5, в которой установлен золотник 6, соединённый своими проточками с полостями подвода и отвода рабочей жидкости, выполненными в передней крышке 5. В собранном гидромоторе золотник 6 в начальный момент поджимается к распределителю 10 с помощью пружин, при работе гидромотора поджим, с определённым усилием, осуществляется давлением рабочей жидкости. При этом распределительный механизм, состоящий из золотника 6 и распределителя 10, одновременно выполняет функции торцевого уплотнения выходного конца вала 9 гидромотора. Гидромотор планетарного типа, работает по принципу аналогичному планетарному редуктору, рисунок 10, где охватываемый вытеснитель 3, представляет солнечную шестерню. Функцию коронной шестерни выполняет эвольвентная зубчатая поверхность, нарезанная на внутренней поверхности корпуса 8. Охватывающий вытеснитель 2 представляет собой кольцевую деталь (ротор) с внутренним и внешним зацеплением и выполняет функции сателлита. Сателлит 2 вместе с солнечной шестерней 3 образует группу вытеснителей с внутренним гипоциклоидальным зацеплением, а внешним, эвольвентным зацеплением, контактирует с коронной шестерней 8. Роль водила в данном механизме (гидромоторе) выполняет рабочая жидкость. Внутри сателлита 2 установлена солнечная шестерня 3, между этими деталями находится рабочая жидкость. При этом с одной стороны на них равномерно воздействует рабочее давление жидкости, а с противоположной — давление слива. Под действием перепада этих давлений охватывающий вытеснитель 2 обкатывается по охватываемому вытеснителю 3 и за счёт разных передаточных отношений внутреннего и внешнего зацеплений вращается вытеснитель 3 совместно с валом 9.

Рисунок 10 — Схема работы вытеснителей планетарного гидромотора, где: 1 — ролики; 2 — ротор; 3 — шестерня; 4 — шпонка; 8 — корпус; 9 — вал Выбор рабочего давления.

Для рабочих жидкостей с кинематической вязкостью при 40 °C — w = 29?35 мм2/с рекомендуемое номинальное давление в гидросистемах 12 МПа.

Выбор насоса.

Необходимая подача насоса определяется расходом принятого гидромотора GPRF-M-400−03 и составляет Q=96л/мин.

Для регулирования скорости поворота дождевального аппарата вокруг вертикальной оси насос должен иметь регулирование величины подачи.

Учитывая принятое рабочее давление и указанные выше требования, принимаем насос пластинчатый регулируемый НПлР 80/16. Техническая характеристика насоса приведена в таблице 5.

Таблица 5 — Техническая характеристика насоса НПлР 80/16.