РІШЕННЯ ЗАДАЧІ РОЗРАХУНКУ ВИТОКІВ РОБОЧОЇ РІДИНИ В ЕКСЦЕНТРИЧНОМУ ЗАЗОРІ ШАРИКОПОРШНЕВОЇ ПАРИ ОБ'ЄМНОЇ ГІДРОМАШИНИ
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Мета. Висновок аналітичного виразу для розрахунку витоків в зазорі між шариками-поршнями і циліндричними отворами в блоках циліндрів радіальнопоршевих гідромашин – насосів і гідромоторів об'ємних гідропередач. Об'єктом вивчення стала об'ємна гідропередача моделі ГОП-900 в моноблочному виконанні, що складається з насоса з регульованим робочим об'ємом і гідромотора з постійним робочим об'ємом. Метод. Для ламінарної течії робочої рідини в зазорі між шариком-поршнем і циліндром розроблена розрахункова схема і запропонована відповідна математичної модель для обчислення диференціала витрати в кожному з перетинів уздовж отвору в блоці циліндрів гідромашини з подальшим інтегруванням вказаного диференціала. Розрахунок витоків робочої рідини в середовищі MathCAD-15 дозволив визначити середні значення витоків при концентричному і ексцентричному розташуванні шариків-поршнів в отворах блоків циліндрів для конкретних заданих значень по діаметрам шариків-поршнів, в'язкості робочої рідини і перепаду тиску між нагнітальною і зливною порожнинами. Результати. Вперше отримані аналітичні вирази, що дозволяють провести розрахунок витоків в зазорі між шарикомпоршнем і отвором в блоці циліндрів радіальнопоршневої гідромашини. Підтверджено адекватність математичної моделі за результатами порівнянь з даними експериментальних вимірювань витоків робочої рідини. Показано, що використовуваний при розрахунках за формулою Гагена-Пуазейля коефіцієнт ексцентричності кругової щілини значенням в 2,5 є істотно завищеним. Укладення. Методика розрахунку витоків робочої рідини в шарикопоршневих гідромашинах рекомендується до використання фахівцями при розробці нових гідромашин і проведенні діагностики технічного стану тих, що знаходяться в експлуатації, з метою визначення об'ємного ККД і зокрема його впливу на швидкість транспортних засобів, в трансмісіях яких використовуються гідромашини з шариками-поршнями.
Блок інформації про статтю
Посилання
DSTU 3455.1-96. Hidropryvody ob"yemni ta pnevmopryvody. Chastyna 1. Zahal'ni ponyattya. Terminy ta vyznachennya [State Standard 3455.1-96. Volumetric hydraulic drives and pneumatic drives. Part 1. General. Terms and definitions]. Kyiv: Ukrainian Research and Training Center of Standardization, Certification and Quality Publ., 1998. 48 p.
Borisyuk M. D., Busyak Yu. M., Avrunin G. A., Bol'shakov A. K., Kabanenko I. V., Khavil' V. V. Novoe pokolenie shariko porshnevykh gidroperedach [New generation of ball-piston hydraulic transmission]. Promyslova hidravlika i pnevmatyka. 2003, no. 1, pp. 66–70.
The Internet Glossary of Pumps. Created by: The Animated Software Company. Ball Piston Pump. Available at: https://www.animatedsoftware.com/pumpglos/ballpist.htm (accessed 24.04.2021).
Eaton Light Duty Hydrostatic. Hydrostatic Transmissions – Models 6, 7 and 11. Ball Piston Pumps – Models 7 and 11. EATON Powering Business Worldwide. Document no. E-TRLD001-E1. Supersedes 11-04-880 EN-0900. 2016. 22 p.
Available at: https://web.archive.org/web/20140202214442/http:// liveguns.ru/bmp/M2_Bradley (accessed 17.04.2021).
Available at: https://wuxihyphen.en.made-in-china.com/product/ EqrmStgbbXcF/China-Sphere-Piston-Hydraulic-Motor-1QJM01-.html (accessed 15.04.2021).
Avrunin G. A., Kabanenko I. V., Khavil' V. V., Istratov A. V., Bogachev S. V., Lizunov K. M. Ob"emnaya gidroperedacha s sharikovymi porshnyami GOP-900: kharakteristiki i tekhnicheskiy uroven' [Volumetric hydraulic transmission with ball pistons GOP 900: characteristics and technical level]. Mekhanika ta mashynobuduvannya. 2004, no. 1, pp. 14–21.
Samorodov V. B., Avrunin H. A., Kyrychenko I. H., Bondarenko A. I., Pelypenko Ye. S. Hidro- ta pnevmosystemy v avtotraktorobuduvanni: navch. posib. [Hydraulic and pneumatic systems in tractor construction]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., FOP Panov A. M. Publ., 2020. 524 p.
Loytsyanskiy L. G. Mekhanika zhidkosti i gaza [Mechanics of liquid and gas]. Moscow, Nauka Publ., 1970. 904 p.
Rogov A. V., Yarmak N. S., Istratov A. V. Matematicheskaya model' gidromekhanicheskikh i ob"emnykh poter' v perspektivnoy gidroob"emnoy peredache GOP-900 [Mathematical model of hydromechanical and volumetric losses in the perspective hydrostatic transmission GOP-900]. Mekhanika ta mashynobuduvannya. 2004, no. 2, pp. 200–214.
Samorodov V. B. Napornye utechki rabochey zhidkosti mezhdu sharom-porshnem i tsilindrom rotora v bystrokhodnykh radial'no porshnevykh gidromashinakh – elementakh gidroob"emno mekhanicheskikh transmissiy [Pressure leaks of the working fluid between the piston ball and the rotor cylinder in high-speed radial piston hydraulic machines – elements of hydrostatic-mechanical transmissions]. Vestnik HGPU. Seriya NRST [Bulletin of Kharkiv State Polytechnic University. Series: New solutions in modern technologies]. 2000, issue 79, pp. 28–31.
Klimov V. F., Yarmak N. S., Istratov A. V. Tekhnicheskoe obespechenie issledovaniy ob"emnykh gidromashin s sharovymii porshnyami, rasshirenie diagnosticheskikh parametrov i ikh informativnosti [Technical support of research of volumetric hydraulic machines with ball and pistons, expansion of diagnostic parameters and their information content]. Mekhanika ta mashynobuduvannya. 2003, no. 1, pp. 201–208.
Yarmak N. S. Issledovanie dinamicheskikh protsessov gidromashin ob"emnogo tipa, diagnostika i identifikatsiya defektov [Investigation of dynamic processes of positive displacement hydraulic machines, diagnostics and identification of defects]. Mekhanika ta mashynobuduvannya. 2004, no. 1, pp. 35–45.
Avrunin G. A, Istratov A. V., Kabanenko I. V. Opredelenie utechek rabochey zhidkosti mezhdu porshnyami i tsilindrami radial'noy sharikoporshnevoy gidromashiny [Determination of leaks of working fluid between pistons and cylinders of a radial ball piston hydraulic machine]. Promyslova hidravlika i pnevmatyka. 2004, no. 4 (6), pp. 41–43.
Available at: https://studfile.net/preview/10032822/page:8/ (accessed 15.04.2021).
Samorodov V. B., Rogov A. V., Yarmak N. S. Matematicheskoe modelirovanie gidromekhanicheskikh poter' i KPD v bystrokhodnykh gidroob"emnykh mashinakh s sharovymi porshnyami [Mathematical modeling of hydromechanical losses and efficiency in high-speed hydrostatic machines with ball pistons]. Vistnyk Nats. tekhn. un-tu "KhPI": zb. nauk. pr. Temat. vyp.: Dynamika i mitsnist' mashyn [Bulletin of the National Technical University "KhPI": a collection of scientific papers. Thematic issue: Dynamics and strength of machines]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2002, no. 10, vol. 2, pp. 165–172.