Vienas iš pagrindinių hidraulinės sistemos elementų yra hidraulinis siurblys. Yra daugybė šių įrenginių tipų. Jų veikimo principas yra darbinio skysčio poslinkis, kai velenas sukasi. Naudojant krumpliaratinį siurblį galima varyti kai kuriuos hidraulinės įrangos elementus, kai jie vienu metu prijungti prie vieno siurblio. Šie skirstytuvai naudojami mašinose:
Be to, tokio tipo sistemoms reikalingas daug sudėtingesnis galios elektronikos paketas, leidžiantis maitinimą prijungti prie tinklo. Taip yra dėl generuojamos įtampos, kuri labai skiriasi tiek amplitudė, tiek dažnis, charakteristikos. Judanti dalis tiesiniame generatoriuje vadinama vertėju, o ne rotoriumi, o kai plūduras pakeliamas bangos, plūduras pajudina vertėją. Linijinio generatoriaus, skirto bangų energijos reikmėms, reikalavimas yra galimybė mažomis sąnaudomis atlaikyti dideles didžiausias jėgas, mažą greitį ir netaisyklingą judėjimą.
- pramoninis;
- žemės ūkio;
- statyba.
Be to, kartu su varomaisiais siurbliais dažnai gali būti naudojami ir hidrauliniai siurbliai. rankiniai siurbliai. Jie reikalingi norint dubliuoti pagrindinius siurblinės įrenginius įvykio metu Skubus atvėjis. Naudojant rankinį pompą, galima Avarinis sustojimas judinti darbinį korpusą. Rankiniai siurbliai taip pat naudojami tais atvejais, kai reikia trumpam pasiekti padidintą slėgį, išleidžiant labai mažai energijos.
Kai generatorius juda kintančiu greičiu ir kryptimi, susidaro indukuota įtampa, kurios amplitudė ir dažnis yra netaisyklingos. Didžiausia išėjimo galios vertė kelis kartus viršys vidutinę elektros energijos gamybą. Generatorius ir elektrinė sistema turi būti apskaičiuotas, kad padėtų šias smailes. Yra įvairių tipų linijinių generatorių, kurie gali būti naudojami energijos reikmėms, ir buvo nustatyta, kad nuolatiniai magnetiniai sinchroniniai linijiniai generatoriai yra tinkamiausias tipas.
Hidraulinis variklis yra hidraulinio variklio tipas, kuris paverčia hidraulinę energiją mechanine energija. Hidraulinis variklis leidžia velenui pranešti apie sukimosi judesius. Hidraulinis variklis perduodamas į įėjimą darbinis skystis, o sukimo momentas tiekiamas iš išėjimo veleno. Veleno eiga gali būti valdoma sukant darbinio įrenginio korpusą.
Spyruoklės taip pat laikinai kaupia energiją, todėl generatorius optimaliai gali tiekti vienodą energijos kiekį abiem kryptimis, išleidžiant generuojamą galią. Pagaminta energija, kaip minėta anksčiau, negali būti tiesiogiai tiekiama į tinklą be konvertavimo. Tai atliekama keliais etapais. Pirma, iš kiekvieno generatoriaus ištaisoma įtampa. Trumpą laiką galia po filtro taip pat bus pastovi. Jei sistema tiriama valandiniu mastu ar daugiau, bus galios svyravimai, o šie pokyčiai atsiranda dėl jūros būklės pokyčių.
Hidrauliniai varikliai yra kelių tipų.Įvairių tipų hidraulinių variklių kainos taip pat gali skirtis. Dažniausios yra:
- ašinis stūmoklis;
- pavara;
- gerolera;
- radialinis stūmoklis;
- gerotoris;
- lamelinis.
Kiekvieno tipo hidraulinio variklio apimtis tiesiogiai priklauso nuo reikiamų hidraulinių įrenginių veikimo charakteristikų. Pavyzdžiui, ašiniai stūmokliai naudojami, kai būtina, kad velenas suktųsi dideliu greičiu, o radialiniai stūmokliai, priešingai, jei reikalingas mažas sukimosi greitis. Pagrindinis radialinių stūmoklinių hidraulinių variklių naudojimo pavyzdys yra kelio volų pavaros. Paprastose hidraulinėse sistemose su mažu slėgio laipsniu naudojami pavarų hidrauliniai varikliai. Staklių hidraulinėse sistemose paprastai naudojami mentiniai hidrauliniai varikliai.
Ši sąvoka netaikoma tais atvejais, kai reikia naudoti energijos vienetą su viena banga. Taip yra daugiausia dėl didelių trumpalaikių galios pokyčių ir santykinai mažų blokų dydžių, taip pat dėl to, kad elektros konversijos sistemos kaina būtų per didelė. Kai lygiagrečiai prijungiami keli generatoriai, sumažės talpinio filtro pajėgumo energijai kaupti poreikis, taigi ir susijusios išlaidos. Aukštas slopinimo lygis, t.y. galios išgavimas lemia didesnį skirtumą tarp vertikalaus bangos judėjimo ir vertėjo greičio.
Šiais laikais nėra sunku įsigyti įvairių tipų hidraulinius variklius. Tik reikia suprasti, kokiems tikslams jis bus naudojamas ir ko iš jo reikia. AT pramoninė įranga o technologijos dažniausiai naudoja elektros variklius. Hidrauliniai varikliai naudojami tada, kai jų naudojimas turi privalumų. Pavyzdžiui, hidraulinis variklis yra daug mažesnio svorio ir matmenų nei elektros varikliai, kurių galia tokia pati. Kaip ir bet kuris įrenginys su elektros perjungimu, elektros variklis yra labai svarbus intensyviam įjungimui ir išjungimui. Hidrauliniams varikliams tokie veiksmai nekelia jokio pavojaus.
Tai savo ruožtu padidins lyno stiprumą, kai banga pakels plūdurą, ir sumažins stiprumą, kai plūduras juda žemyn. Didžiausia galia pasiekiama didžiausioje ir mažiausioje lauko linijoje, darant prielaidą, kad vertėjas yra generatoriaus eigos ilgio ribose. Jei vertėjas juda žemyn lėčiau nei plūduras, valas susilpnės ir dėl to linijos stiprumas taps beveik nulinis. Grįžtamasis ryšys atsiranda, kai plūduras pajuda aukštyn. Jei bangos aukštis, ty skirtumas tarp bangos keteros ir bangos srauto, yra didesnis nei smūgio ilgis, vertėjas sustos apatiniame gale.
Tūriniai hidrauliniai varikliai (hidromotoriai) hidraulinę energiją paverčia mechanine energija. Kranų mechanizmams naudojami radialiniai stūmokliniai ir ašiniai stūmokliniai hidrauliniai varikliai.
Radialiniai stūmokliniai varikliai. Tokios hidraulinės mašinos naudojamos Hagglunds, Mcgregor ir Mitsubishi laivų kranams. Techninėje literatūroje jie vadinami LSHT hidrauliniais varikliais ( žemas speed – aukštas sukimo momentas variklius) - mažo greičio didelio sukimo momento varikliai. Jie leidžia gauti pakankamai didelius sukimo momentus esant mažam (apie 0,5 ... 200 aps./min.) sukimosi greičiui, todėl pavaroje negalima naudoti mechaninės pavarų dėžės.
Dizaino sudėtingumas ir su tuo susijęs mažas patikimumas
Viršutiniame gale per plūdurą prasiskverbianti banga sustoja, o apatiniame gale valas susilpnėja. Taip atsitinka, kai banga yra žemiau plūduro aukštosios padėties aukštoje būsenoje ir žemesnėje būsenoje, kai banga pakilo tiek, kad plūduras vėl pradeda traukti vertėją aukštyn. Jei generatorius yra prijungtas prie linijinės stiprios varžos apkrovos, jis tieks maitinimą, kai tik generatoriuje bus sukelta įtampa. Su netiesine apkrova santykiai nėra tokie paprasti. Galia bus tiekiama tol, kol bangos galės tiekti mechaninę galią plūdurui ir tol, kol vertėjas pasieks viršutinę arba apatinę galinę stotelę.
Radialiniai stūmokliniai varikliai gaminami dviejų tipų: radialinis stūmoklinis variklis su kumštelio poveržle ir radialinis stūmoklinis variklis su ekscentriniu velenu.
|
|
Ryžiai. 17.10 val. Krumpliaračių siurbliai a) išorinė ir vidinė pavara b)
Didėjant vertėjo greičiui, srovė padidės. Dėl šio nelinijinio galios ištraukimo susidaro įvairios įtampos ir srovės impulsai. Paprastai bangų energijos įrenginių kapitalo sąnaudos yra daug didesnės nei bet kokios eksploatavimo ir priežiūros išlaidos, todėl kapitalo sąnaudos iš tikrųjų yra pagrindinės išlaidos, turinčios įtakos galutinėms elektros energijos gamybos iš bangų energijos įrenginių sąnaudoms. Kapitalo sąnaudų lygis priklauso nuo bangų energijos įrenginio tipo ir nuo jo buvimo vietos atstumo nuo kranto linijos.
Radialinis stūmoklinis variklis su kumšteliu . Šių hidraulinių variklių veikimo principą galima iliustruoti supaprastintos diagramos pavyzdžiu, parodytu fig. 17.11.
Ryžiai. 17.11. Supaprastinta radialinio stūmoklio hidraulinio variklio veikimo schema (schema sudaryta šlavimo pavidalu)
Be to, veiklos sąnaudos ir Priežiūra priklauso nuo technologijos, o atstumas nuo kranto priklauso nuo didelio neapibrėžtumo. Pagrindinė kliūtis diegti didelio masto bangų energijos įrenginius yra didelės pradinės investicijos. Nors bendros bangų energijos įrenginių priežiūros išlaidos yra mažos, pradinės investicijos į kapitalo sąnaudas yra daug didesnės, o tai trukdo investicijoms, taigi ir tokių technologijų plėtrai.
Radialinio stūmoklio hidraulinė mašina - viena iš tūrinių rotacinių hidraulinių mašinų tipų
Be didelių medžiagų kainos, viena iš didelių pradinių investicijų priežasčių yra būtinybė, kad įranga būtų nepralaidi audros pažeidimams ir korozijai. Tiesą sakant, dauguma esamų bangų energijos prietaisų konstrukcijų buvo labai perkurti, kad būtų sumažinta blyksnio jūroje tikimybė. Tai taip pat apima specialius švartavimosi dizainus. Paprastai energijos įrenginiai ant kranto arba šalia bangų siūlo ekonomiškesnius sprendimus kapitalo sąnaudų požiūriu, palyginti su jūroje esančiais įrenginiais.
Per valdymo sistemos 2 kanalus 1 ir valdymo langus 3 alyva tiekiama į stūmoklius 4 su prie jų pritvirtintais ritinėliais 7. Jei darbo kamera 5 yra prijungta prie slėgio linijos valdymo langų 3, tada alyva pradeda tekėti. veikia stūmoklius 4 ir ritinėlius 7. Alyvos slėgis perduodamas per jungiamosios dalies 8 (kuri specialioje literatūroje vadinama kumštelio poveržle, kumštelio žiedu arba kopijavimo aparatu) voleliais. Volelis veikia kumštelio žiedą 8 alyvos slėgio jėga stūmokliui (, kur p - alyvos slėgis, BET P yra stūmoklio plotas).
Ant kranto esančius įrenginius lengviau įrengti ir prižiūrėti, jiems nereikia giliavandenių krantinių ar kitos specializuotos infrastruktūros. Be to, nereikia ilgai būti po vandeniu elektros kabeliai perduoti elektros energiją į krantą. Kadangi sausumos bangų energijos įrenginiai paprastai yra šalia kitos infrastruktūros, statybos, įrengimo, energijos perdavimo ir priežiūros išlaidos gali būti žymiai sumažintos, palyginti su jūros bangų energijos generatoriais.
Bangos energijos įrenginių kapitalo sąnaudų įvertinimas yra sudėtinga procedūra, nes ji priklauso nuo daugelio fizinių veiksnių, tokių kaip sistemos konstrukcija, bangų energija, vandens gylis, atstumas nuo kranto ir vandenyno dugno charakteristikos. Be to, esamų energijos gamybos projektų sąnaudų sąmatos yra sudėtingos, nes dauguma sąmatų yra pagrįstos nuolat kintančiais prototipų projektais. Apytikslę bangų energijos įrenginio kapitalo kainą galima pateikti, pavyzdžiui, pagal pirmąjį Portugalijoje pastatytą Pelamis bangų fermą.
Veikdama pasvirąjį paviršių 8, jėga sukelia normalios atramos reakcijos jėgą, nukreiptą statmenai atraminiam paviršiui 17.12 pav. Jėga išskaidoma į du komponentus išilgai spindulio ir kumštelio profilio liestinės - , ir. Tangentinė jėga, statmena stūmoklio ašiai, sukuria sukimo momentą viename cilindre, kuris suka variklį
Tai yra daugiau nei fotovoltinių sistemų kapitalo sąnaudos ir maždaug keturis kartus didesnės nei didelio masto vėjo turbinų kapitalo sąnaudos. Akivaizdu, kad elektros energijos gamybos kaina priklausys nuo faktinės įrenginio geografinės padėties bangos energetinio potencialo. Šiame darbe taip buvo lyginamoji apžvalga bangų energijos technologijos. Nors bangų energijos išteklius teoriškai didžiulis, jis yra tik tam tikrose Žemės rutulio vietose, kur yra pakankamai didelis bangų galios potencialas.
kur yra jėgos taikymo ranka variklio sukimosi ašies atžvilgiu.
Bendras variklio momentas darbo ciklui yra lygus visų stūmoklių tangentinių jėgų momentų sumai.
Hidraulinio variklio daugumą lemia darbinių taktų skaičius fig. 17.13 parodytas penkių kartų variklis, pav. 17.14 - šešis kartus ir pav. 17.15 - keturis kartus. Kuo didesnis variklio santykis, tuo didesnis jo sukimo momentas.
Be to, didžiausias potencialas yra giliuose vandenyno vandenyse, daug kilometrų nuo kranto. Todėl tik nedidelė bangų energijos išteklių dalis gali būti panaudota šiuolaikinėmis energetikos technologijomis. Šiuo metu bangų energijos technologijos nėra nei subrendusios, nei plačiai paplitusios. Nors šios technologijos gali būti taikomos sausumoje, jūroje ir jūroje, didžioji dauguma bangų energijos įrenginių, šiandien sukurtų naudojant šias technologijas, vis dar yra prototipo stadijoje.
|
|
|
Ryžiai. 17.14 val.Hidraulinio variklio konstrukcija su besisukančiu statoriaus (kumštelio) žiedu ir fiksuotu cilindrų bloku: 1 - skleistiatpildo ritė (platintojas); 2 - cilindrų blokas (fiksuotas); 3 - stūmoklis su švaistikliu; 4 - kumštelio žiedas; 5 - kryžminė mova (Oldhem mova); 6 - ritinėlio centro trajektorija; 7 - kumštelio žiedo profilis; 8 - korpusas (sukantis)
Hidraulinių variklių eksploatacinės charakteristikos ir parametrai
Todėl dar anksti prognozuoti, kurios iš šių technologijų taps labiausiai paplitusiomis būsimai komercializacijai. Šiuo metu pagrindinės bangų energijos komercializavimo kliūtys yra didelės bangų energijos įrenginių kapitalo sąnaudos ir nepalankios šių įrenginių veikimo oro sąlygos, reikalaujančios papildomos funkcijos saugumo, o tai lemia kapitalo išlaidų padidėjimą. Ekstremalių bangų analizės metodų, taikomų potencialiems jūros energetikos objektams, įvertinimas naudojant modelio skaitinius duomenis.
Ryžiai. 17.15 val.Radialinio stūmoklio hidraulinio variklio su fiksuotu kumštelio žiedu konstrukcija:1 – velenas; 2 – skersinis rotorius; 3 – kumštelio žiedas (statorius, kopijuoklis); 4 – stūmoklis; 5 – cilindrų blokas (besisukantis)
Panardinamo cilindrinio bangos energijos keitiklio skaitmeninis modeliavimas. Apie parko efektą virpesių bangų energijos keitiklių matricose. Bangų energijos išteklių įvertinimo tobulinimas naudojant susietą skaitmeninį bangų vandenyno modeliavimą. Bangų energijos keitiklio naudojimas kaip judesio slopinimo įtaisas plūduriuojančioms vėjo turbinoms. Prisidėjimas prie svyruojančio vandens virpesių svyravimo energijos keitiklio geometrijos optimizavimo. Bangų energija Europoje: dabartinė padėtis ir perspektyvos.
Vidutinė sukimo momento vertė, kurią sukuria visi variklio stūmokliai per ciklą
Nm, (17.11)
kur p - alyvos slėgis, tiekiamos per paskirstymo vožtuvą (ritę) į hidraulinį variklį, MPa (N / mm 2) arba baras (10 N / cm 2) 1 MPa \u003d 10 barų;
- hidraulinio variklio darbinis tūris (jo stūmokliais apibūdinamas tūris)
– variklio stūmoklių skaičius;
Bangų energijos naudojimas Europoje: dabartinė padėtis ir perspektyvos. Vandens banga vandenyne technologija. Nauji bangų energijos naudojimo būdai: su ypatingas dėmesysį mažas salas. Bangų energijos panaudojimas: technologijų apžvalga. Atsitiktinis jūros ir atviroje jūroje esančių konstrukcijų projektavimas. Panardintų bangų energijos absorberio skaitmeninė analizė ir veikimo optimizavimas. Eksperimentinis plūduriuojančio molo su asimetriškomis pneumatinėmis kameromis bangų energijai išgauti tyrimas. Nereguliarus giluminio vandenyno bangų energijos skilimas naudojant cikloidinės bangos energijos keitiklį.
- hidraulinio variklio stūmoklio sritis,
d - variklio stūmoklio skersmuo;
- stūmoklio eiga;
yra darbinių judesių skaičius.
Radialiniai stūmokliniai varikliai gaminami dviem versijomis:
- su fiksuotu paskirstymo bloku ir besisukančiu korpusu;
– su fiksuotu korpusu ir besisukančiu paskirstymo bloku.
Laivų kranų mechanizmų pavarose plačiai paplito pirmoji variklio schema.
Apie sutelkimą ir bangos energijos pavertimą į atviras vanduo. Bangų energetikos technologijų ir reikalingos energetikos įrangos apžvalga. Atsižvelgiant į linijinius generatoriaus galios nuostolius taškinio absorberio bangos energijos keitiklio nuspėjamajame valdyme. Viršutinio vandenyno dinamika. Įvadas į elektros energijos gamybos technologijas. Atsinaujinanti jūrų energija: nauda ir iššūkiai. Bangų energijos išteklių atvejo analizė: apžvalga, analizė ir išmoktos pamokos.
Sumažinti perdavimo jūroje poreikius derinant jūros vėjo ir bangų parkus. Kalifornijoje esančių kartu esančių jūros vėjo turbinų ir bangų energijos keitiklių variantai. Bangų energijos projektų našumas ir ekonominis įvertinimas taikant modeliavimą realiuoju laiku. Bangų energijos įrenginių verslo galimybės. Hidraulikos mokymas yra svarbi investicija bet kuriai pramonės šakai, nes jis plačiai taikomas įvairiose pramonės šakose. Tai matyti iš labai teigiamų atsiliepimų. Kursas suteikia daug teorinių ir praktinių žinių.
Hidraulinio variklio sukimosi dažnis, priklausomai nuo siurblio srauto ir variklio poslinkio, nustatomas kaip
aps./min., (17.13)
čia - siurblio srautas, apskaičiuotas pagal formulę (17.10);
- hidraulinio variklio darbinis tūris, formulė (17.12);
– bendras mechaninis-hidraulinis efektyvumas. vairuoti,.
Kaip matyti iš (17.13) formulės, jei hidraulinio variklio darbinis tūris sumažėja perpus, jo sukimosi greitis padvigubės. Tokiu atveju jo sukimo momentas (lygtis (17.11)) sumažės perpus. Tai pasiekiama prijungus pusę hidraulinio variklio stūmoklių į darbą. Pažymėtas veikimo režimas naudojamas produktyvumui didinti keliant lengvus krovinius arba nuleidžiant tuščią kabliuką.
Radialinis stūmoklinis variklis su ekscentriniu velenu. Kita radialinio stūmoklio variklio konstrukcija parodyta fig. 17.16 val. Toks variklis naudojamas Japonijos kompanijos MITSUBISHI gaminamuose kranuose. Hidraulinį variklį sudaro šios pagrindinės dalys: 18 - fiksuotas korpusas, ekscentrinis velenas, 26 besisukantis guoliuose 17 ir 22, tuščiaviduriai stūmokliai 37, teleskopiškai sujungti su cilindrais 40, skirstytuvas 15, dangtis 10, skirstytuvas ir dangčiai 39 .
Hidraulinės mašinos veikimo principas (17.16 pav.) yra toks: skystis įpurškiamas per skirstytuvo dangtelio 39, skirstytuvo 15, korpuso 18, dangtelio ir segmento 34 angas į erdvę, kurią riboja stūmoklis, cilindras ir Ekscentrinio veleno 26 ir segmento 34 sferiniai paviršiai. Šiuo atveju darbinio skysčio slėgis perduodamas tiesiai į ekscentrinio veleno sferinį paviršių. Dėl ekscentriškumo tarp guolio kakliukų išilginės ašies ir ekscentrinio veleno sferinio paviršiaus tangentinis jėgos komponentas, atsirandantis dėl darbinio skysčio slėgio, sukuria sukimo momentą veleno išilginės ašies atžvilgiu, įveikiant išorinę apkrovą. , o radialinis komponentas yra suvokiamas guoliais.
Variklio sukuriamo sukimo momento dydis priklauso nuo išorinės apkrovos ir yra ribojamas pagal hidraulinės sistemos apsauginio vožtuvo nustatymo slėgį.
Ryžiai. 17.16 val.Radialinio stūmoklio hidraulinio variklio su ekscentriniu velenu konstrukcija: 1 - ekscentrinis velenas; 2 - išleidimo kamštis; 3 - volelis; 4 - žiedas; 5 - plokštė; 6, 9, 12, 16, 19, 29, 30, 33, 34, 36, 38 - sandarinimo žiedas; 7 - varžtai; 8 - kaiščiai; 10 - skirstytuvo dangtis; 11 - spyruoklės; 13 – spyruoklinė centravimo įvorė; 14 - traukos žiedas; 15 - platintojas; 17, 22 - guoliai; 18 - kūnas; 20 - kaiščiai; 21 - varžtai; 23 - dangtelis; 24 - manžetė; 25 - ribojantis žiedas; 26 - ekscentrinis (kumštelio) velenas; 27 - žiedas; 28 - diskai; 31 - antifrikcinis žiedas; 32 - vadovas; 35 - spyruoklės; 37 - tuščiaviduriai stūmokliai; 39 - dangteliai; 40 - cilindrai; 41 - pusžiedžiai
Teisingas darbinio skysčio paskirstymas tarp penkių hidraulinio variklio stūmoklių grupių atliekamas naudojant skirstytuvą, suktą voleliu 3, prijungtą prie ekscentrinio veleno kaiščiais 1. Skirstytuvas yra tarp traukos žiedo 14 ir skirstytuvo plokštės 5. , kurių medžiagos suteikia reikiamus trynimo porų veikimo režimus. Korpuso, skirstytuvo plokštės ir skirstytuvo dangčio jungtinis centravimas atliekamas naudojant žiedą 4. Traukos žiedas prispaudžiamas prie skirstytuvo spyruoklėmis 11, o nuo sukimosi apsaugotas kaiščiais 8.
Norėdami centruoti spyruokles, skirstytuvo dangtelyje sumontuota įvorė 13.
Paskirstymo blokas yra pritvirtintas prie korpuso varžtais 7.
Cilindrų-stūmoklių grupių poslinkis iš darbinių padėčių ribojamas žiedu 38 ir pusžiedžiu 41. Dangtelyje centruojamas kaiščiais 20, žiedais 27, slystančiais ant diskų 28, pritvirtintais prie ekscentrinio veleno varžtais 21.
Stūmoklis ir cilindras yra prispaudžiami prie sferinių paviršių spyruoklėmis 3, o kreiptuvas 32 tarnauja kaip kryptis jų judėjimo metu.
Manžetė 24, sumontuota dangtelyje 23, užsandarina veleno išėjimo galą. žiedas 25 riboja manžetės ašinį poslinkį. Anga uždaroma kamščiu 2 skirta darbiniam skysčiui išleisti ir drenažo vamzdynui prijungti.
Šio tipo variklių veikimo principas nustatomas taip (17.17 pav.): per skirstytuvą, apie kurį buvo kalbama aukščiau, darbinis skystis, veikiamas slėgio iš siurblio, paeiliui tiekiamas iš vieno cilindro į kitą. Ant pav. 17.17 šiuo metu apatinių cilindrų stūmokliai, veikiami alyvos slėgio, juda link centro p , o viršutiniuose jie juda iš centro, stumdami alyvą per skirstytuvą į siurblį. Stūmoklį veikianti hidrostatinio slėgio jėga
kur yra siurblio hidrostatinis slėgis, MPa;
- stūmoklio plotas, mm 2.
Jėga perduoda slėgį į švaistiklius 2, kurie, veikdami ekscentrinį veleną, sukuria sukimo momentus
kur - švaistiklio stūmoklio slėgio jėgos N;
, – jėgų pečiai, m.
Veikiant momentui, ekscentrinis velenas sukasi, įveikdamas išorinės apkrovos pasipriešinimo jėgų momentą - apkrovos svorį, strėlės svorį, vėją, trintį, riedėjimą ir apdailą.
Ryžiai. 17.17 val. Radialinio stūmoklinio variklio su kumšteliu (ekscentrinis velenas) veikimo principas: 1 - stūmoklis; 2 - švaistiklis; 3 - ekscentrinis (kumštelio) velenas; 4 - kūnas
Ašiniai stūmokliniai varikliai. Ašiniai stūmokliniai hidrauliniai varikliai yra didelio greičio ir mažo sukimo momento. Kitaip tariant, galima teigti, kad ašiniai stūmokliniai varikliai neišvysto sukimo momentų, kurių pakaktų pakelti krovinį ir strėlę, sukti krano metalinę konstrukciją, be to, jų išėjimo veleno sukimosi greitis gerokai viršija krano mechanizmų darbinius, technologinius sukimosi greičius. . Šiuo tikslu pavarose su ašiniais stūmokliniais varikliais pateikiamos pavaros. Prisiminkite, kad pavarų dėžė yra mechanizmas, pagamintas krumpliaračių arba sliekinių pavarų pagrindu ir skirtas sumažinti kampinį greitį ir padidinti sukimo momentą. Kranų mechanizmuose naudojamos dviejų ir trijų pakopų pavarų dėžės su fiksuotomis ašimis (17.23 pav. ir 17.24 pav.) ir planetinės pavarų dėžės. Pastarosios plačiai naudojamos LIEBHERR ir NMF kranų gervėse.
Hidraulinis variklis (17.18 pav.) susideda iš šių pagrindinių dalių: veleno 1, korpuso 7, stūmoklių su švaistikliais 14, cilindrų bloko 9, skirstytuvo 10 ir dangčio 12.
Ryžiai. 17.18 val.Ašinio stūmoklio hidraulinio variklio konstrukcija: 1 - velenas; 2 - manžetė; 3, 6, 8, 11 15 - sandarinimo žiedai; 4 - radialinis guolis, 5 - kampinis kontaktinis guolis; 7 - korpusas, 9 - cilindrų blokas, 10 - skirstytuvas; 12 - dangtelis; 13 - stūmokliai; 14 - švaistikliai.
Hidraulinio variklio veikimo metu darbinis skystis per dangtelio angas ir skirstytuvo žiedinius griovelius pumpuojamas (absorbuojamas) į cilindrų bloką, todėl dėl stūmoklių judėjimo padidėja darbo kamerų tūris. Atsižvelgiant į tai, kad veleno ir cilindrų bloko ašys yra kampu , ašinis ir radialinis jėgos komponentas iš švaistiklio jų sąlyčio su velenu taške yra suvokiamas radialiniu 4 ir kampiniu kontaktu. 5 rutuliniai guoliai, o tangentinis komponentas sukuria sukimo momentą hidraulinio variklio veleno ašies atžvilgiu, įveikiant išorinę apkrovą.
Hidraulinio variklio sukuriamo sukimo momento dydis priklauso nuo išorinės apkrovos ir yra ribojamas slėgio, kuriam suprojektuotas hidraulinės sistemos apsauginis vožtuvas.
Apsauga nuo darbinio skysčio nutekėjimo iš hidraulinės mašinos atliekama naudojant manžetę 2 ir sandarinimo žiedus 3, 6, 8, 11 ir 15.
Panaši ašinio stūmoklinio variklio konstrukcija parodyta 17.19 pav.
Radialinio stūmoklio hidraulinio variklio veikimo principą galima pavaizduoti 17.20 pav. Alyva iš siurblio per slėgio įleidimo angą p siunčiamas į cilindrus, kurie juda aukštyn. esant spaudimui p stūmoklį pradeda veikti hidrostatinio slėgio jėga, lygi
kur yra hidrostatinio slėgio jėga, N;
- siurblio sukurtas darbinio skysčio slėgis cilindre, MPa;
- stūmoklio plotas, mm 2 ,
d - cilindro skersmuo, mm2.
Jėga nukreipta išilgai cilindro (17.20 pav.), kurio ašis į variklio veleno ašį pasvirusi kampu . Per stūmoklį jėga perduodama švaistikliui ir švaistiklio 3 sferinei galvutei (17.20 pav.), kuri yra diske 14 (17.19 pav.). Skaičiavimų patogumui slėgio jėgą galima padalyti į du komponentus - apskritiminę (tangentinę), kuri nukreipta statmenai disko spinduliui, ir ašinę, kuri nukreipta lygiagrečiai disko ašiai:
rajono pajėgos
ašinė jėga
kur yra bloko pasvirimo kampas, laipsnis.
Ryžiai. 17.19 val. Kampinio bloko ašinis stūmoklinis hidraulinis variklis:
1 velenas; 2 - sandariklis; 3 - sferinė galva; 4 - švaistiklis; 5 – stūmoklio sijonas; 6 - vyriai; 7 – cilindrų blokas; 8 - smaigalys; 9 - dangtelis; 10, 11 - langas; 12 - spyruoklė; 13 - stūmoklis; 14 - diskas
Ryžiai. 17.20 val.Ašinio stūmoklio hidraulinio variklio veikimo principas
Būtent veikiant diską veikiančiai jėgai, kai į stūmoklį tiekiama alyva, veikia sukimo momentas, užtikrinantis disko ir pavaros veleno sukimąsi veikiant vienam stūmokliui.
kur h – jėgos ranka, m; - stūmoklių galvučių spindulys.
– dabartinis šio švaistiklio sukimosi kampas, laipsnis.
Šio tipo hidraulinio variklio veikimo ciklo metu jo stūmoklis sukuria vidutinę sukimo momento vertę, kuri apskaičiuojama pagal formulę, panašią į (17.11), N∙m
kur p - alyvos slėgis (slėgio kritimas), tiekiamas per paskirstymo vožtuvą (ritę) iš nosies, MPa;
– hidraulinio variklio darbinis tūris;
– variklio stūmoklių skaičius;
- hidraulinio variklio stūmoklio plotas, mm 2;
d – variklio stūmoklio skersmuo, mm;
- stūmoklio eiga, nustatoma panašiai kaip pav. 17.3.
Siurblio padavimo greitis ir ašinio stūmoklinio hidraulinio variklio darbinis tūris lemia pastarojo veleno sukimosi greitį pagal formulę (17.13) aps./min.
Ašinių stūmoklinių variklių darbinis tūris yra dešimt kartų mažesnis nei radialinių stūmoklinių variklių darbinis tūris. Tai pagal (17.18) - (17.20) formules paaiškina ašinių stūmoklinių hidraulinių mašinų nedidelį momentą ir didelį greitį bei naudojimo poreikį pavarų dėžėse.
Jūrų hidraulinėje pavaroje plačiai paplitę ašiniai stūmokliniai hidrauliniai varikliai su pasvirusiu disku.
Ryžiai. 17.21 val.Ašinio stūmoklio plovimo plokštės hidraulinis variklis:1 velenas; 2, 8 - dangteliai; 3 - pasviręs diskas; 4 - korpusas; 5 - cilindrų blokas; 6 – cilindrų bloko galinis paviršius; 7 - hidraulinis skirstytuvas; 9 - langas; 10 - spyruoklė; 11 - stūmoklis; 12 - plyšinė jungtis; 13 - batas; 14 - lopšys; 14 - diskas
Jų veikimo principas panašus į variklio su pasvirusiu bloku veikimą, kur vietoj bloko pasvirimo kampo , taikomas disko pasvirimo kampas ir naudojamos tos pačios priklausomybės (17.14)-(17.18) ir (17.18)-(17.20).
Ryžiai. 17.22 val.Swashplate ašinio stūmoklio hidraulinio variklio veikimo principas
Ant pav. 17.23 parodyta laivo krano krovininė gervė su ašiniu stūmokliniu varikliu. Iš hidraulinio variklio 1 judesys per veleną 3 perduodamas į dviejų pakopų pavarų dėžę, kurios greitaeigėje pakopoje yra krumpliaračio velenas 4 ir ratas 11, o mažo greičio pakopa apima krumpliaračio veleną 12. ir ratas su vidine pavara 13, įspaustas į būgną. Krumpliaračiai ir guoliai veikia alyvoje, kurios lygis reguliuojamas kamščiu 10. Įprastai uždarytas stabdys 5 atleidžiamas naudojant hidraulinį cilindrą 6.
Įjungus variklį 1, stabdys atleidžiamas, tam darbinis skystis kanalais 8 teka iš hidraulinės sistemos į kairę hidraulinio cilindro 6 pusę ir perkelia jo stūmoklį į dešinę. Stabdžio 9 uždarymo spyruoklė bus suspausta ir atlaisvins savo stabdžių diskų diskus, ko pasekoje stabdys atsidaro. Išjungus hidraulinį variklį, darbinis skystis nustoja tiekti į stabdžių cilindrą 6, slėgis stūmoklyje nutrūksta ir stabdžių spyruoklė vėl suspaudžia stabdžių diskus. Spyruoklės suspaudimo jėga (taigi ir stabdymo momentas) reguliuojama varžtu 7, kuris per poveržlę veikia spyruoklę 9.
Sukimo momentas T variklio sukurtas (žr. 7.18 formulę) pavaros reduktoriaus pagalba padidėja, o tada momentas ant būgno 14 (17.23 pav.) taps lygus
kur yra pavarų dėžės perdavimo skaičius, , yra didelės spartos pakopoje nuo 4 pavaros iki 11 rato pavaros santykis, yra mažo greičio pakopos, nuo 12 pavaros iki 13 rato, perdavimo santykis.
Ryžiai. 17.23 val.Krovininė gervė su ašiniu stūmokliniu hidrauliniu varikliu:
1 - hidraulinis variklis, 2 - pleištas; 3 - velenas; 4, - greitaeigės pakopos krumpliaračio velenas; 5 - diskinis stabdys; 6 - hidraulinis cilindras; 7 - reguliavimo varžtas; 8 - kanalas; 9 - spyruoklė; 10 - kamštiena; 11 - greitaeigės pakopos krumpliaratis; 12 – mažo greičio pakopos krumpliaračio velenas; 13 - mažo greičio pakopos krumpliaratis; 14 - būgnas; 15 - kūnas.
Kabelio būgno sukimosi dažnis perduodant judesį iš hidraulinio variklio 1 per pavarų dėžę į būgną
kur yra hidraulinio variklio veleno sukimosi dažnis (formulė (17.20).
Ryžiai. 17.24 val.Krovinio gervės kinematinė schema, parodyta fig. 17.16 (pavadinimai atitinka 17.16 pav., čia 16 yra mova)
Tipiški ašinių stūmoklinių variklių gedimai pagal jų pasireiškimo dažnį pasiskirsto taip:
Stūmoklių ir cilindrų bloko susidėvėjimas, susijęs su dideliu darbinio skysčio užteršimu;
Korpuso gedimas;
Plombų gedimas;
Riedėjimo guolių sunaikinimas ir susidėvėjimas;
Stūmoklio strypų lūžimas, dėl kurio staigiai pasikeičia sukimosi greitis ir sukimo momentas, pastebimas trūkčiojantis judėjimas;
Cilindrų bloko sunaikinimas.
