Питання для самоперевірки

1. Приведіть приклади застосування гідроприводів із силовими і моментовими циліндрами в гірській техніці.

2. Проаналізуйте роботу гідравлічного кріплення і їхніх насосних станцій. Перелічить особливості цього гідроприводу.

3. Приведіть приклади застосування гідроприводів з гідромоторами в гірській техніці і проаналізуйте роботу гідравлічних схем.

4. Перелічить достоїнства і недоліки гідроприводів із дросельним і об'ємним регулюванням.

5. Якими достоїнствами і недоліками володіють схеми з дросельним регулюванням при установці дроселя послідовно і паралельно з гідродвигуном?

6. Приведіть механічні характеристики гідроприводу при дросельному регулюванні і визначить діапазон економічного регулювання.

7. Приведіть механічні характеристики гідроприводу при об'ємному регулюванні.

8. Побудуйте моменту характеристику асинхронного трифазного двигуна з короткозамкнутим ротором, приведену до валу гідромотора, при об'ємному регулюванні гідроприводу (при К_м = 2).

9. Дайте визначення робочого, умовного і спробного тисків. На який тиск набудовується запобіжний клапан?

10. Виходячи з яких умов вибирають труби гідромагістралі?

11. У яких схемах рекомендується застосовувати шестеренні, пластинчасті, поршневі насоси і гідромотори?

12. Які робочі рідини застосовуються в об'ємних гідроприводах?

Тема 14. Гідродинамічні передачі

Призначення й галузь застосування гідродинамічних передач. Принципова схема гідродинамічної передачі. Гідромуфта і гідротрансформатор. Їхні достоїнства і недоліки.

Основи теорії гідродинамічних передач: кінематика потоку в робочих колесах, рівняння моментів і напорів, закони подоби.

Гідромуфти. Пристрій, класифікація, баланс енергії потоку в робочій порожнині. Механічні характеристики гідромуфт. Регулювання гідромуфт. Способи згладжування штучних механічних характеристик. Регульовані і нерегульовані гідромуфти. Їхні основні елементи конструкцій і особливості роботи.

Спільна робота гідромуфти з приводним двигуном. Методика підбору гідромуфт.

Гідротрансформатори. Пристрій і класифікація. Конструктивні відмінності від гідромуфт. Баланс енергії потоку в робочій порожнині. Зовнішні механічні характеристики. Регулювання гідротрансформаторів.

Комплексні гідротрансформатори.

Література: [2], 4—14, 26—42, 49—67, 70—100, 105—108, 123—133, 161 — 162, 255; [8], 31—37, 102—105, 109—113, 123—162 171 — 186. 202—244; [9], 311—321; [10], 307—348; [12], 296—323; [15]. 324—326, 372—394.

Методичні вказівки

Гідродинамічні передачі служать для передачі тільки моменту. Принципову схему гідродинамічної передачі можна представити як сукупність двох спільно працюючих турбомашин: насоса, що створює напір за рахунок енергії приводного двигуна, і турбіни, що перетворить напір, створюваний насосом, у механічну енергію. На прикладі принципової схеми необхідно розібратися загалом і відмінностях між гідромуфтою і гідротрансформатором і вказати галузь їхнього застосування.

При вивченні теорії гідродинамічних передач можна обмежитися тільки струминною теорією. Кінематику потоку найкраще розглядати на прикладі найбільш розповсюджених коліс: відцентрового (у насоса) і доцентрового (у турбіни). При висновку рівняння моментів варто звернути увагу на те, що головний момент зовнішніх сил, прикладених до колеса, дорівнює головному моменту кількості руху масової витрати рідини (секундної маси), що протікає через колесо, а не всієї маси рідини, як це звичайно вказується в літературних джерелах.

Крім рівняння моментів необхідно уміти вивести турбінне рівняння Ейлера і на їхній основі установити закони подоби (пропорційності) турбомашин, а також витлумачити фізичний зміст отриманих аналітичних залежностей.

Вивчення гідромуфт варто починати з найбільш загальних питань, властивих усім гідромуфтам: баланс енергії потоку в робочій порожнині, зміна витрати в робочій порожнині зі зміною ковзання, поняття про поминальний момент.

Механічні характеристики гідромуфт служать для оцінки їхньої енергетичної й експлуатаційної якостей. Тому це питання заслуговує на особливу увагу. Необхідно розібратися з зовнішніми, універсальними і приведеними (безрозмірними) характеристиками; знати, як вони виходять і вміти пояснити характер зміни кривих.

Усі способи регулювання гідромуфт можна розбити на двох груп:

а) зміною ступеня заповнення робочої порожнини рідиною;

б) впливом на потік у робочій порожнині. Необхідно розглянути всі способи регулювання на конкретних конструкціях гідромуфт, простежити, як змінюються механічні характеристики при регулюванні, і дати цьому пояснення на базі загальної теорії гідродинамічних передач. Особливо варто приділити увага причинам виникнення немонотонних ділянок зміни моментів з ковзанням і розривів на механічних характеристиках, а також способам їхнього вирівнювання, тому що на немонотонних ділянках можуть виникнути хитливі режими.

Вивчаючи конструкції нерегульованих гідромуфт, варто приділити особлива увага широка розповсюдженим у гірській практиці гідромуфтам с. внутрішнім самовипорожнення. Необхідно пам'ятати, що вони бувають із симетричними і несиметричними колісьми і мають різну галузь застосування. Треба добре розібратися з процесом, що протікає в гідромуфті при її самовипорожненні, і зв’язати його з моментною характеристикою.

При вивченні конструкцій усіх гідромуфт необхідно приділити увага питанням їхнього охолодження і способам теплового захисту.

Розглядаючи спільну роботу гідромуфти з приводним двигуном, як і в об'ємному гідроприводі, досить обмежитися прикладом трифазного асинхронного двигуна з короткозамкнутим ротором. При цьому необхідно привести моменту характеристику електродвигуна до відомого вала гідромуфти, користаючись законами подоби. Приведену характеристику варто зіставити з приведеною і порівняти умови роботи електродвигуна з гідромуфтою і без її.

На базі цього аналізу необхідно розібратися з методикою розрахунку і вибору гідромуфт як по рівняннях, так і номограмам.

При вивченні гідротрансформаторів необхідно насамперед звернути увагу на принципові і конструктивні їхні відмінності від гідромуфт. Тому що гідротрансформатори в гірській практиці зустрічаються порівняно рідко, то досить обмежитися вивченням самих загальних питань. Так, із усіх механічних характеристик досить розібратися тільки з зовнішніми, звернувши увагу на те, що вони бувають прозорими і непрозорими. При розгляді питання регулювання досить обмежитися перерахуванням способів і проаналізувати при цьому зміна моментних характеристик.

Варто приділити увага також комплексним гідротрансформаторам, що можуть працювати то в режимі гідротрансформатора, то в режимі гідромуфти. При цьому за допомогою механічних характеристик треба показати достоїнство таких гідропередач і відзначити їхні недоліки.