Статья

Наименование	Разработка конструкции аксиальной гидромашины с зубчато-торцевым вытеснителем
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Недропользование
Год	2025	Выпуск	81	Страницы	5 - 18
УДК	30.123			EDN	EUEQLM
Аннотация	Рассмотрена проблема состояния и перспективы применения объемных поршневых гидромашин (ГМ) в тяжелых отраслях промышленности. Показана необходимость перехода к гибридным безредукторным приводам с использованием низкооборотных высокомоментных ГМ поршневого типа. Проанализированы достоинства и недостатки радиальных и аксиальных поршневых ГМ и намечены направления их совершенствования. Сформулированы требования, которым должны удовлетворять конструкции объемных ГМ. Целью работы являлось создание нового типа аксиально-поршневых ГМ многократного действия с широким диапазоном частот вращения и низкими габаритно-массовыми показателями. В результате разработана объемная аксиальная высокомоментная низкооборотная ГМ нового поколения, реверсивная, обратимая и многократного действия, ее главная отличительная особенность — принципиально новая конструкция вытеснителя, выполненного в виде диска с торцевыми зубьями, совершающего возвратно-поступательное и вращательное движение на валу. Предложена методика расчета ГМ, которая может быть запрограммирована в пакетах Mathlab и MathСad. У новой ГМ за один оборот вала происходит несколько циклов работы вытеснителя (до 50 и более), что дает высокое значение крутящих моментов (до 10 кН и более) и частоту вращения от 0,01 до 2..5 Гц при номинальном рабочем давлении 25…32 МПа. ГМ позволяет осуществить прямое соединение двигателя с исполнительным органом по прогрессивной гибридной схеме без громоздких и малонадежных редукторов и длинных валов. ГМ в схеме «статор — колесо» наиболее соответствует применению в тяжелой технике, особенно для горной промышленности при подземной (комбайны, лебедки, конвейеры и др.) и открытой (экскаваторы, бульдозеры, трейлеры, грузовики) разработке сырьевых ресурсов.
Реферат	Цель исследования — создание нового типа аксиально-поршневых ГМ многократного действия с широким диапазоном частот вращения и низкими габаритно-массовыми показателями. Объект — аксиально-поршневые гидромашины для тяжелой техники горной промышленности. Предмет исследований — особенности конструирования и работы высокомоментных низкооборотных аксиально-поршневых гидромашин. Методика и основная идея работы: разработка новой конструкции на основе анализа достоинств и недостатков радиальных и аксиальных поршневых гидромашин, выявления направлений их совершенствования и обоснование требований, которым должны удовлетворять их конструкции. В основу работы положена основная идея — кардинальное изменение особенности работы и конструктивных параметров вытеснителя как главного элемента исполнительного органа гидромашины. Результаты. Разработана объемная аксиальная высокомоментная низкооборотная ГМ нового поколения, она является реверсивной, обратимой и многократного действия, главная отличительная особенность — принципиально новая конструкция вытеснителя, выполненного в виде диска с лучевыми торцевыми зубьями, совершающего возвратно-поступательное и вращательное движение на валу. Важное преимущество новой ГМ — вытеснитель является единственным подвижным элементом в ГМ, что резко упрощает ее конструкцию, делает ее надежной и долговечной. Научная новизна. Впервые разработана гидромашина с принципиально новым вытеснителем в виде диска с торцевыми зубьями лучевого типа, позволяющего осуществить коренное изменение конструкции гидромоторов, позволяя получить высокое значение крутящих моментов (до 10 кН и более) и работать с частотой вращения от 0,01 до 2..5 Гц при номинальном рабочем давлении 25…32 МПа. Это открывает перспективу решения проблемы гибридных безредукторных приводов стационарных и подвижных машин в тяжелых отраслях промышленности. Практическая значимость. Технические параметры разработанной гидромашины за счет малых габаритных размеров и большой мощности на единицу массы позволяют осуществить прямое соединение двигателя с исполнительным органом по прогрессивной гибридной схеме, отказаться от громоздких и малонадежных редукторов и длинных валов, широко использовать схемы «статор — колесо», допуская применение при эксплуатации негорючих водосодержащих (огнестойких) рабочих жидкостей. Эти технические преимущества гидромашины нового технического уровня позволят произвести перевооружение тяжелых отраслей промышленности, в первую очередь горной, за счет перехода к безредукторным гибридным схемам и обеспечить достижение качественно нового уровня развития техники. Новая гидромашина рассчитана на широкую область промышленного применения, начиная от стационарных установок вплоть до транспортных машин с безредукторными приводами, в том числе в гусеничных тракторах, экскаваторах, карьерных автосамосвалах и др.
Ключевые слова	аксиальная гидромашина, вытеснитель, крутящий момент, частота вращения, статор-колесо, гибридный привод, конструкция, расчеты, параметры.
Финансирование
Полный текст