Në transmetimet hidrostatike të ndryshueshme vazhdimisht, çift rrotullues dhe fuqia nga lidhja drejtuese (pompë) në lidhjen e drejtuar (motori hidraulik) transmetohet nga lëngu përmes tubacioneve. Fuqia N, kW, e rrjedhës së lëngut përcaktohet nga produkti i kokës H, m, nga shkalla e rrjedhës Q, m3 / s:
N = HQpg / 1000,
ku p është dendësia e lëngut.
Transmetimet hidrostatike nuk kanë automatizëm të brendshëm; kërkohet një ACS për të ndryshuar raportin e ingranazheve. Sidoqoftë, transmetimi hidrostatik nuk kërkon një mekanizëm përmbysës. Udhëtimi i kundërt arrihet duke ndryshuar lidhjen e pompës me linjat e shkarkimit dhe kthimit, gjë që bën që boshti i motorit të rrotullohet në drejtim të kundërt. Me një pompë me shpejtësi të ndryshueshme, nuk kërkohet tufë fillestare.
Transmetimet hidrostatike (si dhe transmetimet e energjisë), në krahasim me ato fërkuese dhe hidrodinamike, kanë mundësi shumë më të gjera të paraqitjes. Ato mund të jenë pjesë e një transmetimi të kombinuar hidromekanik në seri ose lidhje paralele me një kuti ingranazhesh mekanike. Për më tepër, ato mund të jenë pjesë e një transmetimi të kombinuar hidromekanik kur motori hidraulik është instaluar para ingranazhit kryesor - fig. a (boshti i drejtimit me ingranazhin kryesor, diferencial, gjysmë -boshtet ruhet) ose motorët hidraulikë janë instaluar në dy ose të gjitha rrotat - fig. a (ato plotësohen me kuti ingranazhesh që kryejnë funksionet e ingranazhit kryesor). Në çdo rast, sistemi hidraulik është i mbyllur dhe një pompë ngarkimi përfshihet në të për të ruajtur presionin e tepërt në vijën e kthimit. Për shkak të humbjeve të energjisë në tubacione, zakonisht konsiderohet e përshtatshme të përdoret një transmetim hidrostatik me një distancë maksimale midis pompës dhe motorit hidraulik prej 15 ... 20 m.
Oriz. Skemat e transmetimit për automjetet me transmetime hidrostatike ose elektrike:
a - kur përdorni rrota motorike; b - kur përdorni një bosht lëvizës; H - pompë; GM - motor hidraulik; Г - gjenerator; EM - motor elektrik
Aktualisht, transmetimet hidrostatike përdoren në automjete të vogla amfibë, për shembull "Jigger" dhe "Mule", në automjete me gjysmërimorkio aktive, në seri të vogla kamionësh të rëndë (GVW deri në 50 tonë) dhe në autobusë eksperimentalë të qytetit.
Përdorimi i përhapur i transmetimeve hidrostatike është i kufizuar kryesisht nga kostoja e tyre e lartë dhe efikasiteti i pamjaftueshëm i lartë (rreth 80 ... 85%).
Oriz. Skemat hidromakine të një makine hidraulike vëllimore:
a - pistoni radial; b - pistoni aksial; e - ekscentriciteti; y - bllokoni këndin e pjerrësisë
Nga e gjithë larmia e makinave hidraulike vëllimore: vida, ingranazhe, teh (korsi), pistoni - për transmetimet hidrostatike të automobilave, kryesisht përdoren makina hidraulike me pistoni radial (Fig. A) dhe pistoni aksial (Fig. B). Ato lejojnë përdorimin e presionit të lartë të punës (40 ... 50 MPa) dhe mund të rregullohen. Ndryshimi në furnizimin (shkalla e rrjedhës) së lëngut sigurohet për makinat hidraulike të pistonit radial duke ndryshuar ekscentricitetin e, për pistonin axial - këndin y.
Humbjet në makinat hidraulike vëllimore ndahen në vëllimore (rrjedhje) dhe mekanike, këto të fundit përfshijnë humbjet hidraulike. Humbjet në tubacion ndahen në humbje të fërkimit (ato janë proporcionale me gjatësinë e tubacionit dhe katrorin e shpejtësisë së lëngut në rrjedhën e trazuar) dhe lokale (zgjerimi, tkurrja, kthesa e rrjedhës).
Transmetimet hidrostatike, të bëra sipas një qarku të mbyllur hidraulik, përdoren gjerësisht në makinat e veçanta të makinave. Në thelb, këto janë makina në të cilat lëvizja është një nga funksionet kryesore, për shembull, ngarkuesit e përparmë, buldozerët, ngarkuesit e shpinës, kombinatet bujqësore,
përcjellësit dhe vjelësit e pyjeve.
Në sistemet hidraulike të makinave të tilla, rregullimi i rrjedhës së lëngut të punës kryhet në një gamë të gjerë si nga pompa ashtu edhe nga motori hidraulik. Qarqet hidraulike të mbyllura shpesh përdoren për të drejtuar trupat e punës me lëvizje rrotulluese: përzierës betoni, platforma shpimi, çikrikë, etj.
Le të shqyrtojmë një qark tipik strukturor hidraulik të makinës dhe të zgjedhim konturin e transmetimit hidrostatik të goditjes në të. Ekzistojnë shumë modele të transmetimeve hidrostatike të mbyllura në të cilat sistemi hidraulik përfshin një pompë zhvendosjeje të ndryshueshme, zakonisht një pllakë shpëlarëse dhe një motor hidraulik të rregullueshëm.
Motorët hidraulikë përdoren kryesisht pistoni radial ose pistoni aksial me një bllok cilindri të prirur. Në pajisjet me madhësi të vogël, shpesh përdoren motorë hidraulikë me pistoni aksial me një pllakë me një vëllim pune të vazhdueshëm dhe makina hidraulike gerotore.
Zhvendosja e pompës kontrollohet nga një sistem pilot proporcional hidraulik ose elektro-hidraulik ose kontroll servo i drejtpërdrejtë. Për të ndryshuar automatikisht parametrat e motorit hidraulik në varësi të veprimit të ngarkesës së jashtme në kontrollin e pompës
përdoren rregullatorët.
Për shembull, rregullatori i energjisë në transmetimet hidrostatike të udhëtimit lejon që makina të ngadalësohet pa ndërhyrjen e operatorit nëse ka një rezistencë në rritje ndaj lëvizjes, dhe madje ta ndalojë atë plotësisht pa e lënë motorin të ngecë.
Rregullatori i presionit siguron një çift rrotullues konstant të trupit të punës në të gjitha mënyrat e funksionimit (për shembull, forca e prerjes së një mulli rrotullues, gropë, prestar shpimi, etj.). Në çdo kaskadë të kontrollit të pompës dhe motorit hidraulik, presioni i pilotit nuk kalon 2.0-3.0 MPa (20-30 bar).
Oriz. 1. Skema tipike e transmetimit hidrostatik të pajisjeve speciale
Ne fig 1 tregon një paraqitje të zakonshme të një transmetimi hidrostatik të një udhëtimi me makinë. Sistemi hidraulik pilot (sistemi i kontrollit të pompës) përfshin një valvul proporcional të kontrolluar nga pedali i gazit. Në fakt, është një valvul zvogëlimi i presionit i operuar mekanikisht.
Mundësohet nga një pompë ndihmëse për sistemin e rimbushjes së rrjedhjeve (make-up). Në varësi të shkallës së shtypjes së pedalës, valvula proporcionale rregullon sasinë e rrjedhës së pilotit që hyn në cilindër (në modelin e vërtetë - kumarxhi) për të kontrolluar prirjen e rondele.
Presioni i kontrollit tejkalon rezistencën e pranverës së cilindrit dhe rrotullon rondele, duke ndryshuar zhvendosjen e pompës. Kështu, operatori ndryshon shpejtësinë e makinës. Përmbysja e rrjedhës së energjisë në sistemin hidraulik, d.m.th. ndryshimi i drejtimit të lëvizjes së makinës kryhet nga solenoidi "A".
Solenoidi "B" kontrollon rregullatorin e motorit hidraulik, i cili përcakton zhvendosjen e tij maksimale ose minimale. Në mënyrën e transportit të lëvizjes së makinës, vendoset vëllimi minimal i punës i motorit hidraulik, për shkak të të cilit zhvillon frekuencën maksimale të rrotullimit të boshtit.
Gjatë ekzekutimit të operacioneve teknologjike të energjisë nga makina, vendoset vëllimi maksimal i punës i motorit hidraulik. Në këtë rast, ai zhvillon çift rrotullues maksimal me shpejtësinë minimale të boshtit.
Me arritjen e nivelit maksimal të presionit në qarkun e energjisë prej 28.5 MPa, kaskada e kontrollit automatikisht do të zvogëlojë këndin e pjerrësisë së rondele në 0 ° dhe do të mbrojë pompën dhe të gjithë sistemin hidraulik nga mbingarkesa. Shumë makina të lëvizshme me transmetim hidrostatik kanë kërkesa të rrepta.
Ata duhet të kenë një shpejtësi të madhe (deri në 40 km / orë) në mënyrën e transportit dhe të kapërcejnë forcat e mëdha të rezistencës kur kryejnë operacione teknologjike të fuqisë, d.m.th. zhvillojnë fuqinë maksimale tërheqëse. Shembujt përfshijnë ngarkues me rrota, makina bujqësore dhe pyjore.
Transmetimet hidrostatike të udhëtimit të këtyre makinave përdorin motorë hidraulikë të ndryshueshëm të pjerrësisë. Si rregull, kjo rregullore është stafetë, d.m.th. siguron dy pozicione: zhvendosjen maksimale ose minimale të motorit hidraulik.
Sidoqoftë, ka transmetime hidrostatike që kërkojnë kontroll proporcional të zhvendosjes së motorit hidraulik. Në zhvendosjen maksimale, çift rrotullues gjenerohet në presion të lartë hidraulik.
Oriz. 2. Skema e veprimit të forcave në motorin hidraulik në vëllimin maksimal të punës
Ne fig 2 tregon një diagram të veprimit të forcave në motorin hidraulik në vëllimin maksimal të punës. Forca hidraulike Fg zbërthehet në boshtore Fо dhe radiale Fр. Forca radiale Fр krijon një çift rrotullues.
Prandaj, sa më i madh të jetë këndi α (këndi i pjerrësisë i bllokut të cilindrit), aq më e lartë është forca Fр (çift rrotullues). Supi i forcës Fр, i barabartë me distancën nga boshti i rrotullimit të boshtit në pikën e kontaktit të pistonit në kafazin e motorit hidraulik, mbetet konstant.
Oriz. 3. Skema e veprimit të forcave në motorin hidraulik kur lëviz në vëllimin minimal të punës
Kur këndi i pjerrësisë i bllokut të cilindrit zvogëlohet (këndi α), d.m.th. vëllimi i punës i motorit hidraulik tenton në vlerën e tij minimale, forcën Fр, dhe, rrjedhimisht, çift rrotullimi në boshtin e motorit hidraulik gjithashtu zvogëlohet. Skema e veprimit të forcave në këtë rast është treguar në Fig. 3
Natyra e ndryshimit të çift rrotullues është qartë e dukshme nga krahasimi i diagrameve vektoriale për secilin kënd të pjerrësisë së bllokut të cilindrave të motorit hidraulik. Një kontroll i tillë i vëllimit të punës të motorit hidraulik përdoret gjerësisht në disqet hidraulike të makinave dhe pajisjeve të ndryshme.
Oriz. 4. Skema e kontrollit tipik të motorit hidraulik të çikrikut të fuqisë
Ne fig 4 tregon një diagram të një kontrolli tipik të një motori hidraulik të çikrikut të fuqisë. Këtu, kanalet A dhe B janë portat e punës të motorit hidraulik.
Në varësi të drejtimit të lëvizjes së rrjedhës së fuqisë së lëngut të punës, rrotullimi i drejtpërdrejtë ose i kundërt sigurohet në to. Në pozicionin e treguar, motori ka zhvendosjen e tij maksimale. Vëllimi i punës i motorit hidraulik ndryshon kur një sinjal kontrolli furnizohet në portën e tij X.
Rrjedha pilot e lëngut të punës, duke kaluar nëpër valvulën e kontrollit, vepron në kumarxhin e zhvendosjes së bllokut të cilindrit, i cili, duke u kthyer me shpejtësi të madhe, ndryshon shpejt vlerën e vëllimit të punës të motorit hidraulik.
Oriz. 5. Karakteristikë e kontrollit hidraulik të motorit
Grafiku në Fig. 5 tregon karakteristikën e kontrollit të motorit hidraulik, ai ka një funksion të kundërt linear. Shpesh në makina komplekse, qarqe hidraulike të veçanta përdoren për të drejtuar pjesët e punës.
Në të njëjtën kohë, disa prej tyre janë bërë sipas një skeme të hapur hidraulike, ndërsa të tjerët kërkojnë përdorimin e transmetimeve hidrostatike. Një shembull është një ekskavator me lopatë me rrotullim të plotë. Në të, rrotullimi i rrotullës dhe lëvizja e makinës sigurohen nga motorët hidraulikë me
grup valvulash.
Strukturisht, kutia e valvulave është instaluar drejtpërdrejt në motorin hidraulik. Furnizimi me energji i qarkut të transmetimit hidrostatik nga një pompë hidraulike që vepron në një qark të hapur hidraulik kryhet duke përdorur një valvul hidraulik.
Oriz. 6. Skema e një qarku transmetimi hidrostatik të ushqyer nga një sistem i hapur hidraulik
Ai furnizon rrjedhën e energjisë së lëngut të punës në qarkun e transmetimit hidrostatik në drejtimin përpara ose të kundërt. Një diagram i një qarku të tillë hidraulik është treguar në Fig. 6.
Këtu, ndryshimi në vëllimin e punës të motorit hidraulik kryhet nga një kumarxhi i kontrolluar nga një bobinë pilot. Spiralja pilot mund të veprohet ose nga një sinjal kontrolli i jashtëm i transmetuar përmes kanalit X ose një sinjal kontrolli të brendshëm nga valvula përzgjedhëse OR.
Sapo rrjedha e energjisë e lëngut të punës furnizohet në vijën e presionit të qarkut hidraulik, valvula përzgjedhëse "OR" hap qasjen në sinjalin e kontrollit deri në fund të bobinës së pilotit dhe, duke hapur dritaret e punës, drejton një pjesë e lëngut në kumarxhin e bllokut të cilindrit.
Në varësi të presionit në vijën e shkarkimit, zhvendosja e motorit hidraulik ndryshon nga pozicioni normal drejt uljes së tij (shpejtësi e madhe / çift rrotullues i ulët) ose rritje (shpejtësi e ulët / çift rrotullues i lartë). Në këtë mënyrë, kontrolli kryhet
lëvizje.
Nëse bobina e valvulës së energjisë lëviz në pozicionin e kundërt, drejtimi i rrjedhës së energjisë do të ndryshojë. Valvula përzgjedhëse OR do të lëvizë në një pozicion tjetër dhe do të dërgojë një sinjal kontrolli në bobinën e pilotit nga një linjë e ndryshme në qarkun hidraulik. Rregullimi i motorit hidraulik do të kryhet në të njëjtën mënyrë.
Përveç komponentëve të kontrollit, ky qark hidraulik përmban dy valvola të kombinuara (anti-kavitacion dhe anti-goditje), të rregulluara për një presion maksimal prej 28.0 MPa, dhe një sistem ventilimi për lëngun e punës, i projektuar për ftohjen e tij të detyruar.
Artikulli merret me zhvillimin e transmetimit të buldozerëve zvarritës të klasës së futjes 10 ... 15 t në një vemje.
Së pari, pak histori. Vetë koncepti i "buldozerit" u shfaq në fund të shekullit të 19 -të. dhe nënkuptonte një forcë të fuqishme që kapërcen çdo barrierë. Ky koncept filloi t'i atribuohet traktorëve të gjurmuar në vitet 1930, duke karakterizuar në mënyrë figurative fuqinë e një automjeti të gjurmuar me një mburojë metalike të fiksuar përpara, duke lëvizur tokën. Si bazë, një traktor bujqësor u përdor fillimisht me tiparin kryesor - një udhë vemje, duke siguruar tërheqje maksimale me tokën. Një vemje përkufizohet si një hekurudhë e pafund. Shkencëtarët rusë kishin të bënin me shpikjen e tij, si me të gjitha zbulimet kryesore themelore. Një nga patentat e para u regjistrua në Rusi rreth vitit 1885.
Një nga karakteristikat e shiritit të vemjeve është aftësia për t'u kthyer duke çaktivizuar njërën prej gjurmëve, ose duke e bllokuar atë, ose duke e kthyer atë në një kundërsulm. Ne fig 1 tregon një skemë tipike të një transmetimi mekanik, i cili u përdor në buldozerët e parë zvarritës dhe është ende në përdorim sot.
Përparësitë e kësaj skeme
- thjeshtësia e dizajnit të njësisë, efikasiteti më shumë se 95%, me kosto të ulët dhe kohë minimale të shpenzuar për riparime. |
 |
Gjatë periudhës së rritjes së shpejtë të ekonomisë botërore në 1955-1965. dhe zhvillimin e teknologjive të përpunimit dhe industrisë kimike paralelisht, disa prodhues të buldozerëve zvarritës kanë aplikuar transmetimin hidromekanik (HMT). Ajo u ndërtua në bazë të një konvertuesi të çift rrotullues (GTR), i cili deri në atë kohë ishte përhapur në lokomotivat me naftë. HMT në buldozerë ishte në kërkesë kryesisht në klasën e rëndë: më shumë se 15 ton shtytje dhe karakterizohet nga aftësia për të marrë momentin maksimal me shpejtësi zero, domethënë me ngjitjen maksimale të vemës në tokë dhe maksimumin rezistenca e masës së tokës në lëvizje. Pengesa e vetme dhe kritike, përveç kompleksitetit teknologjik, mbetën humbje të larta mekanike - 20 ... 25% për një GTE me një fazë, e cila përdoret në shumicën dërrmuese në buldozerët zvarritës duke përdorur HMT. Diagrami i transmetimit hidromekanik është treguar në Fig. 2
Përparësitë e kësaj skeme- tërheqja maksimale e mundshme në binarë, kontroll më i thjeshtë në krahasim me një transmetim mekanik, lidhje elastike midis motorit dhe shiritit.
Nevoja për të përdorur kuti ingranazhesh të shtrenjta planetare dhe ngasje përfundimtare është shkaktuar nga transmetimi i një çift rrotullues më të lartë sesa në një transmetim manual - deri në dy herë. Skema GMT aktualisht përdoret nga prodhuesit kryesorë të buldozerëve zvarritës Komatsu dhe Caterpillar. Vetëm Fabrika e Traktorit Chelyabinsk siguron një pjesë të konsiderueshme të transmetimeve mekanike, duke prodhuar një kopje pothuajse të pandryshuar të Caterpillar të viteve 1960 për më shumë se 50 vjet.
Hapi tjetër teknologjik në zhvillimin e transmetimit të buldozerit zvarritës ishte përdorimi i skemës "pompë hidraulike (HP) - motor hidraulik (GM)" nën termin e përgjithshëm "transmetimi hidrostatik" (GST). Fillimi i përdorimit të gjerë të GN-GM u vendos nga ushtria në përmirësimin e lëvizjeve të armëve të artilerisë, ku kërkohej një shpejtësi e lartë e lëvizjes së pjesëve lëvizëse me një masë të konsiderueshme inerciale, e cila përjashtonte përdorimin e një lidhjeje mekanike të ngurtë.
Një transmetim i këtij lloji përdoret sot kryesisht në pajisje speciale të klasës së mesme dhe të rëndë: të gjithë udhëheqësit e tregut të pajisjeve të ekskavatorit përdorin një transmetim hidrostatik. Përdorimi i GST në ekskavatorë shoqërohet me kryerjen e punës së tyre kryesore nga aktivizuesit me transmetim të energjisë hidraulike. Përhapja e GTS u lehtësua gjithashtu nga përmirësimi i teknologjive të përpunimit dhe përdorimi i gjerë i vajrave sintetikë të prodhuar për parametrat e paracaktuar të përdorimit, si dhe zhvillimi i mikroelektronikës, gjë që bëri të mundur zbatimin e algoritmeve komplekse të kontrollit të GTS. Diagrami i transmetimit hidrostatik është treguar në Fig. 3
Përparësitë e kësaj skeme:
- efikasitet të lartë - më shumë se 93%;
- tërheqja maksimale e mundshme në shinat është më e lartë se ajo e GMT, për shkak të humbjeve më të ulëta;
- mirëmbajtje më e mirë për shkak të numrit minimal të njësive dhe bashkimit të tyre nga prodhues të ndryshëm, kryesisht duke mos prodhuar buldozerë të gatshëm zvarritës;
- kjo siguron gjithashtu koston minimale të njësive;
- kontrolli më i thjeshtë me një levë, i cili ju lejon të zbatoni telekomandën pa modifikime, përfshirë përdorimin e komunikimit me radio;
- lidhje elastike motor-vemje;
- dimensione të vogla të përgjithshme, të cilat ju lejojnë të përdorni hapësirën e liruar për bashkëngjitje;
- mundësia e makrokontrollit të gjendjes së të gjithë transmetimit me një parametër - temperatura e lëngut të punës;
- manovrueshmëria maksimale e mundshme - rreze rrotullimi zero për shkak të kundër -lëvizjes së gjurmëve;
- mundësia e ngritjes 100% të energjisë për bashkëngjitjet hidraulike nga një pompë standarde hidraulike;
- mundësia e softuerit të lirë, si dhe modernizimi teknologjik në të ardhmen e afërt për shkak të një kalimi elementar në një lëng pune me veti të reja të marra në bazë të nanoteknologjisë.
Një konfirmim indirekt i avantazheve të tilla është zgjedhja e GST nga udhëheqësi i prodhuesve gjermanë të pajisjeve speciale nga Liebherr si bazë në hartimin e të gjitha pajisjeve speciale, përfshirë buldozerët e gjurmuar. Një tabelë e të gjitha avantazheve, disavantazheve dhe veçorive të funksionimit të llojeve të ndryshme të transmetimeve, përfshirë atë "të re" për Caterpillar dhe transmetimin elektromekanik të zbatuar në të vërtetë në vitin 1959 nga uzina ChTZ në buldozerin DET-250, është dhënë në faqen e internetit. www.TM10.ru të DST-Ural ".
 |
 |
Sigurisht, lexuesit tërhoqën vëmendjen ndaj preferencave të autorëve të artikullit. Po, ne bëjmë zgjedhjen tonë në favor të GTS dhe besojmë se ky vendim do të na lejojë të kapërcejmë prapambetjen teknologjike të udhëheqësve në prodhimin e pajisjeve speciale në Rusi dhe të shkëputemi nga fqinji lindor - Kina, e cila pretendon se lehtë merrni përsipër tregun tonë të buldozerëve. Buldozeri i ri TM me një transmetim të bazuar në komponentët Bosch Rexroth të klasës së futjes 13 ... 15 t do të prezantohet nga DST-Ural në korrik. Pesha e punës e buldozerit të ri do të mbetet 23.5 ton, fuqia - 240 kf. dhe shtytja maksimale është 25 ton, e cila, me një vonesë 5%, korrespondon me analogun e Liebherr PR744 (24.5 ton, 255 kf). Le të kujtojmë edhe një herë për mundësitë ekzistuese të inxhinierisë mekanike vendase. Për shembull, ne ishim të parët në praktikën botërore që zbatuam skemën e karrocave në karrocat e lëkundura në klasën e 10 -të të buldozerëve zvarritës në prodhimin serik. Para kësaj, prodhuesit mund ta përballonin atë vetëm në klasën e rëndë të këtyre makinave që peshonin më shumë se 30 ton, ku çmimet janë shumë herë më të larta. Çmimi i tregut i buldozerit TM10 në karrocat e lëkundshme me transmetim hidrostatik është planifikuar të jetë jo më shumë se 4.5 milion rubla.