Гідростатична передача

Гідростати́чна переда́ча (гідроб'є́мна переда́ча — ГОП) — гідравлічна передача, основними елементами яких є об'ємна гідропомпа (гідронасос) та гідродвигуни, у яких механічна енергія передається за рахунок статичного напору (гідронасос-гідродвигун-рухомий механізм).

Принципова гідравлічна схема гідростатичної передачі з відкритою (вгорі) і закритою циркуляцією (внизу) рідини

Види

Поділяються на схеми з відкритою і закритою циркуляцією робочої рідини. У гідростатичних передачах насос і двигун можуть бути виконані в одному агрегаті або роздільно.

Може використовуватись як механізм для передавання вертально-поступного, вертально-повертального або обертального руху за рахунок гідростатичного напору рідини.

Гідростатичні передачі можуть забезпечувати жорсткий (в межах нестискуваності рідини) зв'язок між вхідною і вихідною ланками гідропередачі, передаючи створюваний насосом тиск до гідродвигуна (гідроциліндра або гідромотора) через робочу рідину як проміжне тіло, яке переміщається в замкнутому просторі.

До механізмів, що перетворюють гідравлічну енергію на механічну, крім гідромоторів з обертовим рухом, належать гідроциліндри, гідродвигуни із зворотно-поступальним рухом та поворотні гідродвигуни.

• Гідравлічним циліндром (гідроциліндром) називають

об’ємний гідродвигун із обмеженим лінійним рухом вихідної ланки. Залежно від конструкції робочої камери гідродроциліндри поділяють на поршневі, плунжерні, телескопічні, тандем-циліндри, мембранні, сильфоні та ін. Поршневим гідроциліндром називають циліндр, у якому робочі камери утворені поверхнями корпусу і поршня зі штоком. Поршневі гідроциліндри розрізняють за такими ознаками:

• • - за напрямком дії робочої рідини: однобічної та

двобічної дії;

• • - за кількістю штоків: з однобічним штоком і двобічним

штоком;

• • - за типом вихідної ланки: з рухомим штоком і з

рухомим корпусом. У гідроциліндрах однобічної дії рух вихідної ланки під дією потоку здійснюється тільки в одному напрямку. Рух у зворотному напрямку відбувається під дією зовнішніх сил, наприклад, сил тяжіння виконавчого органу, пружини тощо. У гідроциліндрах двобічної дії рух вихідної ланки в обох напрямках створюється під дією потоку робочої рідини. Гідроциліндри з двобічним штоками застосовують тоді, коли необхідно мати однакові зусилля і швидкість штока в обох напрямках.

• Гідродвигуном зворотно-поступального руху називають гідродвигун, у якого вихідна ланка має обмежений

зворотно-поступальний рух і при одноразовому вмиканні в роботу він автоматично виконує коливальний рух з певними частотою та амплітудою. Основою такого механізму гідродвигуна є поршневий гідроциліндр з двобічним штоком та розподільник із циліндричним золотником.

Принцип дії механізму з коливальним рухом полягає в почерговому сполученні золотником напірного каналу з порожнинами гідроциліндра. Під дією тиску робочий орган гідроциліндра виконує зворотно-поступальний рух.

• Поворотним гідродвигуном називають такий гідродвигун, у якого кут повороту вихідної ланки механізму

обмежений і не перевищує 360°.

За конструкцією робочих камер вони бувають поршневими, пластинчастими, мембранними. А за принципом дії аналогічні зі зворотно-поступальним рухом.

Будова і принцип роботи

Гідростатичні передачі зазвичай складаються з об'ємних насосів (поршневих поступальних або роторних, роторно-пластинчастих чи шестеренних), що приводяться від двигуна і об'ємних гідродвигунів, з'єднаних з валом рушія, колектора, резервуара для робочої рідини і трубопроводів гідроліній.

При однакових параметрах насоса і гідродвигуна крутний момент чи зусилля від двигуна до рушія передається без зміни. Гідростатична передача за рахунок зміни продуктивності насоса забезпечує плавне регулювання у широкому діапазоні частоти обертання вала чи швидкості лінійного переміщення гідродвигуна.

Гідростатична силова передача дає можливість здійснювати реверсування руху і гальмування машини. Відпадає необхідність встановлення на машині потужних гальмівних пристроїв, за винятком стоянкових гальм. Гальмівні функції можуть бути покладені на гідростатичну передачу. Правда, для швидкохідних транспортних машин в цьому випадку гідростатична передача повинна мати охолоджувач, через який можна було б здійснювати швидке розсіювання енергії гальмування.

Використання

Гідростатична передача знаходить широке застосування в автомобілебудуванні, тракторобудуванні, в сільськогосподарському, будівельному і дорожньому машинобудуванні як основа для створення гідрооб'ємних трансмісій.

За наявності гідростатичної силової передачі забезпечується висока надійність роботи машини, двигун та інші агрегати мають природний захист від перевантаження; ймовірність заглушення двигуна внутрішнього згоряння від перевантаження стає мінімальною. Наявність гідравлічного потоку від насоса до мотора обумовлює демпфувальні властивості всієї передачі, двигун машини працює стабільніше і зазнає меншого зносу.

За своїми характеристиками гідростатична передача аналогічна до електропередачі на постійному струмі, однак має перевагу за масою і габаритами. ККД її становить 0,75…0,9. Потужність устаткування з гідростатичними передачами зазвичай знаходиться в межах 40…2000 кВт.

Див. також

• Гідравлічна передача

Джерела

• Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982. — 423 c.
• Антонов А. С., Запрягаев М. М. Гидрообъёмные передачи транспортных и тяговых машин. Л.: «Машиностроение», 1968. - 209 с.
• Антонов А. С. Силовые передачи колёсных и гусеничных машин. Теория и расчёт. — Л.: Машиностоение (Ленинградское отделение), 1975. - 480 с.
• Гнітько С. М., Бучинський М. Я., Попов С. В., Чернявський Ю. А. Технологічні машини: підручник для студентів спеціальностей механічної інженерії закладів вищої освіти. Харків: НТМТ, 2020. 258 с.