DOI: 10.14489/hb.2020.10.pp.033-039

Волков Г. Ю., Фадюшин Д. В.
ДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПОВЫШЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ РАБОЧЕГО МЕХАНИЗМА ПЛАНЕТАРНО-РОТОРНОЙ ГИДРОМАШИНЫ
(c. 33-39)

Аннотация. Структурной особенностью планетарно-роторных гидромашин (ПРГМ) является наличие плавающих сателлитов. Сателлит образует с ротором и статором кинематические пары, которые, в зависимости от приложенных сил, могут менять свой класс. В ПРГМ с «выстоями» сателлитов, предназначенных для газовых сред, кинематическая пара сателлит–статор работает при критически высоких значениях угла давления. Под действием давления рабочей среды сателлит, выбирая радиальные зазоры в зацеплениях, смещается в сторону ротора и прижимается к нему по двум сторонам зуба, а пара сателлит–статор становится одноподвижной парой четвертого класса. Произошедшее смещение сателлита дополнительно ухудшает условия передачи движения в паре стеллит–статор. В итоге возникает вероятность заклинивания механизма, сопровождаемого недопустимыми деформациями и выходом сателлита из зацепления со статором. С позиций теории механизмов и машин это означает, что система теряет структурную устойчивость и переходит в нежелательное структурное состояние. В статье рассмотрены условия, при которых инерционные силы, преодолевая силы давления рабочей среды, прижимают сателлит к статору, что исключает ситуацию, когда кинематическая пара, характеризующаяся критически большим углом давления, является одноподвижной. В результате выполненного динамического анализа получены расчетные зависимости, позволяющие определить скорость вращения ротора, обеспечивающую более надежную работу ПРГМ.

Ключевые слова: планетарная роторная гидромашина; остаточные объемы; вакуумный насос; выстои сателлитов; центробежные силы.

Volkov G. Yu., Fadyushin D. V.
DYNAMIC CONDITIONS FOR INCREASING THE STRUCTURAL STABILITY OF THE WORKING MECHANISM OF A PLANETARY-ROTARY HYDRAULIC MACHINE
(pp. 33-39)

Abstract. A structural feature of planetary-rotor hydraulic machines (PRHM) is the presence of floating satellites. The satellite forms kinematic pairs with the rotor and stator, which, depending on the applied forces, can change their class. In PRHM with “standouts” of satellites intended for gas media, the kinematic satellite-stator pair operates at critically high values of the pressure angle. Under the influence of the pressure force of the working medium, the satellite, taking up the radial clearance in the gearing, is shifted towards the rotor and pressed against it on both sides of the tooth, and the satellite-stator pair becomes a single-moving pair of class 4. The resulting satellite offset further worsens the conditions for transmitting motion in the satellite-stator pair. As a result, there is a probability of jamming of the mechanism, accompanied by unacceptable deformations, and the satellite's exit from engagement with the stator. From the point of view of the theory of mechanisms and machines, this means that the system loses its structural stability and goes into an undesirable structural state. The article studies the conditions under which inertial forces, overcoming the pressure forces of the working medium, press the satellite against the stator. This eliminates the situation when a kinematic pair characterized by a critically high pressure angle is single-moving. As a result of the performed dynamic analysis, calculated dependencies are obtained that allow determining the rotor rotation speed that provides more reliable operation of the PRHM.

Keywords: Planetary rotary hydraulic machine; Residual volume; Vacuum pump; Satellite stands; Centrifugal force.