Експериментальні дослідження динаміки зміни вихідних характеристик планетарного гідромотора при зносі робочих поверхонь роторів

Abstract

UA: У статті досліджується вплив зносу робочих поверхонь роторів планетарного гідромотора на його вихідні характеристики. Знос призводить до збільшення діаметрального зазору між роторами, що впливає на крутний момент, частоту обертання та витрати витоків. При зазорі менше критичного відбувається самогерметизація, яка запобігає перетіканням, а при перевищенні – виникають перетікання, що знижують ефективність роботи планетарного гідромотора. Дослідження проведені на трьох рівнях: з ідеальним профілем роторів, з реальним профілем – наявність похибки виготовлення зубчастого контуру й експериментальні дослідження. Збіг результатів експериментальних даних і результатів моделювання роботи планетарного гідромотора з реальними роторами свідчить про достовірність теоретичних передумов впливу зносу робочих поверхонь роторів планетарного гідромотора на динаміку зміни його вихідних характеристик. Однак необхідно відзначити значні відмінності результатів експериментальних даних і результатів моделювання роботи планетарного гідромотора з теоретичними роторами. Критичне значення діаметрального зазору для першого (теоретичного) рівня в 2,5 раза перевищує це значення для другого (реального) і третього (експериментального) рівнів, що, відповідно, дорівнює 0,4 мм і 0,16 мм. Ці відмінності показують, що технологія виготовлення зубчастих поверхонь роторів планетарного гідромотора значно впливає на динаміку зміни його вихідних характеристик. Тому вдосконалення технології виготовлення, а також модернізація конструкції зубчастої поверхні роторів планетарного гідромотора дасть змогу збільшити ресурс його роботи більше ніж удвічі. /// EN: The article deals with the influence of the wear of the working surfaces of the rotors of the planetary hydraulic motor on the change in its output characteristics. Planetary hydraulic motors are widely used in various industries, providing a high torque and a stable low frequency of rotation of the output shaft. However, during operation, wear of the rotors occurs, which leads to an increase in the diametrical gap between them. The increase of the gap is accompanied by two phases: when the gap is smaller than the critical one, self-sealing occurs, which prevents leaks of the working fluid, and when the critical gap is exceeded, the sealing is violated and leaks occur, which worsens the output characteristics of the planetary hydraulic motor and reduces its efficiency. Studies are conducted on three levels: with an ideal profile of rotors, a real profile – the presence of an error in the manufacturing of a toothed contour, and experimental studies. The coincidence of the results of experimental data and modeling of the work of the planetary hydraulic motor with real rotors testifies to the reliability of the theoretical assumptions of the influence of the wear of the working surfaces of the rotors of the planetary hydraulic motor on the dynamics of changes in its output characteristics. However, it is necessary to note significant differences between the results of experimental data and the results of modeling the operation of a planetary hydraulic motor with theoretical rotors. The critical value of the diametral gap for the first (theoretical) level is 2.5 times higher than this value for the second (real) and third (experimental) levels, which is 0.4 mm and 0.16 mm, respectively. These differences show that the technology of manufacturing toothed surfaces of rotors of a planetary hydraulic motor has a significant influence on the dynamics of changes in its output characteristics. Therefore, the improvement of the manufacturing technology, as well as the modernization of the design of the toothed surface of the rotors of the planetary hydraulic motor will allow to increase the resource of its work more than twice. The obtained results have practical significance for the development of control methods and optimization of planetary hydraulic motors, which will lead to an increase in their durability and productivity in various fields of application.