Разлік аб’емнага гідраулічнага прывада (стр. 4 из 5)

Пры дросельным рэгуляванні скорасць выхаднога звяна змяняецца за кошт змянення характарыстыкі гідрасістэмы пры пастаяннай падачы помпы. Дросель, з дапамогай якога можна рэгуляваць колькасць вадкасці, якая падаецца ў гідрацыліндр, можа быць ўстаноўлены па адной з наступных схем: на ўваходзе ў гідрацыліндр, на выхадзе з гідрацыліндра, на ўваходзе і выхадзе, параллельна гідрацыліндру на адгалінаванні ад напорнай лініі.

Гідрапрывод з дроселем на ўваходзе, дазваляе рэгуляванне скорасці гідрарухавіка шляхам змянення праходнага сячэння дроселя, толькі ў тым выпадку, калі напрамак дзеяння нагрузкі не супадае з напрамкам руху выходнага звяна – адмоўная нагрузка. Пры дадатнай нагрузцы, калі яе напрамак супадае з напрамкам руху выхаднога звяна, апошняе рухаецца пад дзеяннем гэтай нагрузкі пераадольвая толькі сілу трэння і супрацьціск ў зліўной лініі.

Гідрапрывод з дроселем на выхадзе дазваляе рэгуляваць скорасць гідрарухавіка пры знакапераменнай нагрузцы так як пры любым напрамку дзеяння сілы змяненню скорасці перашкоджвае супраціўленне дроселя, праз які рабочая вадкасць паступае з поласці гідрарухавіка на зліў. Пры такой схеме цяпло вылучанае пры праходзе праз дросель рабочай вадкасці, адводзіцца ў бак без нагрэва рухавіка.

Уыніку гідрарухавік працуе ў лепшых умовах.

Значным недахопам разгледжаных схем паслядоўнага уключэння дроселя з’яўляецца нестабільнасць скорасці пры змяненні нагрузкі. У гэтых адносінах больш карысным з’яўляецца гідрапрывод з дроселем на ўваходзе і выхадзе. Пры паралельным уключэнні дроселя рабочая вадкасць, падаваемая помпай, падзяляецца на два патокі. Адзін праходзіць праз дросель , другі – праз гідрарухавік. Рэгуляванне скорасці выконваецца змяненнем велічыні праводнасці дроселя. Радзей выкарыстоўваюцца сістэмы з пераменным ціскам ў якіх ціск залежыць ад нагрузкі гідрарухавіка.

Лішак вадкасці ў гэтай схеме адводзіцца ў бак праз дросель уключаны паралельна з гідрарухавіком.

Асноўным пры выбары спосабу рэгулявання з’яўляецца велічыня выхадной магутнасці, якая пры зваротна-паступальным руху вызначаецца па формуле:

N_вых=P*V_p (7.1)

дзе Р - зададзенае карыснае намаганне;

V_р - скорасць рабочага ходу поршня.

N_вых=9*0.035=0.315кВт,

Разлічная магутнасць менш за 10 кВт, прымаем дросельнае рэгуляванне.

8. ХАРАКТАРЫСТЫКI ГIДРАПРЫВАДА I IХ АНАЛIЗ

Характарыстыкі гідрапрывода дазваляюць прааналізаваць работу гідрапрывода пры розных рэжымах; удакладніць магутнасць помпы, якую яна ўжывае, і зрабіць канчатковы выбар помпы; ацаніць выбраны спосаб рэгулявання; вызначыць асноўныя параметры працы гідрапрывода на асобных рэжымах.

a. Характарыстыкі помпы і гідрасістэмы.

Асноўнымі характарыстыкамі помпы з'яўляюцца залежнасці Q=f(p), η=f(p), N=f(p). Такія графічныя залежнасці ў даведачнай літаратуры часцей за ўсё адсутнічаюць, таму для іх пабудовы прыменім спрошчаны метад.

Згодна з тэорыяй, падача помпы не залежыць ад ціску, таму тэарэтычная характарыстыка помпы Q=f(p) мае выгляд прамой лініі 1, якая праводзіцца паралельна восі ардынат (вось ціскаў - р) праз разліковае значэнне Q_п (па якім яна выбіралася), якоенеабхолна адкласці на восі абсцыс у адпаведным маштабе (мал. 8). Потым на гэтай лініі неабходна адзначыць пункт з пара-метрамі р_п і Q_п, які з’яўляецца пунктам сумеснай працы помпы і гідрасістэмы ( пункт В).

Сапраўдная падача помпы з павелічэннем ціску змяняецца, таму што павялічваюцца страты вадкасці. Таму сапраўдная харак-тарыстыка помпы Q=f(p) з велічэннем ціску будзе адхіляцца ад тэарэтычнай і пры велічыні р=2р_п дасягне свайго максімальнага эначэння ∆Q_п= Q_п(1 -η_а)=0,128*0.17 =0.022 дм³/с

Гэта эначэнне неабходна адкласці ўлева ад тэарэтычнай характарьктыкі помпы на ардынаце р=2р_п , дзе атрымліваем пункт В'. Праз пункты В і В' праводзім лінію 2 (ВВ' ), якая і адпавядае сапраўднай характарыстыцы помпы Q_п=f(p).Для пабудовы характарыстыкі η=f(p) знойдзем значэнне агульнага ККДз помпы:

η=η_аη_гη_м (8.1)

дзе η_а, η_м - адпаведна аб'ёмны і механічны ККДз (прымаюцца з тэхнічнай характарыстыкі); η_г- гідраўлічны ККДз, роўны 1.

η=0.83*0.91=0.747

Гэта значэнне адпавядае рабочаму пункту В з параметрамі р_п і Q_п. Для знаходжання астатніх пунктаў прымяняюць наступныясуадносіны:

пры р₁=0,5р_п =1.9 МПа, η₁=0,9η=0,67

пры р₂=р_п =3.8 МПа , η₂=η=0,747

пры р₃=1,5р_п =5.7МПа, η₃=0,9η=0,67

пры р₄=2р_п =7.6МПа, η₄=0,8η=0.6

пры р=0 η=0

Па вылічаных значэннях р і η будуем характарыстыку η =f(р) лінія 3.

Для пабудовы залежнасці N=f(р) (лінія 4) неабходна вызначыць магутнасць, якую спажывае помпа:

N=pQ/η (8.2)

дзе значэнні р і Q прымаюць з характарыстыкі Q=f(p) для пунктаў, якія адпавядаюць η₁, η₂, η₃, η₄.

Пабудову характарыстыки гидрасистэмы праводзим па залежнасці:

р=рц+kQ²

дзе k-каэффіцыент супраціулення гідрасістэмы.

Пабудова характарыстыкі гідрасістэмы залежыць ад рэжыму руху вадкасці, які быў вызначаны раней. Так як пры ламінарным руху страты ціска прапарцыянальны расходу ў першай ступені, таму характарыстыку магчыма пабудаваць па двух пунктах:

пры Q=0, р= р_ц, а пры Q=Q_п, р=р_п

Гэта значыць, што характарыстыка гідрасістэмы ўяўляе сабой прамую лінію, якая праходзіць праз пункты0₁ і В (лінія 5).

Далей неабходна пабудаваць характарыстыку засцерагальнага клапана. Для гэтага на восі ардынат неабходна адкласці ціск, пры якім клапан павінен дзейнічаць. Гэты ціск прымаецца роўным р_кл=(1,2-1,3 )р_п=4.75 МПа . Ад адкладзенага ціску р_кл ўверх адкладываем велічыню ∆р_к=∆р_м(Q_п/Q_м)²: (кропка А₁). Праз пункты р_кл і А₁ неабходна правесці лінію 6, якая і з’яўляецца характарыстыкай засцерагальнага клапана.

Далейшая пабудова характарыстыкі гідрапрывада залежыць ад значэння мінімальнага расходу гідрацыліндра :

Q_min=0.25*Q_п (8.3)

Для канчаткова выбару помпы неабходна вызначыць магутнасць помпы пры рабоце засцерагальнага клапана (для гэтага неабходна ў формулу (1.26) /1/падставіць значэнні р,Q, і η, якія адпавядаюць пункту А₁).Атрыманая магутнасць павінна быць меншай за магутнасць прынятай помпы, якая вызначаецца па гэтай жа формуле пры значэннях р,Q, і η, узятых з тэхнічнай характарыстыкі.

9. ЦЕПЛАВЫ РАЗЛIК ГIДРАПРЫВАДА

Пры рабоце гідрапрывода частка механічнай энергіі пераўт-вараецца ў цеплавую. Цяпло, якое ў гэтым выпадку выдзяляецца, ідзе на награванне рабочай вадкасці і элементаў гідрапрывода, а таксама рассейваецца ў навакольнае асяроддзе цераз паверхню цеплаперадачы. Награванне рабочай вадкасці больш за дапушчаль-ныя межы непажадана, таму што з павелічэннем тэмпературы змяншаецца вязкасць і павялічваецца акісляльнасць вадкасці.

Падтрыманне тэмпературы вадкасці ў дапушчальных межах дасягаецца на аснове правядзення цеплавога разліку гідрапрывада.

Велічыня цеплавой энергіі, якая выдзяляецца пры рабоце, вызначаецца па залежнасці:

N_цепл=(1-η)N_п, (9.1)

дзе η - агульны ККДз гідрапрывода; N_п - магутнасць, якую спажывае помпа (адпавядае N_A1).

Агульны ККДз вызначаецца па залежнасці:

η=N_в/N_п=0.315/0.76=0.41 (9.2)

дзе N_в - магутнасць,якая затрачваецца на пераадольванне зададзенага карыснага намагання Р (N_в=Р*V_р=9000*0,035=0.315 кВт) з улікам парадку работы гідрапрывода.

N_цепл=(1-η)N_п=(1-0.41)*0.76=0.45 кВт

Велічыня тэмпературы масла t_м, якое знаходзіцца ў масленым баку, складаецца з зададзенай тэмпературы навакольнага асяроддзя t_а=20°C і прыросту тэмпературы ∆t за кошт цеплавой энергіі N_цепл і павінна быць меншай за t_дап.

t_м=( t_а+∆t )<= t_дап (9.3)

дзе t_дап - дапушчальная тэмпература рабочай вадкасці (масла), якая знаходзіша у межах (60-80)°С.

Значэнне ∆t вызначаецца па формуле цеплаперадачы:

∆t= N_цепл /(F_бk_б+F_трk_тр) (9.4)

дзе F_б,F_тр - адпаведна плошча паверхні цеплаабмену масленага бака і трубаправодаў; к_б, к_тр - каэфіцыент цеплаперадачы адпаведна для бака і трубаправодаў, які выбіраюць з табл. 1.7. [1]. Звычайна для труб к_тр=12 Вт/(м²°С). Пры абдзіманні гідрабака паветрам к_б=10Вт/(м²°С).

Плошча паверхні цеплаабмену трубаправодаў гідрапрывода вызначаецца па залежнасці:

F_тр=π

(9.5)

дзе d_i , l_i - адпаведна дыяметр і даўжыня асобных участкаў.

F_тр=π(d_нl_н+d_злl_зл)=3,14(10*19+12*6)*10^-3=0,823 м²

Для вызначэння плошчы паверхні цеплаабмену масленага бака неабходна вызначыць яго памеры.

Аб’ем масла, неабходны для работы гідрапрывода прымаюць роўным (2-3) хвіліннай падачы выбранай помпы:

V_м=(2-3)Q_п =2*60*0,000128=0.015м³ (9.6)

Поўны (геаметрычны) аб'ём бака павялічваюць на (20-30)%. 3 улікам гэтага

V_б=(1,2-1,3) V_м=1,25*0.015=0.019м³

Гэта значэнне акругляем у большы бок і прымаем V_б=25 л згодна з ДАСТ 16770-71 (дадатак 14).

Часцей за ўсё форма бака прымаецца прамавугольнай з суадносінамі старон а:b:h - 1:2:3, дзе a,b,h -адпаведна шырыня, даўжыня і вышыня бака.

Тады, улічваючы V_б і суадносіны паміж старонамі бака:

а=

= =0.161м (9.7)

b=2a=0,322 м (9.8)

h=3a=0.483 м (9.9)

Пасля гэтага неабходна вылічыць плошчу паверхні цеплаабмену бака:

F_б=ab+2h(a+b)= 0.161*0,322 +2*0.483 (0.161+0,322)=0.518 м² (9.10)