Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Рассматриваемое явление заращивания капиллярных каналов слоями адсорбируемых полярно-активных молекул, получившее название облитерации щелей, сопровождается также отложением на твердых поверхностях каналов смол, рыхлых скоплений фракций жидкости, хлопьев загрязнений и иных активных компонентов рабочей жидкости, в частности смолоподобных веществ коллоидного характера и связываемых ими суспензий твердых частиц загрязнителя. Практически толщина адсорбционных слоев масла на поверхности твердых тел (металла), обладающих высокой упругостью формы, способной надежно противодействовать выдавливанию масла из зазора, составляет от одного до нескольких десятых долей микрометра.
Толщина же слоя, обусловливающего облитерацию щели, с учетом загрязнений масла, равна для распространенных марок 4 — 5 мкм, в соответствии с чем полная обли герания может наблюдаться в щелях порядка 8 — 1О мкл. На рис. 21 приведены кривые утечек через щели толщиной 13 и 9 лкм в функции времени пребывания под давлением 25 кГ1см' в масле АМГ-10. При смещении с места одной из поверхностей, образующих щель (плунжера или втулки), облитеризованный слой разрушается и утечка жидкости восстанавливается практически в первоначальном объеме, после чего процесс повторяется. Гидростатнческий подпятник. В ряде гндроагрегатов нашли применение гидростатические опоры (подпятники) скольжения, в которых смазка эффективна при сколь угодно малых скоростях, что существенно важно, на- 40 ен' , айаг 3 " чйг арг р гХ гхг нин арена гт начала энеледаненгла а) ф1 Рнс.
22, Расчетные схемы гидростатической пяты Рис. 21. Зависимость утечек (расхода) жидкости через капиллярную щель от времени эксперимента элемента г(г опорной поверхности на радиусе г уравнение (22) для течения жидкости между параллельными пластинами (принимаем вязкость жидкости постоянной и пренебрегаем центробежной силой).
Подставив в него значение гп = 2лг и 1. = с(г, получим Ир = — с(г бй р пгаа 1 где Я вЂ” расход жидкости; з — величина зазора. Интегрируя зто уравнение от г, до г, находим давление р в зазоре на радиусе г (при г = г, р = О): г, 6Ятр Г а г бчзтр р = — ) — = — !и — *. пУ 1 г паа г г (25) При г = — г, р = р,, в результате уравнения для вычисления давления р, и расхода Я жидкости через рассматриваемую плоскую щель примут вид 6~Р гэ пРчза (26) бтр! и — ' га Разделив выражение (25) на выражение (26), получим Р= дан'~ '% пример для гидромотора в период его пуска. Смазка в этих подпятниках обеспечивается подачей в капиллярный зазор между плоскими трущимися поверхностями подшипника жидкости под таким давлением, при котором внешняя нагрузка уравновешивается силой давления жидкости и одна из скользящих поверхностей всплывает, теряя при этом контакт с другой.
На рис. 22, а показана расчетная схема кольцевого гидростатического подпятника. Для разгрузки рабочего элемента 1 в его камеру а подводится через сверление Ь в неподвижной опорной детали 2 жидкость под давлением р„, усллие которой создает в зазоре между плоскими деталями 1 и 2 жидкостную прослойку, воспринимающую внешиою нагрузку г". Расчет подобных опор скольжения сводится в основном к определению их несущей способности и необходимого расхода смазывающей жидкости.
Для расчета действующих сил применим для бесконечно малого Грузоподъемная сила Е подпятника определится суммой сил давления Р, в камере а (Р,игв) и переменного по радиусу и давления в зазоре з на контак- тирующие поверхности: гв Р =Ропг, + ~Р 2лго(г, гв Подставив р из выражения (25) в последнее выраженно, получим гв и =Рог'г1+ в ) )и( )го(' ' г Подставив из уравнения (26) Я и проинтегрировав, получим выраже1гне для расчета грузоподьемной силы рассматриваемого кольцевого гндроста-, тического подпятника 2 и г2 11 и =Ро 2 гв 1и— Гв В большинстве конструкций насосов и гидромоторов гидростатнческне опорные подпятники (башмакн) питаются от рабочей их среды без применения вспомогательного источника давления.
Одна из подобных опор, применяемая в аксиальных роторно-поршневых насосах в местах сопряжений головки поршня и наклонной шайбы, представлена на рис. 22, б. Подвод жидкости из рабочего цилиндра насоса к скользящим сферической и плоской поверхностям осуществляется через дроссельные осевые каналы а поршня 1 и опорного башмака 2.
Этот башмак воспринимает силу рабочего давления р, жидкости в цилиндре на поршень 1. Условие равновесия действующих на тело сил имеет вид в)в 2 — 1 в в Рв — = Рв 2 гв 1и— Гв где р, и р, — давление в цилиндре насоса и давление в камере Ь опорного башмака 2. Расход жидкости через торцовую щель может быть вычислен для выбранного зазора по уравнению (26) с заменой р, на р;1 ирввв вор 1и в Гв Приравнивая этот расход к расходу через осевой канал а в поршне, вычисляемому по уравнению (13), получим уравнение для определения диаметра о( отверстия (р — рв) о рвв 1261.
6 1и гв/гв 21,3р У(. (Рв — Р,) 1и гв(гв Гидравлический удар В связи с применением высоких скоростей течения жидкостей в трубопроводах гидросистем (в ряде случаев эти скорости достигают 30 М1сек) и распространением в них быстродействующих распределительных устройств (скорости переключения доведены до тысячных долей секунды) важное значение приобретают вопросы, связанные с гидравлическим ударом, при которол1 42 забросы давления могут в несколько (три и более) раз превышать номинальное рабочее давление в гидросистеме. Подобные забросы снижают ресурс работы гидроагрегатов и трубопроводов, а в отдельных случаях могут вызвать их разрушение. Гидравлическим ударом в обшем случае называют колебания давления, сопровождающие всякий переходный процесс (неустановившийся режим течения) в жидкости от одного режима к другому, обусловленный, к примеру, пуском и остановкой гидромеханизма или иным изменением режима его работы.
Гидравлический удар обусловлен сжимаемостью жидкости и упругой деформацией трубопровода, а также распределенностью массы жидкости по длине трубопровода. Из всего многообразия возможных возмущений, вызывающих гидравлический удар, наибольший практический интерес представляют возмущения, вызванные скачкообразным изменением скорости потока и давления жидкости.
Изменение (снижение) скорости потока, сопровождаюшееся гидравлическим ударом, вызывается в основном перекрытием каналов (магистралей) гидросистемы в процессе распределения и регулирования расхода жидкости аппаратурой гидросистемы. Так, например, испытания показали, что при переключении распределителей с положительным перекрытием и клапанной разгрузкой насоса забросы при рабочих давлениях 100 кГ)см» достигали 280 кГ/см». Расчет ударного повышения (заброса) давления производят, используя уравнение живых сил, согласно которому кинетическая энергия движущейся жидкости преобразуется в работу деформации стенок трубы и сжатия жидкости.
Для случая мгно венного и полного перекрытия прямолинейного простого трубопровода, заполненного движущейся жидкостью, ударное повышение давления может быть вычислено по известному уравнению Н. Е. УКуковского (12) (27) где р и а — плотность жидкости и скорость ударной волны; и, — начальная скорость движения жидкости в трубопроводе (до начала перскрытия трубопровода).
Гидравлический удар сопровождается волновым процессом в трубопроводе с наложением ударных волн, при котором колебания (пульсации) давления повторяются до тех пор, пока начальная кинетическая энергия не будет поглощена трением (преобразована в теплоту). Предыдущее выражение будет справедливо, если перекрытие трубопровода произошло «мгновеино», т. е. для случая, когда время 1 перекрытия меньше фазы удара т, под которой понимается время пробега ударной волной двойной длины рассматриваемого участка трубопровода (от перекрывной задвижки до источника расхода и обратно): 20 1«..т = —, е (28) где ! — длина рассматриваемого участка трубопровода. При этом условии перекрытие трубопровода заканчивается до того, как обратная ударная волна, отраженная от источника расхода (насоса, аккумулятора и пр.), вернется к задвижке.
Гидравлический удар для этого случая определится полной потерей жидкостью скорости, в соответствии с чем заброс давления будет максимальным. Гидравлический удар в этом случае принято называть полным или прямым. Из сказанного вытекает, что заброс давления при прямом гидравлическом ударе достигнет предельного значения лишь на том участке трубопровода, считая от задвижки, по которому успеет распространиться. прямая волна, 43 возникающая в момент полного закрытия задвижки, до встречи ее с обратной волной, отраженной от источника расхода. Из уравнения (28) следует, что максимально возможное для возникновения прямого гидравлического удара время перекрытия трубопровода 2ь Ф=— Предельное ударное давление, равное ударному давлению при мгновенном перекрытии трубопровода, будет наблюдаться прн этом значении ~ лишь у самой задвижки.
В остальных же сечениях по мере приближения к источнику расхода (аккумулятору) давление снижается до давления в последнем. При условии т. е. при более медленном, чем приведено выше, перекрытии трубопровода, ударное повышение давления определится лишь той частью начальной скорости жидкости Ли = и, — и, которая будет потеряна за время, равное периоду т трубопровода. При этом условии обратная ударная волна, отразившись от источника расхода, возвратится к задвижке раньше, чем трубопровод будет полностью перекрыт. Подобный удар принято называть непрямым или неполным. Ударное повышение давления в этом случае определится выражением Лр„= рвиа, где Ли = иэ — и — уменьшение скорости жидкости в трубе, вызванное частичным перекрытием ее краном за время, равное периоду т трубопровода; здесь и, — начальная скорость движения жидкости (скорость до начала перекрытия трубопровода); и — измененная скорость жидкости (скорость к моменту прихода к задвижке обратной ударной волны, отраженной от источника расхода).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
