Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Высокие модуль упругости рабочей жидкости и герметичность гидроагрегатов обеспечивают гидросистеме механическую жесткость по отношению к нагрузке (минимальную податливость или просадку выхода под нагрузкой), а также допускают неограниченную по времени работу при минимальных скоростях, сохраняя при этом постоянство заданных характеристик зависимости скорости от нагрузки. Кроме того, гидросистома обеспечивает высокую позиционную точность реверсирования. Так, например, точность реверсирования силового органа металлорежущего станка при применении гидро- привода лшжет быть доведена до 0,01 мм.
Гидросистемы позволяют легко осуществлять бесступенчатое регулирование в широком диапазоне выходной скорости, высокую степень ее редукции, плавность движения и защиту машины от перегрузок. Диапазон регулирования гидропривода вращательного действия или передаточное число, под которым понимается отношение минимального игла оборотов вала гидромотора к максимальному, составляет во многих случаях 1: 1000.
Нижний предел чисел оборотов в минуту большинства существующих двигателей отечественного и зарубежного производства составляет 8 — 16 об!мин у двигателей с малым крутящим моментом (0,3 — 2 кГ ж) и 2 — 3 об~мин у двигателей с большим крутящим моментом (более 10 кГ.м). Гидроприводы просты в изготовлении и эксплуатации и отличаются надежкостыо и долговечностью. В стационарных условиях некоторые гидроагрегаты работают в течение 15 — 20 лет.
Срок службй при работе под нагрузкой насосов и гидромоторов достигает 20 000 ч и более. Помимо этого, гидропривод не требует обслуживания персоналом высокой квалификации и может работать в любых климатических условиях. Гидромоторы и насосы на номинальном режиме работы имеют высокий к. п. д. э(,э = 0,98 †: 0,99, з),„ = 0,96 0,98, д„„ = = 0,95 —:0,96. Ввиду широкого применения гидросистем в машиностроении, многообразия применяющихся типов и конструктивного исполнения гидроагрегатов, а также выполпяемых ими функций охватить все типы применяющейся гидроаппаратуры не представляется возможным.
1!оэтому в настоящей книге рассмотрены лишь вопросы, касающиеся применения гидросистем общего навначения. Вопросы теории представлены лишь в объеме, необходимом для понимания механизма действия н практических расчетов конструкций. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОБЪЕМНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ Из курса гидравлики известно, что удельная энергия жидкости (энергия единицы веса жидкости) определяется выражением Е=з+ — + —, р и' т 2д' где х — энергия полон~ения; у 7 -- — энергия давления (р — давление н у — объемный вес жидкости); ое 2е -- — удельная кинетическая энергия или скоростной напор (и — скорость жидкости и б — ускорение силы тяжести).
Передачу энергии жидкостью можно осуществлять путем изменения любого из членов этого выражения. Из этих трех видов механической энергии жидкости основной для рассматриваемых вдесь объемных гидравлических приводов являетсн удельная энергия давления ( — ~, которая легко преобра/р~ зуется в механическую работу с помощью простейших гидравлических двигателей. Для вспомогательных, главным образом командных цепей, используется также кинетический вид энергии (-), выражение ~22' ' которой для массы т жидкости может быть записано в виде ь тив Севе 2 2я где ль — масса жидкости весом 6„обладающая Скоростью и.
Третьим видом энергии — энергией положения (г) в рассматриваемых здесь объемных гидропринодах обычно пренебрегаьот. Последнее обусловлено тем, что гидростатическое давление, соответствующее разности высот между отдельными элементами системы, несоизмеримо мало в сравнении с действующими в ней ' Значение всех величин, входящкх в настоящее выражение, равно. яак н во все прнводнмые в дальнейшем, можно брать, аа псключеннем особо оговоренных случаев, в любых, однако согласованных размерностях. рабочими давлениями жидкости, а следовательно, ими в боль- шинстве расчетов можно пренебречь. Этот вид энергии учиты- вается лишь при расчетах и исследованиях всасывающих характе- ристик насосов.
Принцип действия объемных гидроприводов основан на высоком объемном модуле упругости (на практической несявимаемости) жид- кости и на ааконе Паскаля (рис. 1, а). При этом силы молекуляр- ного взаимодействия, возникавощие в аномальных жидкостях, а также растягнвавощие силы обычно не учитываются. Следовательно, если к поршню площадью 1 заполненного жид- костью закрытого сосуда приложим силу Р, эта сила уравнове- сится силой давления жидкости р на этот поршень, и в соответ- ствии с указанным законом это давление будет действовать в любой точке жидко- ~ 2 сти (трением поршня пренебрегаем), включая и 1 т ~ ~ г Р поверхность сосуда. Поло- 1 а, я<ение сохранится, если в качестве сосуда возьмем Рв два соединенных трубо- ~ 4~ ав проводами, аакрытых поршнями цилиндра 1 и 2, а( один из которых (сосуд 1) Рпс.
С Схема, иллюстрирующая вазон является насосом и второй Пвспвлп, и прпвцпппвльнан схема гидро- (сосуд 2) — гидравлическим эрпэодэ двигателем (рис. т, б). При перемещении поршня а, цилиндра 1 жидкость будет вы- тесняться в цилиндр 2, приводя его поршень а, в движение, при- чем давление р,= —, развиваемое силои Р„будет действовать Р, и на поршень а, (потерями напора в трубопроводе пренебре- гаем). Допустим, что сосуды 1 и 2 абсолютно герметичны, а жидкость кеся<имаема, тогда перемещения поршней а, и а, будут связаны следующим равенством: а) Ь, 1, = Ь,/в, Ьв ~! 4.
а, =1., =а„-' (2) где Ьм Ь„~г и 1в — соответственно перемещения и площади поршней а,на,. Па основании приведенного уравнения монгно составить следующие выражения: Пренебрегая гидравлическим сопротивлением и трением поршней ат и аз при их движении, можно также написать Рь р(а «и', К И1 4' Р,=Р, -'=Р, — '., 6 (3) где р — удельное давление жидкости в сосудах; Р, и Р, — силы давления жидкости соответственно на поршняха,иа,. Произведение силы Р,, действующей на поршень ам на ско'л1 рость его движения и,= —, где г — время перемещения, даст з выражение мошностп И' = Р,и, = р1,и,. У= — л. с., Ф 7500 (5) где ч — расчетный расход жидкости (объем, описываемый рабочими элементами насоса, или геометрическая производительность в смз1сек); р — давление жидкости в кр~см'. Из схемы, показанной на рис.
2, видно, что приведенные зависимости (2) — (5) будут справедливы и в том случае, если в качестве насоса использовать сосуд 2, а в качестве двигателя — сосуд 1, т. е. рассмотренная система является обратимой. Обратимость важна для гидравлических систем ротативного (вращательного) действия, в которых в качестве насоса и двигателя можно применить конструктивно одинаковые агрегаты. На рис. 2 представлена схема гидравлического привода прямолинейного возвратно-поступательного и на рис.
3, а — б вращательного движений. Каждая схема состоит нз насоса 1 с резервуаром 6 и гидравлического мотора (двигателя) 2, соединенных трубами или каналами, а также предохранительного клапана 5, ограничивающего повышение давления жидкости выше установленного. В схемы, представленные на рис. 2 и 3, а, включены распределительные устройства 8, с помощью которых изменяется направление потока жадности от насоса 1 к двпгателю 2, т. е. осуществляется изменение направления движения етого двигателя.
В положении распределителя крана д, представленного на рис. 2, я1идкость от насоса 1 поступает в левую полость цилиндра 2, перемещая его поршень в правую сторону. Жидкость же, вытесняемая поршнем из правой (нерабочей) полости цилиндра 2, по 10 Поскольку произведение и,1, выражает расход (поток) жидкости ф получим следующее для принятых в практике размерностей выражение для вычксления мощности (см. также стр. 135): Рис. 3.
Прииципиальиые схемы гиярспряяеда вращательного дви- жения Рис. 2. Привпипиальиая схема гилреприяода прямолинейного депжеппя тельного устройства 8 (рис. 3, а), либо путем изменения направления потока жидкости самим насосом 1 (рис. 3, б). Система в последнем случае должна быть снабжена обратными клапанами 7, которые отсоединяют нагнетательную линию от бака 8 и одновременно обеспечивают подпитку всасывающей полости насоса в случае, если в ней создастся в результате утечек жидкости вакуум. Очевидно, что при принятом условии полной герметичности гидроагрегатов и практической несжимаемости жидкости выходное звено двигателя долькно будет перемещаться (или вращаться) с определенной скоростью, для того чтобы пропустить через рабочие камеры жидкость, подаваемую насосом, т.
е, должно быть собляадено условие г) = г)е, где~)„и гге — теоретические расходы (объемы, описываемые рабочими элементами) насоса и двигателя в единицу времени. В результате получим жесткую кинематическую связь между насосом и двигателем. В частности, сливным трубопроводам и через распределитель 8 удаляется в резервуар (бак) 6. При установке (повороте) распределителя 8 в противоположное положение жидкость от насоса 1 будет поступать в правую полость цилиндра 2 и отводиться в бак б иа левой его полости; поршень в этом случае будет перемещаться в левую сторону.
При повышении давления жидкости сверх установленной величины откроется предохранительный клапан б и жидкость от насоса череа него будет поступать в бак. Реверс гидравлического двигателя (мотора) гидропередачи вращательного движения осуществляется либо с помощью распредели- для системы привода вращательного движения се молпю уподобить обычной шкнвно-ременной передаче с той лишь разницей, что связь между ведущим насосом и ведомым двигателем звеньями осуществляется сжатием замкнутого объема жидкости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
