Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 23
Текст из файла (страница 23)
На рис. 45, б приведены кривые колебаний давления в гидросистеме с рабочим давлением 210 кГ~см' при полетах самолета на высоте 9000 м. Питание гидравлической системы осуществлялось семипоршневым насосом, вращающимся со скоростью 3600 об)мин. Испытания подтвердили, что возникали частотные незатухающие колебания давлений, верхний предел которых достигал величины 380 кГ!см' и нижний — 70 кГ/смз. Частота колебаний равна произведению числа цилиндров на число оборотов насоса. Такие колебания давления сопровождаются пульсирующим нагружением валика насоса, а также могут вызвать колебания цилиндрового ротора (см.
стр. 181). Гидравлические удары в сливных магистралях. Следует отметить, что гидравлические удары с значительными забросами давления могут развиваться и в сливных магистралях. Так например, при срабатывании автоматов разгрузки насосов (см. стр. 281) наблюдаются раарушения трубопроводов, по которым жидкость отводится в бак. Гидравлический удар в сливной магистрали наблюдается также при мгновенном перекрытии сливного канала аолотника. В этом случае в сливной магистрали благодаря инерции жидкости может создаться глубокий вакуум ( — 200 мм рт.
ст. и выше), в результате жидкость под действием создавшегося перепада давления в баке и образовавшейся вакуумной полости будет перемещаться от бака к золотнику. Если в этот момент произойдет открытие сливного канала золотника (в результате срабатывания автомата разгрузки насоса и прочих причин), произойдет встреча потоков, сопровождающаяся забросом давления. ИО Величина заброса давления при подобной встрече потоков жидкости равна увеличенной в а1д раз полусумме их скоростей: и,+ив а 2 д' где а — скорость звуковой водны в данной жидкости; и, и ив — скорости встречных потоков; д — ускорение силы тяжести.
В практике наблюдались забросы давления по этой причине до 470 кГ)смв при давлении в установившемся рен1име 4 — 5 кГ)смв. Способы снижения величины ударного давления Снизить величину гидравлического удара можно либо увеличением времени 1 переключения распределителя (перекрытия 2Ь трубопровода) до значения г) —, либо уменьшением периода а ' трубопровода, осуществляемым обычно с по- С у в 7 мощью различных ком- 1 2 3 . ' з пенсаторов (гасителей) удара. и Регулирование времени переключения рас- У пределителя обычно осуществляется с помощью а~ дроссельных реле, при применении которых можно обеспечить заданное время й Схема подобного реле, предназначенного 4 для плавного выравнивания давления при мгновенном соединении двух магистралей с большим перепадом давления с помощьюбыстродействующего перекрыв- ного крана (задвижки) 9, ф представлена на рис. Рис.
46. Схема дроссельного клапана (реле) 46, а. Реле обычно уста- для регулирования времени переключения навливается перед зтим распределителей краном и состоит из дроссельного плунжерного клапана 3, в котором раамещен обратный клапан 3 с конусным аатвором, и дозировочного (регулировочного) поршня 4, нагружаемого пружиной Б. Положение реле, показанное на рис. 46, а, соответствует положению подвижных частей после открытия перекрывного крана 9. Ш 2рг.ин 1= —. Лрн (112) Практика покааывает, что беаударность соединения магистралей с перепадом давления 220 кГ7свз надежно обеспечивается при 1 ж 0,1 сек. Компенсаторы гидравлического удара.
Компенсатор (гаситель) гидравлического удара обычно представляет собой соединенный с трубопроводом сосуд различной формы и конструкции с упругим элементом, обладающим более высокой сжимаемостью, чем жидкость в трубопроводе (рис. 47, а и б). Плунжерный клапан 8 под действием создавшегося перепада давления Лр = р, — р, во входном и выходном каналах перемещается вправо, открывая проходную щель, образованную конусной частью клапана 8 и корпусом реле, через которую поступает жидкость к выходяому каналу и крану 9.
В начальной стадии перемещения клапана 8 сечение проходной щели, представляющей собой несколько узких канавок, а следовательно, и расход жидкости через нее близки к нулю, и лишь после прохода клапаном некоторого заданного пути сечение щели и расход жидкости плавно достигают расчетного значения. В конечном (крайнем правом) поло1кении клапана 8 сопротивление реле потоку жидкости определяется лишь усилием возвратной пружины 5.
Скорость перемещения клапана 8 на открытие и соответственно скорость повышения расхода через образующуюся прн этом расходную щель определяются при прочих равных условиях скоростью перемещения поршня 4 дозировочного устройства, которая, в свою очередь, задается сопротивлением дросселя, через который вытесняется жидкость из камеры б при перемещении поршня 4. Положение, показанное на рис. 46, б, соответствует положению подвижных частей реле после перекрытия трубопровода краном.
Течение жидкости во входном и выходном каналах реле прекращается, а подвижные его части (клапан 8 и поршень 4) под действием возвратной пружины 8 перемещаются в исходные положения. Для ускорения этого процесса предусмотрен обратный клапан 7, установленный параллельно с дросселем 8, через который жидкость поступает в правую полость камеры б поршня 4, обеспечивая ускоренное перемещение его в исходное положение (влево). При изменении направления потока (подачи) жидкости (рис. 46, в) гаситель работает в качестве подпорного клапана, сопротивление (подпор) которого определяется усилием пружины 1, нагружающей запор клапана 2. Требуемое время г закрытия (или открытия) задвижки, при котором будет обеспечен заданный заброс удельного давления Лр„, может быть определено из выражения (108): Распространены поршневые компенсаторы с пружинным (рис.
47, а) и газовым (рис. 47, б) упругими элементами. Снижение компенсатором ударного давления происходит в результате поглощения при деформации упругим его элементом некоторой части энергии ударной волны, поступающей в компенсатор в виде потока жидкости, соответствующего приращению скорости в ударной волне над начальной скоростью. Поскольку доля поглощенной компенсатором энергии будет тем большей, чем больше будет деформация упругого его элемента, характеристика упругости этого элемента в пределах возможной деформации должна быть по возможности постоянной. Для этого объем газовой камеры компенсатора (см. рис.
47, б) следует выбирать таким, чтобы изменение давления воздуха в процессе поглощения ударной а) б7 ф Рис. 47. Схемы гасителей гидравлического удара: и, С вЂ” гвситпви гидравлического удара порпгвсвога; в — влвпан- нога типов волны было минимальным. Практически объем газовой камеры такого компенсатора (аккумулятора) выбирается равным 2 — 3-секундному расходу жидкости в трубопроводе и начальное давление аарядки газом — равным (или несколько выше) максимальному рабочему давлению в системе. В том случае, если это допускается требованиями в части жесткости гидросистемы, давление предварительной зарядки выбирается равным 60с4 нормального давления в магистрали в точке, в которой установлен аккумулятор.
Присоединение аккумулятора к рабочей магистрали гидро- системы следует осуществлять трубкой возможно малой длины и большого сечения, что диктуется влиянием на динамический процесс присоединенной (приведенной) массы жидкости. Расчеты показывают, что влияние лриведенной массы жидкости во многих случаях (при длинных трубопроводах и малых нх диаметрах) значительно (в 5 — 6 раз) преобладает над влиянием массы подвижных механических частеи компенсатора. Увеличе. ние в 2 раза диаметра трубопровода сопровождается уменьшением в 4 раза приведенной массы жидкости.
113 Расчет приведенной массы жидкости рассчитывается по выражению м„р — — ш ( — ), где т — масса жидкости; .П и д — диаметры цилиндра компенсатора и трубопровода. Недостатками поршневых компенсаторов являются большая их инерционность, обусловленная массой поршня, а также наличие трения в его цилиндре; к инерционности поршня добавляется инерционность столба жидкости в канале (трубке) а, соединяющем жидкостный резервуар компенсатора с рабочей магистралью гидросистемы.
Вследствие этого поршень компенсатора может вступить в колебания в результате действия ударной волны или колебаний давления в сила = салат стеме, что приведет и асинхронному, по отношению к действию ударной вол,Ф'' ны, изменению знака направления движения жидкости в атом канале (к появлению «отрицатель- а ной» скорости). При этом а! ф давление в канале может превысить давление ударРис. 48, Гаситель гидравлического удаРа ной волны в защищаемой мембранного пша магистрали, в результате чего подобный компенсатор не только не будет поглощать энергию волны, а усугублять ее действие, что приведет к увеличению ударных давлений.
В целях уменьшения инерционности подвижного элемента компенсатора разделение жидкостной и газовой сред выполняют с помощью эластичной резиновой мембраны (рис. 48, а). Емкость газовой полости обычно составляет 200 †2 сл'. Приведенные выше рекомендации по снижению инерционности столба жидкости в соединительном канале сохраняются в силе и для последнего компенсатора, поскольку при несоблюдении их эффективность погашения компенсатором гидравлического удара может быть полностью нарушена (ударная волна будет проходить мимо резервуара компенсатора). Последнее подтверждено испытаниями пневмогидравлического диафрагменного компенсатора (рис.
48, б), результаты испытания (длина трубки 100 см и диаметр 12х10 льм) которого показали, что влияния на колебания давления в гидросистеме (частота колебаний 100 гц и выше), этот компенсатор, практически не оказывал. Наблюдались также случаи, когда присоединение компенсатора трубкой большой длины (1,0 м) и малого сечения привело И4 к повышению ударных давлений по сравнению с работой без компенсатора.
Однако при правильной установке диафрагменного компенсатора заброс ударного давления у перекрывного крана (заслонки) при прямом гидроударе не превышает 10э4 аначения давления зарядки компенсатора. Клапанные гасители гидравлического удара. Для ограничения величины ударного давления применяют также предохранительные клапаны (рис. 47, в). Для того чтобы устранить прохождение ударной волны по магистрали за предохранительный клапан, т. е. максимально поглотить энергию ударной волны, необходимо уменьшать инерционность затвора клапана, которая зависит от массы подвижных его частей и жидкости, находящейся в трубе, соединяющей клапан с магистралью и баком.
Эта труба должна быть минимальной длины и возможно большого сечения. Очевидно, наиболее эффективной при всех прочих равных условиях будет установка клапана непосредственно на рабочей магистрали со сбросом жидкости при срабатывании клапана в атмосферу (беэ применения сливного трубопровода). Следует также указать, что для гашения гидравлического удара пригодны лишь клапаны прямого действия (см. рис. 218, а — з), а не клапаны с серводействием (двухкаскадные клапаны см. рнс. 226, а), которые отличаются от первых более длительной по времени паузой (задержкой) между подачей сигнала давления и открытием основного затвора, обусловленной двухступенчатостью действия и дополнительной инерционностью жидкости в каналах малых сечений, в силу чего последние клапаны не в состоянии реагировать на столь быстротечный процесс ааброса давления, какой имеет место при гидравлическом ударе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
