Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Регулирование скорости гидродвигателя (даня<ения поршня силового цилиндра нли вала гидромотора) в мощных передачах (мощность более 5 л. с.) обычно осуществляется регулированием подачи насоса 1 и в передачах меньших мощностей — с помощью дросселя 4, который позволяет создать сопротивление на выходе из насоса, в результате которого часть жидкости будет отводиться (переливаться) через предохранительный клапан б в бак б. При полном перекрытии трубопровода дросселем 4 вся жидкость будет удаляться в бак, в результате скорость гидродвнгателя 2 будет равна нулю. Дроссельное регулирование связано с потерей мощности и нагревом жидкости, поскольку анергия, соответствующая расходу жидкости через клапан б в бак, под давлением его настройки теряется, превращаясь в тепло.
Рассмотренная выше схема гидросистемы относится к числу простейших, в которых управление потоком жидкости сводится лишь к изменению его направления к той или иной полости силового цилиндра, без какого-либо воздействия на закон движения поршня последнего. В том случае, когда это воздействие осуществляется и оно связывается с циклом работы машины или с управлением по программе, гидропривод становится частью системы автоматического или полуавтоматического регулирования и элементы гидропривода нааывают элементами гндроавтоматики, а гидросистему— автоматической или полуавтоматической. Применяемые давления и расходы жидкости. В гидросистемах применяют, в основном, давления до 200 кГ/см' и реже 350— 700 кГ/скз.
Вообще жс объемный насос может развить любые давления, при которых жидкости еще сохраняют свои свойства. Потеря этих свойств, ограничивающая величину давления, обусловлена тем, что практически большинство жидкостей, в том числе и жидкости нефтяного происхождения, при давлениях 20 000— 30 000 кГ/см' превращаются в твердое тело. Например, вода при 20' С превращается в твердое тело при давлении 8400 кГ)см'. Из выражения (5) следует, что повышением давления жидкости можно увеличить при том же ее расходе мощность гидропривода, а следовательно, молзно снизить его вес и габариты.
В гидросистемах машин применязотся насосы мощностью до 100 л. с., однако в некоторых случаях применяются насосы с расходом (производительностью) до 8600 лаан с приводной мощностью прп давлениях 220 кГ(см' выше 3000 квт. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ 'ПРИМЕНЕНИЯ 1 ° ГИДРОПРИВОДА Глава 1 РАБОЧИК )КИДКОСТИ И ИХ СВОЙСТВА Рабочим телом (средой) в гидравлических системах являются капельные жидкости, характеризуемые высокими, по сравнению с газами, объемным модулем сжатия и вязкостью.
В основном применяются минеральные масла, представляющие собой жидкие дистиллаты, загущенные парафином, цереаином и другими твердыми углеводородами, а также жидкости на основе органических и кремнийорганических соединений. Особенно широко применяются смеси минеральных масел, полученные смешиванием мало- вязких нефтепродуктов с высоковязкими компонентами (загустителями). Основными показателями для оценки качества рабочей жидкости служат вяакостно-температурные свойства, химическая и физическая стабильность, антикорроаионные свойства, агрессивность по отношению к резиновым уплотнительным деталям, смааочная способность, теплофизические свойства и вспениваемость, а также огнестойкость и температура замерзания.
Весомость жидкости характеризуется объемным весом (удельной силой тяжести) и плотностью, которые фактически обозначают одно и то же свойство жидкости, — отношение веса или массы жидкости к ее объему. При расчетах обычно используют объемный вес (вес единицы объема вещества), который зачастую называют весовой плотностью, причем выражают его обычно как отношение веса в килограммах к объему в кубических сантиметрах или метрах.
При равномерном распределении массы объемный вес ба ~д (6) где С, — вес некоторого объема У жидкости; с, т= — ' — масса рассматриваемого объема жидкости; И у — ускорение силы тяжести. Учитывая, что масса т = рр и вес С = уу = ту, объемный вес можно выразить через массовую плотность (количество массы жидкости, заключающейся в единице ее объема) и ускорение силы тяжести йч у = Ра где р — массовая-плотность в кГ сек'~ем' или кГ секз(м4.
Для минеральных масел можно принять у = 900 кГ)гкз. Различают также удельный объем я1идкости, под которым понимают объем единицы ее массы: = — = — или Р р=1. тл к р т Объемный вес не следует смешивать с безраамерным относительным удельным весом жидкости (а), под которым понимается отношение веса данной жидкости 6 к весу дистиллированной воды 6, при 4' С, ваятой в том же объеме. Плотность имеет важное значение при расчетах режимов течения жидкости череа местные сопротивления, потеря напора в которых обусловлена в основном ускорением жидкости, а следовательно, перепад давления Ьр, как зто следует из теоретического .
Гглр соотношения и = 1г, — (см. стр. 79), будет зависеть от плотно- Р сти жидкости, т. е. Лр= — ри . з 2 Плотность жидкости определяет величину ударного давления при гидравлическом ударе (см. стр. 103), а также сопротивление магистралей (трубопроводов) в переходных процессах. Так, например, для создания некоторого ускорения в трубопроводе, заполненном жидкостью с удельным весом ртути (13,6 Г(сиз) потребуется давление в 17 раз больше, чем в заполненном минеральным маслом с удельным весом 0,8 Г(см'.
При применении первой жидкости сила инерции будет настолько большой, что на создание требуемого ускорения столба жидкости будет расходоваться значительная часть рабочего давления, а также будет замедляться быстродействие системы и реакция последней на командные импульсы (сигналы). Плотности и объемный вес определяются по ГОСТУ 3900 — 47. Зависимость объемного веса от температуры.
Плотность и соответственно объемный вес жидкости зависят от температуры, ввиду чего с изменением последней будет изменяться также и удельный объем. Указанная зависимость характеризуется температурным козффициентом а объемного расширения жидкости, представляющим собой число, выражающее относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на 1' С: а = — 1(град, пс лк — — относительное изменение рассматриваемого У начального объема %' жидкости; Лт 1, — 1, — иаменение температуры; г, и ц — начальная и конечная температуры жидкости; Лг' У вЂ” 'г' — изменение объема при повышении температуры с 1, до 1,; Г и У, — объем жидкости соответственно при температурах 1, и 1,.
В соответствии с этим изменение ЛУ объема и новый объем У, прн температуре 1„соответствующий приращению температуры от 8, до Ц, составят где (8) Л$' =- аЛЛг; 1~, = У + Л т' = г" (1 + шЛ г) (9) Объемный вес (весовая плотность) жидкости при новой температуре г, т 1+ аГп' (10) 1Б где у, — искомый объемный вес жидкости при ааданной температуре Ге = 1, + Л1; у — объемный вес жидкости при температуре т,. Коэффициент объемного расширения (и соответственно плотность) минеральных жидкостей, применяемых в гидросистемах машин, можно практически считать постоянным при обычных в эксплуатации температурах. Однако он зависит от давления, уменьшаясь с увеличением последнего.
На рис. 4, а показана зависимость плотности от давления и температуры в иаотермном процессе для минерального масла и ка рис. 4, б — для силиконовых жидкостей, характеристики которых приведены ниже (см. рис. 9, а и б). Среднее значение коэффицискта объемного расширения для авиационного масла типа АМГ-10 при давлениях от 0 ( р ( 150 вГ7см' можно принять равным 8 10 ' 1!град; или иначе температурное расширение этого масла составляет приблиаительно 0,08з при нагревании на 1' С.
Для более тяжелых минеральных масел он равен 7 ° 10 ' 1!град. Максимальный коаффициент имеют синтетические жидкости. Так, например, средний козффициент теплового объемного расширения жидкости на основе алкиловых полисиликатов при изменении температуры от 0 до 200' С равен а = 9,52 10"' 1!град. Козффициент объемного расширения зависит от объемного веса жидкости. Значения коэффициента расширения для нефте- продуктов разных исходных объемных весов приведены ниже (исходный объемный вес принят при 15'С): Объемный вес в ев/мв......
700 800 850 900 920 Коэффициент объемного расширении а 10', ....... 8,2 7,7 7,2 6,4 8,0 Поскольку плотность и удельный вес капельных жидкостей изменяются с изменением температуры в эксплуатации незначительно, при гидравлических расчетах достаточно принимать постоянные значения этих параметров. В частности, подобное допу- г/см' ггбмг с ыо 8 й гаа оуо с 0020 а 0,700 о с 07еа 0,700 а 200 ЕРО баанГ/снг .ааВнение ас Рис.
4. Зависимость плотности от давлении и тем- пературы: о — минерального масла! б — смлмкоковоз жидкости О г 2 3 е 5 б 7 Вгогнбанг гсабнение б! где Š— объемный модуль упругости жидкости; а и а — коэффициенты объемного температурного расширения жидкости и металла, из которого изготовлен цилиндр (или иная жесткая емкость), щение мох<ет быть принято при расчетах систем, предназначенных для работы в стабильных температурных условиях.
Однако возможны условия, в которых такое допущение может привести к серьезным нарушениям работы в результате объемного расширения жидкости при изменении ее температуры. В результате нагревания жидкости она может переполнить резервуары, а если она ваключена в жесткой замкнутой емкости, воаможно разрушение последней. Повышение давления гьр при нагревании силового цилиндра (или иной емкости) с аамкнутой в нем жидкостью при нагревании ее от с< до С, составит Лр = (а — а„) Е (с, — с,), Расширение жидкости может также нарушить тарнровку различных жидкостных приборов и датчиков. Значения коэффициента объемного расширения для некоторых металлов при температурах от 0 до 100'О приведены ниже. Углерслнстан сталь Алюии- магннл мень Грснаа Чугун Материал 71,4 77,7 49,5 Ксаффнаиюп расширении а 1пта ЗЗ ВЯЗКОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ Вяакость жидкости, под которой понимается ее сопротивление деформации сдвига, является наиболее важной характеристикой для расчета и цроектнровапия объемного гидравлического оборудования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
