Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 87
Текст из файла (страница 87)
стр. 35). Выше было отмечено (см. стр. 37), что при иаменении давления от нуля до 1000 кГ,'сл' коэффициент сжимаемости минеральных масел (при атмосферном давлении и нормальной температуре) уменьшается в среднем на — 30 — 40% и синтетической жидкости на 60 — 70% своей первоначальной величины. При некотором же высоком давлении (2500 — 3500 кГ(см') дальнейшее повышение давления не сопровождается заметным изменением (уменьшением) объема жидкости, ввиду чего применение существующих жидкостей в пружинах с давлением выше 2500 кГ~см' практически нерационально.
указанная нелинейность изменения давления жидкости в функции обжатия определяет также силовую характеристику жидкостной пружины, которая в отличие от характеристики спиральной металлической пружины не является линейной. Следует отметить, что жидкостная пружина не может быть рекомендована к использованию в качестве аккумулятора энергии 1б т.
и. Балта долговременного действия ввиду возмо>кностп аначятельного нарушения стабильное>н ее характеристик при изменениях температуры, которое здесь обусловлено тем, что изменения объема жидкости при обжатиях пружины в изотермном процессе близки (одного порядка) по величине к изменениям, обусловленным тепловым ее расширением, ввиду чего характеристики такого аккумулятора будут зависеть от колебания температуры. Влияние на характеристику пружины режима сжатия и качества жидкости. Рассмотренные выше вопросы сжатия жидкостной пружины относятся к изотермному процессу, который характеризуется столь медленным сжатием, что выделяемое при этом тепло рассеивается, в результате чего сжатие происходит при постоянной температуре жидкости.
Однако сжатие жидкое>и в рассматриваемом здесь случае ее применения обычно протекает со скоростями, прп ко>орых выделяющееся >вяло полностью ве рассеивое>ся, а в большем нли меньшем количестве концонтрируе>ся в жидкости, повышая ее температуру и соответствевио увеличивая ее объем, а также наменяя прочие ее характеристики.
Ввиду этого давление н идкости при обжатии пружины с реальными скоростями может значительно превышать давление при об>катин по изотермному режиму. Учи>ывая это при уточненных расчетах быстродействующих жидкостных пруя<ин, следуе> исходить не из изотермного, а из политропного процесса, при котором развивак~щееся прн сжатии жидкости тепло частично расходуется на повышение ее температуры. Предельным, с этой точки зрения, является адиабатный процесс сх>атия, при котором все тепло, соответствующее энергии сжатии жидкости, расходуется на повышение ее температуры.
Расчеты показывают, что при сжатии по этому предельному процессу минеральной жидкости от нулевого давления до 3500 кГ>сх>з повышение температуры примерно равно 35' С. Поскольку повышение температуры жкдкости сопровождается понижением объемного модуля ее упругости, а также тепловым расширением жидкостн, характеристика пружины в конце ее сжатии в этом режиме может отличаться от расчетной в изотермном режиме. Однако поскольку повьш>ение температуры жидкости, происходящее при динамическом обжатии пружины, сопровождается понижением модуля упругости жидкости и одновременно увеличением ее объема, а следовательно, повышением начальногодавления жидкости, влияние температуры на один их атих параметров частично компенсируется противоположным влиянием на другой, в результате рааница в характеристиках при статическом и динамическом обжатии не достигает значительной величины.
На рис. 259 показаны характеристики пружины при статическом (1) и динамическом (2) обжатии. Кривая динамического сжатия получена путем сбрасывания груза ((700 кг) с высоты 500 з>м; обжатие пружины составляло 90 л>м, 450 0 20 00 бб 00 мм Хоб поршня Рпе. 26(>. Схема жидкостной пружины с демпфером 451 Важной характеристикой жидкости, применяемой в жидкостны> пружинах, является также зависимость ее вязкости от давления и температуры. Иа приведенного видно, что лучшей для применения в пружинах является я'идкость, которая обладает высоким козффнциентом сжимаемости и низким коэффициентом теплового расширения, а также обладает стабильной вязкостью при изменениях температуры и давления.
й >б000 Из существующих нсидкостей этим условиям наиболее полно 0000 удовлетворяют силиконовые (зтилполисилоксановые), сжимаемость которых примерно на 40 — 50 % выше, чем сжимаемость жидкостей минера льного происхожде Рпс. 259. Кривые статического ния(см. рис. 16 — 19). Одновремен- (1) з динамического (2) ебжатип но с этим силиконовые п<идкости име>от более стабильные. чем минеральные жидкости, характеристики вязкости от давления и температуры (см. рис.
9, 10). Демпфирование энергии. В жидкостных пружинах, нспользумых в качестве амортизаторов, предусматривается демпфирование некоторой части энергии сжатой жидкости, для чего пружину снабжают демпфером в виде дросселя одностороннего или двустороннего действия. Демпфирование ввергни (дросселирование жидкости) происходит либо прв прямом ходе (прн обжатии пружины), либо при об- 1 2 0 ратном ходе (при распрямлении пружины), либо одновременно как при прямом, так и при обратном ходах.
Распространенными являются жидкостные пру>кипы второго типа, и которых при прямом ходе происходит практически чистое потенцировапие сжимающейся жидкостьк> ввергни, демпфирование же ее происходит при распрямлении пружины. Торможение при обратном ходе осуществляется в нашей схеме тем, что жидкость, ааключенная в камере, продавливается прн распрямлении прул>ивы через малые отверстия в плавающем перекрывном клапана 1 (см. рис, 2Г>0). Этот клапан при сжатии пружины перемещается давлением вытесняемой жидкости влево и открывает проходные отверстия 3 в поршне 8, благодаря чему жидкое ге будет протекать без сопротивления, при распрямлении я<е пружины клапан под действием потока сжимаемой жидкости перемещается вправо и перекрывает проходные отверстия, в результате чего вытеснение жидкости из левой полости цилиндра в правую будет происходить лишь через дроссельные отверстия малого сечения в клапане 1, при протекании через которые некоторая часть энергии сжатой жидкости преобразуется в тепло.
На рис. 261 покааана схема распространенной пружины (амортиаатора) с демпфером, в которой в целях обеспечения качественного направления рабочего штока (скалки) применен телескопический цилиндр. Ввиду сложности процесса демпфирования расчет производят, принимая ряд допущений и осредняя значения искомых параметров. Поделив работу А, которую должна поглотить жидкость Рис, 26т. Схема жидкостиого амортиаатора с демпфироэаиием энер- гии при ходе распрямлекия при проходе ее через дроссельное 'отверстие демпфера (см.
рис. 272, в), на ход пружины Ь, найдем среднее усилие Р на ее штоке, развиваемое перепадом давления, создаваемым сопротивлением этих каналов: Р=— А Ь Поскольку Р = ) Лре, где ) — площадь штока и Ар — сопротивление дроссельного отверстия, можем написать Р А Лр / й) Перепад давления гтрвр на дросселе и расход жидкости через дроссельное отверстие сечения ю связаны соотношением (см. выражение (74)1 (451) где Гт — средний расход жидкости; р — коэффициент расхода; у — объемный вес жидкости; я — ускорение силы тяжести.
452 Задавшись временем ~ распрямления пружины на величину Ь, находим среднюю скорость ии движения ее поршня: В соответствии с этим средний расход () жидкости через дроссельное отверстие демпфера (клапана) определится выражением (452) где хр' и Н вЂ” диаметр цилиндра и штока амортизатора. Решая совместно приведенные уравнения, находим площадь ю сечения дроссельного отверстия (допускаем полную герметичность прочих мест соединения): Я (ве-а > аре» 2д 4 1/арер 2е -1/ . „1/ .2 (453) Коэффициент расхода для днафрагменного дросселя (в виде отверстия в тонкой стенке при условии г ) 2пг, где г и Н вЂ” толщина стенки и диаметр отверстия) может быть приближенно принят равным р ж 0,60. Средний перепад давления в дроссельном отверстии при упрощенных расчетах люжет быть принят равным Ртах Сгрор = Рис. 262. Схема импульсного гидропривода В схемах с демпфированием на прямом ходе плавающий клапан располагается с противоположной стороны поршня.
Импульсный гидропровод. Упругие свойства жидкости используются для создания импульсного гндропривода, который применяется в машинах ударного действия (молотах и прочих установках), а также в качестве источника вибраций в мощных испытательных установках. Подобный привод позволяет получить до 300 — 400 ньшульсов (ходов) в минуту, при небольших яге ходах можно получить число импульсов (частота вибрации) до 100 гй. Принцип действия этого привода (рис. 262) основан на использовании энергии мгновенного расширения предварительно сжатой жидкости. Привод состоит ив жидкостной пружины, представляющей собой заяолнепный жидкостью под некоторым давлением р, сосуд (цилиидр) 1 с входящей в него скалкой (штоком) 2, соединенной с поршнем 4 приводного силового цилиндра 8. Поршень 4 несет со стороны, противоположной скалке 2, шток 6, к которому присоединяется внешняя нагрузка.
Питание силового цилиндра 8 жидкостью осуществляется с помощью распределителя 8 с быстродействующим (электромагнитным или иным) управлением, при помощи которого рабочая (нижняя) полость цилиндра последовательно соединяется с источником питания (насосом) и с баком. При подаче жидкости в силовой цилиндр скалка 2 перемещается вверх, сжимая жидкость в сосуде 1; давление сжатия обычно выбирается равным 500 — т000 кГ(слз. При переключении распределителя 8 в положение слива жидкости из рабочей полости цилиндра 8 скалка 2 с присоединенной нагрузкой ударно перемещается под действием давления сжатой жидкости вниз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
