Вакина В.В., Денисенко И.Д., Столяров А.Л. - Машиностроительная гидравлика (1067412), страница 27
Текст из файла (страница 27)
13.2, а) предусматривается переливной клапан, который поддерживает в нагнетательпом трубопроводе постоянное давление путем непрерывного слива рабочей жидкости. В этом случае расход жидкости, поступающей в гидроцилиндр, равен расходу жидкости через дроссель: а=а =р3„~~ — (р,— р,),, (13.1) тК 2 где р — коэффициент расхода; Я вЂ” площадь проходного отверстия дросселя; р, и р, — давление соответственно перед дросселем и за ним. Если пренебречь потерями давления в гидролинии и в гидрорас- 6 Рис. !3.1 и б й Рис.
13.2 Р Р1= 3 (!3.5) Рис. 13.3 1б5 пределителе, то давление Р, можно определить по формуле ()3.2) где )с — усилие на штоке гндроцилиндра; 8„— площадь поршня. Следовательно, средняя скорость перемещения поршня гидроцилиндра =Р Р ~1 ддр / 2 ! Н (!3.3) 3р 3р Р р Отсюда видно, что скорость поршня зависит от площади проходного сечения дросселя и усилия на штоке.
Возможна также последовательная установка дросселя на выходе после гидродвигателя (рис. !3.2, б). Как и в предыдущей схеме, давление Р, в нагнетательной гндролинии поддерживается постоянным с помощью переливного клапана. Скорость поршня в этом случае ()3.4) Комбинацией двух рассмотренных выше схем является гидропривод с дросселями на входе и выходе (рис. !3.2, в), причем функции обоих дросселей выполняет в большинстве случаев дросселирующий золотник. На рнс. !3.3 показано параллельное включение дросселя. Он устанавливается в гидролинии, соединяющей нагнетательный трубопровод со сливным.
Поскольку в этом случае давление р, на входе в дроссель зависит от нагрузки )г гидроцилиндра, то необходимость в переливном клапане отпадает. Вместо него устанавливается предохранительный клапан. Если пренебречь трением, то давление а л, а, лг Рас. 13.4 В этом случае подача насоса Я„разветвляется на два потока: ߄— поступает в гидродвигатель, Я вЂ” через дроссель по сливной гидро- линии в бак.
Поэтому 0 =Я.— Юц. (13.6) М р„=бр, +бр, =2н — +Лрч„ о (13.10) где Лр„„и М,„— перепад давления и крутящий момент на валу гидромотора; Лр,р — потери давления на трение в трубопроводах. Таким образом, для системы гидропривода с регулируемым насосом, когда и, = сопз1, У = сопз1, Лр„„= сопз1, можно записать: лт,„=+ 'г' Ьд = сопз1, (13.11) У, =Ф,„=- Я„бр ~сопз1, (13.12) 166 ' я а скорость перемещения поршня (13.7) Из этой формулы видно, что скорость поршня зависит от степени открытия дросселя и усилия на штоке Я. Машинное управление гидроприводом характерно тем, что изменение скорости выходного звена достигается изменением рабочего объема насоса, либо гидродвигателя, либо одновременно изменением рабочего объема того и другого.
Простейшие схемы гидроприводов с машинным управлением показаны на рнс. 13.4. Для всех схем при отсутствии утечек справедливы соотношения: (13.8) где я, — подача насоса; я„ — расход через гидромотор; у,„ и р„,— рабочие объемы насоса и гндромотора; и„ и л„ вЂ” частоты вращения насоса и гидромотора.
Из формулы (13.8) следует (13.9) ом Давление в такой системе изменяется в зависимости от нагрузки гидромоторш т. е. идеальный момент на валу гидромотора постоянен, а мощность прямо пропорциональна расходу и перепаду давления на гидромоторе (рис. 13.4, а). Для схемы гидропривода с регулируемым гидромотором (рис.
13.4, б), когда л, = сопз1, 1',„= сопз1, ЛР,„сопз1, справедливы зависимости: Мгм = — кгггцРгм ~ 2 )гов — чь сопз1, (13.13) 1 1 "" г~ Ртйр~~ сон 61 (13.14) Идеальный момент на валу гидромотора изменяется в этом случае обратно пропорционально частоте вращения вала, мощность гцдромотора при этом постоянна. Объемный гидропривод, включающий насос и гидромотор переменного рабочего объема (рис.
13.4, з), представляет собой сочетание двух предыдущих схем. Он является наиболее сложным и позволяет реализовать наибольший диапазон регулирования частоты вращения гидромотора. Регулирование такой системы осуществляется последовательно. Когда необходимо увеличить частоту вращения вала гидромотора от 0 до п,„, поступают следующим образом: — в насосе устанавливают нулевой рабочий объем, а в гидромоторе — наибольший; — запускают приводной двигатель насоса и выводят на заданный скоростной режим; — рабочий объем насоса постепенно доводят до максимальной величины, в результате чего частота вращения вала гидромотора достигает значения, соответствующего номинальной мощности; — для дальнейшего увеличения скорости вала гидромотора его рабочий объем постепенно доводят до минимально возможного значения, останавливая этот процесс при появлении первых признаков неустойчивой работы.
В этом и состоит наиболее общая методика машинного управления объемным гидроприводом. 13.2. Расчет гидреепперетев 13.2.1. Расчет гндродросселей. Гидродроссель — это гндроаппарат управления расходом, предназначенный для создания сопротивления потоку рабочей жидкости. Он представляет собой местное сопротивление с наперед заданными характеристиками, что обеспечивает поддержание желаемого перепада давления при определенном расходе рабочей жидкости.
Различают линейные дроссели (вязкостного сопротивления) и нелинейные. В первых потери давления определяются, в основном, трением жидкости в канале, имеющем достаточно большую длину (рис. 13.5, а). При этом устанавливается ламинарный режим течения и перепад давления прямо пропорционален скорости течения в 167 первой степени. Расход через дроссель в этом случае определяют по формуле О= — А (13. 15) 12ВИр где 1 и б — длина и диаметр канала дросселя; ч — кинематическая вязкость; р — плотность жидкости; Лр„р — — р, — рз — перепад давления на дросселе; р, и р, — давление до и после дросселя.
В нелинейных дросселях потери давления обусловлены отрывом потока от стенок и вихреобразованием. Наиболее распространенными из них являются квадратичные дроссели, потери давления в которых прямо пропорциональны квадрату расхода: Д = р5 у — Лр„, = РЯ„р у — (р, — р,), (13.16) Р где Р— коэффициент расхода, равный для щелевых дросселей 0,64... 0,70, для игольчатых 0,75...0,80; З„г — площадь проходного сечения дросселя. Простейший квадратичный дроссель (рис. 13.5, б) представляет собой весьма малое отверстие с острой кромкой, длина которого составляет 0,2...0,5 мм.
13.2.2. Расчет гидроклапана давления. Гидроклапан — это гидро- аппарат, в котором размеры рабочего проходного сечения изменяются от воздействия потока рабочей жидкости. Гидроклапаны бывают регулирующие и направляющие. Гидроклапан давления — это регулирующий гидроаппарат, предназначенный для управления давлением рабочей жидкости. Напорный гидроклапан — это гидроклапан давления, преднйзначенный для ограничения давления в подводимом к нему потоке жидкости.
Запорно-регулирующий элемент напорных гидроклапанов бывает шариковый, конический, золотниковый. Расход жидкости, проходящий через щель напорного гидроклапана, а=рл„)/ — 'Лд =Рз ~à — '(р — р) (13 Г7) Р где Р = 0,62...0,70 — коэффициент расхода; Я вЂ” площадь щели кла ана Ьр — перепад давления в клапане; р, и р, — давление на и 1 к входе и на выходе из клапана. Для кромочных клапанов (рис.
13., ) 3 = Ыгз(и~3, (13. 18) где д — диаметр входного канала; г — высота подъема запорно-регулирующего элемента; р — половина угла конуса, причем (13.19) Ц Я= р3. '1 —,/1р.= р3.'у —,(Р.-Р). (13.24) 169 где скорость о во входном канале, которая обычно не превышает 15-м/с, и лишь при давлениях свыше 20 МПа ее допускаемое значение 30 м/с. Равновесие запорно-регулирующего элемента клапана в момент начала открытия характеризуется равенством Р,=р„,З, =сг„ (! 3.20) где Р, — усилие пружины в момент открытия клапана, с — жесткость пружины, г, — предварительная деформация пружины.
При установившемся движении жидкости через щель открытого клапана (рис. 13.6, б) равновесие его запорно-регулирующего элемента выражается уравнением Р„= с(г, + г) — р„DŽ— Р, — Р„ (!3 21) где Є— уменьшение силы из-за движения потока в зоне щели, приближенно определяемое по формуле Р„= рЯс,„соз (1, (! 3. 22) с — скорость жидкости в щели; Я вЂ” расход; Р, — увеличение силы в результате натекания потока со стороны седла Р, = РЯс, (13.23) о — скорость жидкости во входном канале клапана. 13.2.3.
Расчет золотникового распределителя. Гидрораспределитель — это направляющий гидроаппарат, предназначенный для управления пуском, остановкой н направлением потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях в зависимости от внешнего управляющего воздействия. Наибольшее распространение в технике получили золотниковые распределители. В золотниковый, например четырехлинейный, распределитель жидкость поступает от насоса через окно 1, а из распределителя она направляется через окно 2 к гидродвигателю (рис. 13.7).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
