Metodichka_Dz_1_OGM (563017), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Гидродвигатель — зто устройство, которое преобразует механическую энергию потока жидкости в механическую энергию выходного звена. Объемные гидродвигатели различают по характеру движения выходного звена: с неограниченным вращением — гидромоторы, с ограниченным по углу поворотом — поворотные гидродвигатели, с поступательным движением — гидроцилиндры. Объемные гидромашины в большинстве случаев являются обритимьгми, т. е. могут работать как в качестве насоса, так и в качестве гидромотора. Поскольку конструкция гидромотора аналогична конструкции насоса, то их рабочий объем вычисляется по одним н тем же формулам (1), (2).
На гидравлических схемах гидромотор обозначается так, как показано на рис. 4, а. Гидромоторы, так же как и насосы, могут быть регулируемыми и нерегулируемыми. Гидроцилиндры двустороннего действия — это такие гидро- цилиндры, у которых движение выходного звена (штока 2) под действием жидкости возможно в двух направлениях (показаны иа рис.
б, а, в). Отличаются друг от друга они тем, что в одном случае гндроцилиндр имеет два штока (см. рис. 5, а) это гидроцнлиндр с двусторонним штоком„а в другом — один шток (см. рис. 5, в), это гидроцилнндр с односторонним штоком. В последнем случае (6) Р„ Я =9 — "=тЯ, В А Р А п(Р). Рис. 5. Схеиы гидродвигз'гелей: а — гндроцилиидр с двусторонним штоком;  — поворотный гидродви гателгз в — гвдроциливдр с одвосторорприм штокои„г — харэктеристи ка гидроцилипдра; А' — поршень; 2 — шток; 3 — лошютгн 4 — вал; А и  — полости гндродзигателей площади поршня, которые взаимодействуют с жидкостью, различны." Р > Р„(см.
рис. 5, в). Полости гидроцилиндра, примыкающие к этим площадям, получили название поршневой (слева) и штоковой (справа). Поворошвый гидродвигатель схематично показан на рис. 5, б. Он состоит из корпуса, двух крышек (на рисунке не показаны), вала 4, с которым жестко соединена лопасть 3, и уплотнений, герметично разделяющих полости А( и В между собой. При подаче жидкости в одну из полостей лопасть поворачивается на ограниченный угол, вытесняя при этом жидкость из другой полости. Для расчета гидропередачи необходимо знать нагрузочную характеристику гидродвигателн, т.
е. зависимость скорости движения выходного звена от нагрузки на том же звене. Для гидро- мотора это зависимость угловой скорости вала ш от момента М на нем — ор(М), а для гидроцнлиндра это зависимость линейной скорости движения штока и от силы Р, приложенной к штоку— При идеализированном рабочем процессе момент на валу как насоса, гак и гидромотора в общем случае для регулируемой мап|ины вычисляется по формуле ур М = — чре, 2з где р — перепад давления па гидромоторе, а скорость вращения его вала рэ определяется при заданном расходе из формулы (3). При идеализированном процессе и фиксированном расходе жидкости, подводимой к гидромотору, угловая скорость вращения его вала не зависит от момента.
Нагрузочная характеристика регулируемого гидромотора показана на рис. 4, 6. Сила Р, возникающая на штоке гидроцилиндра, и скорость его движения и определяются из известных в гидромеханике соотношений. Для гидроцилиндра с односторонним штоком (см. рис.
5, в) при подаче жидкости (гА в левую (поршневую) полость скорость движения штока при отсутствии утечек а сила на рптоке, если пренебрегать силами трения, где рр и ра — давления в поршневой и штоковой полостях; Р„и Р— площади поршня соответственно со стороны поршневой и ш штокозой полостей. Из сказанного выше следует, что при фиксированном расходе 9 скорость штока не зависит от нагрузки и нагруэочная А характеристика представляет собой прямую линию, параллельную оси абсцисс (рис. 5, г). Следует отметить, что расход 9„, вытесняемый поршнем нз штоковой полости, меньше подводнмого расхода ргрр где с целью сокращения записи введено обозначение т = Р / Р, = арр ~ ОЗ Из вспомогательных гидравлических устройств рассмотрим регулирующую гидроаппаратуру — дроссель и напорный клапан.
О 6-Х 6 Лр и (рис. 7, з): 0 прядр < р,; 9= д(др — р,) приор > р„, (8) ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ 11 Рнс. 6. Регулвруемь|й дросселгс а — полуковструктввная схема; б -- условное обозначение; в — расходяо-псреяэдвая характеристика Дросселя — местное гидравлическое сопротивление, обусловлепное чаще всего уменьшением площади проходного сечения, котороо вызывает падение давления Лр при протекании через него потока жидкости Ц.
Дроссели широко применяются для изменения и регулирования расхода жидкости. На рис. 6, а схематично показан регулируемый дроссель, а на рис. 6, б — его обозначение на гидравлических схемах. Регулирояание сопротивления дросселя осуществляется изменением площади ( проходного сечения потока путем перемещения регулировочной лиглы». Зависимость расхода, жидкости, протекающей через какой- либо гидравлический аппарат, от перепада давлении на нем Щ(Лр)) называется расходно-перепадной характеристикой. Характеристика дросселя зависит от формы его проточной части и от числа Ве. Для дросселя, проточную часть которого можно представить в виде течения через диафрагму с площадью отверстия 7, коэффициент расхода р приближенно допустимо считать постоянным, не зависящим от числа Ве. В этом случае расход определяется по известной из гидромеханики формуле где р — плотность жидкости, а характеристика дросселя представляет собой параболу (рис.
б„я). Напорные нлинаны могут использоваться в качестве предохранительных или переливных клапанов. Предохранительные клапаны, которые действуют эпизодически прн аварийной ситуации, предназначены для защиты гидро- системы от давления, превышающего установленное значение, переливные клапаны — для поддержания заданного давления при непрерывном протекании через него жидкости.
Ряс. 7. Предохрявятельяый класая: а -- яолуконструктввяая схема; б — условно» обозяачеяпе; и — расходяо-яерепадяяя характеристика; 1 — заварная лгяяя; 3 — ляпяя слива Схема простейшего предохранительного клапана показана на рис. 7, а, а его обозначение на гидравлических схемах — на рис. 7, б. В данном клапане прямого действия жидкость непосредс"гвеппо воздействует на запорный элемент (на рисунке изобраясен в форме шарика), нагруженный с противоположной стороны силой пружины. Когда сила давления со стороны напорной линии превысит силу пружины, шарик отожмется от «седлал, и жидкость через образовавшуюся щель будет перетекать в полость слива.
Таким образом в напорной линни будет поддерживаться давление примерно на заданном уровне. Для клапана расходно-перепадную характеристику можно представить в виде непрерывной кусочно-линейной функции где я — коэффициент, определяющий крутизну линейной части характеристики (коэффициент наклона характеристики); р — дав- ление настройки клапана, при котором начинается его открытие (давление открытия клапана).
Рассмотрим два примера гидравлического расчета гшпюпередач. Пример 1. Гндропередзча с разомкнутой циркуляцией жидкасти состоит из нерегулируемого насоса и гидромотора, предохранительного клапана и регулируемого дросселя, который установлен в параллельной с гидромотором линии и предназначен для регу- Н ) Рис. 8.
Схема гидравлической передачи: 1 — насос нерегулируемым; Л вЂ” гидромотор нерегулируемый; 3 — бан; 4 -- лроссель регулируемый; Б — предохранительный клапаи лирования скорости вращения вала мотора. (При разомкнутой циркуляции жидкость от гидродвигателя поступает в бак„откуда снова подается в гидросистему насосом.) Требуется построить нагрузочную характеристику юг(М,), т. е. зависимость угловой скорости вала гидромотора <е,от нагрузки на его валу — момента М .
г' Заданы следующие параметры гидравлических устройств: для насоса — рабочий объем Ум и угловая скорость вращения его вала ю,, для гидромотора — рабочий объем Ум„для напорного клапана — давление открытия р и коэфФициент наклона характеристики Ь; для дросселя — коэффициент расхода р, площадь отверстия Е.
плотность жидкости р. Здесь н далее все величины, которые относятся к насосу, будем обозначать с индексом 1, а к гидродвигателю — с индексом 2. Гидравлическая схема описанной гидроцередачи представлена на рис. 8 (гидравличеокие линии на схеме не обозначены). Решение. Общий подход к расчету состоит в том, что для каждой отдельной гидравлической ветви записывается баланс энергий, а для узловых точек, где сходится несколько ветвей, баланс расходов. Под гидравлической ветвью принято понимать такой участок гидросистемы, который состоит только из последовательно соединенных гидравлических устройств и вдоль которого расход жидкости остается одним и тем же.
Применительно к гидравлической системе, приведенной на рис. 8, следует составить нять уравнений баланса механической энергии для ветвей а — Ь, Ь вЂ” с, с — А с — е и Ь вЂ” Е и два уравнения баланса расходов для узлов Ь и с. Рве. 9. ГраФик напоров длз гидравлической ветви с засосом При установившемся движении жидкости для участка магистрали, на которой расположен насос (рис. 9), баланс энергий выглядит следующим образом: (10) где Н, и Пз — напоры в начальном и конечном сечениях рассматриваемого участка гидравлической линии, которые, как известно из гидромеханики, равны г т р 1 ру + ног / 2у; Н Я ) —— — -- Н', — Н, — напор насоса, который равен разности напоров жидкости в выходном и входном сечениях и в общем случае является функцией подачи 9; 1;Ь вЂ” гидравлические потери энергии на участке от 1 до П сечений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
