Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод DJVU (948287), страница 57
Текст из файла (страница 57)
П. Гидроаневмояравод возможность длительное время удерживать груз в заданном положении без механических тормозов и перемещать рабочий орган из состояния покоя под полной нагрузкой; высокие коэффициент усиления мощности, быстродействие, надежность и КПД; сравнительно простое управление — бесступенчатое регулирование крутящего момента, ускорения и скорости движения в широком диапазоне в двигательном и тормозном режимах и простое реверсирование гидравлических двигателей; возможность создания привода с необходимыми статическими характеристиками; возможность сборки из серийно изготавливаемых, конструктивно унифицированных и стандартных агрегатов и узлов; управление приводом электрическими, механическими и пневматическими сигналами от аналоговых или импульсных систем управления (включая управление от ЭВМ, микропроцессоров, различных видов пультов управления и др.) в сочетании с возможностями встроенной логики; простота преобразования вращательного движения в поступательное.
Эти преимущества привели к большому распространению объемных гидроприводов, несмотря на незначительно меньший общий КЛД, чем у механических передач. Основные недостатки: зависимость характеристик гидропривода от температуры рабочей жидкости и окружающей среды; высокие требования к технологии изготовления и необходимость обеспечения и поддержания чистоты рабочей жидкости; необходимость высокой степени герметичности соединений для предотвращения утечек рабочей жидкости из гидропривода; пожароопасность при использовании горючей рабочей жидкости. Методика расчета, составления схем и нроектирования объемных гидронриводов. Проектирование объемного гидропривода состоит из нескольких этапов; анализ технического задания, в котором должны быть указаны основные функции исполнительных механизмов требуемого привода, а также силовые и кинематические параметры; определение типов исполнительных двигателей, принятие решения о допущениях, расчет гидравлических параметров (расход, давление) исполнительных двигателей по всем режимам их работы; 316 Гл.
8. Обьеииые гидроириеоды предварительный подбор гидроаппаратуры; определение параметров и типа насосной установки, при необходимости пересмотр или уточнение некоторых режимов; принятие решения о схеме разрабатываемого гидропривода, его составе и уточнение параметров гидроаппаратуры и гидроустройств; окончательный расчет параметров всех составных устройств и гидроаппаратов и подбор из числа существующих; проведение энергетического и теплового расчетов. При необходимости проводят дополнительные расчеты. 8.8. Примеры решения задач 8.1.
Пусть подача насоса Ди =- 27 лани, полный КПД насоса т)и =- 0,90; давление открытия переливного гидроклапана р, „= 10,0 МПа; утечки в направляющем гидрораспределителе Д „р — — 0,3 л/мин. Потери давления на гидрораспределителе Лр„„и, = 0,4 МПа при рп проходе в одном направлснии номинального расхода Ди,и,р = 32 л!мить Преодолеваемое гидроцилиндром (Ц) усилие Р;„ = 70 кН при скорости движения поршня Г„ = 0,05 м!с.
Гидродроссель (Др) открыт полностью и потери давления на нем отсутствуют. Диаметр поршня О = 100 мм, диаметр штока т1 = 50 мм. Объем- Др ный КПД гидроцнлиндра т1„, = 0,98, механический КПД т) „,„,.„= 0,96. Потери давления при номинальном расходе Б Я„„= 32 л!мин на гидролиниях нагнетания Ьр„„„„= Лр„, = О,б МПа. Определить: мощ- К задаче 8.1 ность насоса; мощность гидропривода; потребляемую гилроприводом мощность; потери мощности на гндроютапане; КПД гидропривода. Решение. Для обеспечения заданной скорости движения поршня в поршневой полости расход кпт е.
0,05 Я, = 'г'„= ' = 400,5 смт/с = 24 л/мин. 4т),~,„4. О, 98 При расходе Д, рабочей жидкости в поршневую полость расход Д из штоковой полости определяется как 317 Ч. 11. Гидропневмопривод Огг Ол. кВг)г4 х(Вг — с1г )1)4 17г ~г Я„, = Я, — =-0,75Д„= 300 смг)гс =18 л/мин. Прн подаче рабочей жидкости в штоковую полость расход из порш13г 4 невойполости Д, =Д„„, -- —,= — Д л. Рг — с1г 3 Потери давления на гндрораспределителе с учетом условия Д„=о ~Я юг алом гр дг дг ЛР л р Лрслоп гр Лрслл гр Потери давления на гидрораспределителе при расходе жидкости, поступающей из поршневой полости, ф 24г Лрл„= Лрло„„„, " = 0,4, = 0,225 МПа, " Я'„л,р 32' в штоковую полость дг 18г а„,„, 32 Аналогично находим потери давления на гидролинии нагнетания при подаче рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра; дг 24г ЛР = ЛР„, „' = О,б — = 0,338 МПа.
угол,р 32г Потери давления на гидролинии слива Лроло =ЛР о "" =0,6 =0,19МПа. Дг, 18' 0„;„, 32' Развиваемая поргпнем сила определяется уравнением г г '=[' '-;.-! — ))). 4 4 Давление в штоковой полости Р =ЛР„р РЛРсл =0,127Р 019=03!7МПа, 318 Гл. 8. Объемные гидроориводы Давление в поршневой полости Р= +Р (ы о) — +0,317 10'.—.0,0075 096 4 4 О2 4 к 0,01 = (72916,7+ 1866,3) 127,4.!0 '= 9,522 МПа. Насос должен развивать давление Р„= Р„+ЛРв,р + Лрр„, = 9,522 ч 0,225 + 0,338 =10,085 МПа.
Р» Рр~ Рн Рокл 0 О. р, = "" (р„„-р„„)' р,, = ' (10 085 — 10)+10=10 85МПа. 2,7 д„в м ы 27 Мощность гидропривода (полезная) !р' „= Г,„1'„=- 70 О, 05 =. 3, 5 кВт; Мощность насоса (гидравлическая мощность на выходе насоса) ЛР„= рвД, =10„085.27/60=4,54 кВт. Потери мощности на гидроклапане Ю,„= Р„,,Д „=10,085 2,7/60= 0,454 кВт. Пгпребляемая гидроприводом мощность Фьыр —— л!в/г1„=4,54/0,9 = 5,044 кВт. КПД гидропривода т1,„= ДР„„/Х„р = 3, 5/5, 044 = О, 694. При обратном движении со скоростью движения 0,07 м/с преодолевается внешняя сила Г, = 35 кН. Требуемый режим движения обеспечи- вается регулируемым гидродросселем. 319 Расход через клапан Д„, = Ą— Д„„р — Я, = 27 — 0,3 — 24 = 2,7 лIмин.
При пропускании всей подачи насоса через гидроклапан на насосе должно создаваться давление, которое в силу линейной зависимости изменения давления от пропускаемого расхода определяется из условия Ч. 11 Гпдропгреамооривод Расход, подаваемый в штоковую полость гидроцилиндра, п(В~ - ог~ ) и О, 07 10г 75 0 =1' — ' =420 54 см'/с =25 23л/мин 4Чорггг 4 0 98 Расход из поршневой полости гидроцилиндра Х)г 4 4 18 0н 0лг, = 0нн = = 33,643 л/мин. "" глг огг Потери давления на гидрораспределителе при расходе: из штоковой полости 0 25 23' 0ном,р 32' в поршневой полости 0г 33,643' ЬР,„„=Ар„м,р," =0,4 ', =-0,442МПа. 0нон гр Аналогично находим потери давления на гидролинии нагнетания при подаче рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра; 0', 25,23' ном слива рабочей жидкости из поршневой полости гидроцилиндра 0г 33 643г ном Расход через гидроклапан 0„л =- 0н — 0, гр- 0, = 27 — 0,3 — 25,23 = 1,47 л/мин, при пропускании которого на насосе должно создаваться давление, которое в силу линейной зависимости изменения давления от пропускаемого расхода определяется следующим образом: Р Рокл Рн Рокл О., 0л Рмгнг = (Рн Рггкл)+Рокк = ' П0,85 — 10)ь10=10,046 МПа 0., 1,47 н Развиваемая поршнем гидроцилиндра сила определяется уравнением 320 Гл.
8. Объемные гидроприводы Давление р, в штоковой полости гидроцилиндра Р рп = Рнг шт — ~-'~Ршт гр — гтрп шт = 10,046 — 0,247 — 0,370 =- 9,429 МПа. Давление в поршневой полости гидроцилиндра Рт — Р» (ы ) 2 2 4 г1мгшн я.9,429(0,01 — 0,0025).10в 35000! 4 1 ш 0,96 ~3 = [55513,24 — 36458,33) 127,39 = 2427405 Н/м' = 2,43 МПа. Потери на гидроцросселе при пропускаемом расходе Я,р = Я, = = 33,64 л гмин йРрр ='Рп !5Р и гр г5Ртсгн = 2,43 — 0,442 — 0,663 = 1,325 МПа, 8.2.
Крутящий момент на валу гидромотора М„= 60 Н м; частота вращения вала гидромотора и =- 500 об/мин; рабочий обьем гидромотора 1'р,„-- 50 см', объемный КПД гидромотора М пшв „„= 0,96; механический КПД гидромотора д„„ы = 0,92; утечки в направляющем гидрораспределителе Д гр = 0,06 л/мин. Потери давления на направляющем гидрораспределителе Лргш гр = 0,4 МПа при проходе в одном направлении полного расхода насоса.
Потери давления при проходе полного расхода на гидролинии на- К гнетаниа с фильтРом до РаспРеделителЯ ЛР„„ш = Н =0,6 МПа, на гидролинни слива Лр,ршш = 0,3 МПа. Полный КПД насоса т1„= 0,85. Определить мощность гидропривода и насоса, по- К задаче 82 требляемую гидроприводом мощность, КПД гидропривода. Решение. Моппзость гндропривода гт'г, =М„рот=60 =3140Вт=3,14кВт. 2л.500 321 Ч. 11. Гидроиневмоиривод Расход, потребляемый гидромотором, Рргминн 50'500 Д = = =- 433 см'/с = 26,04 л/мин, 60т1,в,м 60 0,96 1н гор м Из выРажениЯ Мнр —— т1„„„опРеделим пеРепад давлениЯ на 2л гидромоторе: 2лМ„2л 60 — =.8,2.10" Н/м' =8,2 МПа. Давление, развиваемое насосом, Рн Рномнг ~ ~~ргм ~ '~рнамнг = 0,6 + 0,4 + 8,2 + 0,4 + 0,3 = 9,9 МПа.
Подача насоса Я, = Д„, + Д„, = 26,04+ 0,06 = 26,1 л!мин. 26,1. 9,9 Мощность насоса 1т'н = Д„р„м ' ' = 4,31 кВт. Д,р„26,1 9,9 Потребляемая насосом мощность Лт„„= ' " =- ' ' = 5,07 кВт. т1н 60 0,85 1т1 3 14 Полный КПД т1 =- = — ' = 0,62. р1„, 5 07 9. ЛОПАСТНЫК НАСОСЫ И ГИДРОТУРБИНЫ. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПЕРКДАЧИ 9.1. Лопастные насосы Взаимодействие потока со стенками вращающегося канала. Тело К (рис. 9.1) массой т движется с абсолютной скоростью У.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
