Рухленко А.П._методичка для заочников

где Vд и Mд - рабочий объем и вращающий момент на валу гидродвигателя, соответственно

При параллельном включении дросселя:

-при поступательном движении

где Qн - подача насоса.

Машинное регулирование осуществляется за счет изменения рабочего объема насоса или гидродвигателя либо того и другого вместе. Очевидно, что два последних варианта возможны только в гидроприводах вращательного движения.

В общем случае частота вращения вала гидромотора определяется уравнением

где lн и lд - безразмерный параметр регулирования соответственно насоса и гидродвигателя, равный отношению текущего значения рабочего объема к максимальному (изменяется от 0 до 1); ηо - объемный КПД гидропривода, равный произведению объемных КПД насоса и гидродвигателя.

Коэффициент полезного действия гидропривода η равен отношению мощности на выходном звене к мощности, потребляемой насосом.

Для гидропривода поступательного движения

71

где F - усилие на штоке гидроцилиндра; ωн и ωд - угловая скорость вращения вала насоса и гидродвигателя (гидромотора).

КПД гидропривода с машинным регулированием учитывает объемные, механические потери в гидромашинах и гидравлические потери давления в гидролиниях (трубопроводах, фильтрах, распределителях)

где - механический КПД гидропривода, равный произведению механических КПД насоса и гидродвигателя; - гидравлический КПД, равный отношению потерь давления в гидролиниях к давлению на выходе из насоса.

КПД гидропривода с дроссельным регулированим помимо вышеперечисленных потерь учитывает и КПД системы управления, который равен отношению мощности потока жидкости, подведенного к гидродвигателю, к мощности потока жидкости на выходе из насоса без учета потерь в гидролиниях.

При последовательном включении дросселя

при параллельном включении дросселя

где Sдр и Sдрmax - соответственно текущая и максимальная величина площади проходного сечения дросселя.

Указания.

Гидроприводы при расчете можно рассматривать как сложные трубопроводы с насосной подачей, а гидродвигатели - как особые местные гидравлические сопротивления, вызывающие потерю давления . При расчете следует учитывать то, что расход жидкости на входе в гидроцилиндр с односторонним штоком отличен от расхода на выходе, так как различны площади сечений потоков рабочей жидкости.

Пример.

Насос объемного гидропривода с дроссельным регулированием (рис.8.1) развивает давление рн = 10 МПа и постоянную по-

72

дачу, при которой максимальная частота вращения вала гидромотора nд = 2200 мин-1.

Определить потери мощности из-за слива рабочей жидкости через клапан при частоте вращения вала гидромотора n1 = 1500 мин-1, если рабочий объем гидромотора Vм = 20 см3, а его объемный

КПД ηмо = 0,97.

Решение. Вал гидромотора будет вращаться с максимальной частотой при полностью открытом дросселе, когда вся жид-

кость от насоса поступает в гидромотор.

Поэтому подача насоса

.

Расход рабочей жидкости гидромотором при частоте вращения n1

.

Расход рабочей жидкости через клапан

.

Потери мощности из-за слива рабочей жидкости через клапан

или 2,4 кВт.

Рекомендуемая литература:

[1]с. 202...208; [2] с. 204...213; [3] c. 271...279; [4] c. 78...84;

[5]c. 203...214.

73

Задача На основании упрощенной схемы гидропривода (рис. 8.2.)

определить рабочее давление и расход заданного гидродвигателя; выбрать диаметры трубопроводов и определить потери давления в них; определить подачу, давление, мощность насоса и общий КПД гидропривода. Принять потери давления в гидрораспределителе

нию задачи приведены в таблице 7. 1.

Рисунок 8.2. Упрощенная схема гидропривода: а) с гидромотором; б) с гидроцилиндром

1 – насос; 2 – клапан предохранительный; 3 – гидрораспределитель; 4 – гидромотор (а); гидроцилиндр (б); 5 – фильтр; 6 – бак.

74

Таблица 8. 1

Исходные данные к решению задачи

75

Продолжение таблицы 8. 1.

При решении данной задачи необходимо использовать общие уравнения для объемных гидромашин, приведенные в разделе 7; потери давления в гидромашинах рассчитывать по формуле Дарси (см. раздел 3), диаметр трубопроводов – по уравнению расхода, принимая рекомендуемые значения средних скоростей: во всасывающем трубопроводе υвс = 1,0…1,5; в сливном – υc = 2,0…2,3, в нагнетательном – υн = 3…5 м/с.

Порядок решения задачи следующий:

1.Определяем расход гидродвигателя по формуле:

а) для гидромотора б) для гидроцилиндра

2.Рабочее давление:

4.Диаметры трубопроводов, мм:

76

5.По расчетным диаметрам выбираем ближайшие стандартные (6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 и т.д. ГОСТ 16516-80).

6.По выбранным диаметрам и известным скоростям определяем режимы течения жидкости в трубопроводах:

По критерию Рейнольдса:

ния в трубопроводах определяем по формуле Пуазейля:

если турбулентный – по формуле ВейсбахаДарси:

для всасывающего, нагнетательного и сливного трубопроводов отдельно.

7. Давление насоса определяется как сумма рабочего давления гидродвигателя (гидромотора или гидроцилиндра) и всех гидравлических потерь давления в системе, т.е.

77

.

8. Мощность насоса (потребляемая):

.

9. Общий КПД гидропривода определяется как отношение полезной мощности (на валу гидромотора или на штоке гидроцилиндра) к потребляемой мощности насоса.

.

78

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Международная система единиц [СИ]

79

Приложение 2

Сокращенный перечень физических величин, часто употребляемых в гидравлических расчетах и при испытании гидравлических машин

80