M03236

51

фільтрами і які можуть потрапити в зазор між плунжером і гільзою (корпусом).

У гідроприводах золотник виконує функції реверсного гідропідсилювача потужності з високим коефіцієнтом підсилення.

До гідравлічних характеристик золотника відносяться:

–залежність витрати Qг через золотник від зміщення Х плунжера відносно його початкового положення, при відсутності

навантаження Qг = F(X)Pr=0. Початковим положенням плунжера Х = 0 рахується його симетричне положення відносно вихідних робочих вікон;

–залежність перепаду тисків Рг = Р1 – Р2 від зміщення Х плунжера відносно його початкового положення при нульовій витраті

через золотник Рг = F(X)Qr=0;

–залежність витрати Qг від Х та Р.

Перша залежність називається витратною характеристикою, друга – перепадною характеристикою, третя – узагальнена характеристика.

Рівняння узагальненої характеристики золотника:

на вході та виході золотника; fm – максимальне значення прохідного переріза дроселя, яке відповідає максимальному значенню зміщення

плунжера Xm; signX = XX – функція Кронекера, (sign X =1 при Х > 0,

sign X = –1 при Х < 0).

Якщо лінеаризувати рівняння (1.1), розклавши в ряд Тейлора, обмежуючись при цьому тільки членами розкладання першого порядку малості, одержимо:

де KQX – коефіцієнт підсилення по витраті, обумовлений виразом:

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

при відсутності навантаження (Рг = 0);

KQP – коефіцієнт ковзання навантажувальної характеристики, що дорівнює:

при визначеному положенні плунжера Х = const.

KPX – коефіцієнт підсилення по тиску, обумовлений виразом:

при Qг = 0.

6.3 Завдання на підготовку до лабораторної роботи

Перед тим як стати до лабораторної роботи, студентам необхідно засвоїти теоретичний матеріал розділу “Гідроприводи”. Слід приділити особливу увагу з’ясуванню призначення, конструктивних особливостей, принципу дії золотникових розподільників та вміти графічно зображати різні типи золотникових розподільників. В процесі підготовки до лабораторної роботи слід користуватися літературою [1 – 3], конспектом лекцій, а також даними методичними вказівками.

До початку лабораторної роботи слід підготувати ілюстративні матеріали, згідно з вимогами розділу 6.7 даних методичних вказівок, які повинні містити форми протоколів (таблиці 6.1, 6.2, 6.3), до яких заноситимуться всі величини, одержані з дослідів та в результаті розрахунків.

6.4 Контрольні запитання для самоперевірки і контролю підготовленості студентів до роботи

1.В чому різниця характеристик ідеального та реального золотників?

2.Які залежності відносяться до статичних характеристик золотника?

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

53

3.Що називають зоною “насичення” по витраті та тиску?

4.Конструктивні особливості різних типів золотників.

5.Яка причина нелінійності статичних характеристик золотника?

Таблиця 6.1 – Параметри для побудови витратної характеристики

Таблиця 6.2 – Параметри для побудови перепадної (силової)

характеристики

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

54

х = 0.5 мм

…………………………………

х = – 0.5 мм

…………………………………

6.5 Матеріали, інструмент, прилади, обладнання

Експериментальна установка складається з бака, насоса, комплексу гідравлічної регулюючої апаратури, що забезпечує подачу на вхід експериментального золотникового розподілювача робочої рідини зі сталим тиском Рн та температурою t. Схему циліндричного, гідравлічного чотирьохдросельного розподільника сумісно з реєструючою апаратурою зображено на рисунку 6.7.

Рисунок 6.7 – Схема експериментального золотникового розподілювача

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

55

Пересування золотника 5 здійснюється гвинтом 9 за допомогою штовхача 1 та пружини 3, реєстрація переміщення – індикаторним годинником 2. Робочі вікна золотника з’єднані між собою дроселем 7, який і мінує навантаження. Тиск на виході з робочих вікон р1 та р2 та тиск рн вимірюються відповідно манометрам 6, 8 та 10. Витрату рідини через відповідні робочі вікна вимірюють турбінними давачами витрати 12 та 14 типу ТДР, які з’єднанні з перетворювачем частоти 15 перемикачем 13. Подача робочої рідини у золотниковий розподілювач здійснюється дроселем 11. Форма дросельних отворів у гільзі 4 – кругла. Електричний сигнал від давача перетворюється у перетворювачі частоти 15 типу ПЧ2 і подається у частотомір 16, який реєструє частоту f обертання турбіни давача витрати. Тарувальні графіки давачів витрати (залежності Qд(f)) наведено на рисунку А.1(додаток А).

Вважаємо переміщення золотника ліворуч згідно з рисунком 6.7 від нульового (нейтрального) положення додатним, а праворуч – від’ємним.

6.6 Порядок виконання лабораторної роботи

Біля експериментальної установки студенти працюють лише під наглядом викладача або лаборанта, суворо дотримуючись вимог інструкції з охорони праці при виконанні робіт в лабораторіях кафедри “Теплотехніка та гідравліка” .

Увімкнути насос подачі рідини у золотник. Відкрити повністю дросель 11. Відкрити повністю дросель 7 (див. рисунок 6.7).

Пересунути гвинтом 9 золотник 5 два-три рази в обидва боки і заповнити рідиною виконуючі гідролінії, віддаливши повітря, що там знаходилося.

Встановити дроселем 11 номінальний тиск на вході у золотник Рн = 20 кГс/см2 (2 МПа).

Закривши повністю дросель 7 та пересуваючи золотник гвинтом 9, досягти рівності тисків Р1 та Р2, які вимірюються манометрами 6 та 8. Це положення золотника відповідає його гідравлічній нейтралі.

Встановити шкалу індикаторного годинника 2 на 0. Послідовність наступних операцій залежить від того, яка саме

характеристика золотника має бути визначеною.

Для того, щоб визначити витратну характеристику, необхідно:

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

56

–відкрити повністю дросель 7;

–встановити гвинтом 9 золотник 5 у певне фіксоване положення у кожний бак від нейтралі (рекомендовані положення золотника наведено у таблиці 6.1).

Для того, щоб визначити перепадну (силову) характеристику, необхідно:

–встановити гвинтом 9 золотник 5 у певне фіксоване положення у кожний бак від нейтралі (рекомендовані положення золотника наведені у таблиці 6.2).

Для того, щоб визначити узагальнену (навантажувальну) характеристику, необхідно:

–пересунути золотник від нейтрального положення в кожний бік на величину х = 0.5 мм;

–поступово відкриваючи дросель 7, встановити 10-12 фіксованих його положень (приблизний інтервал відкриття дроселя 20 Гц – контролювати за показанням частотоміра 16).

Необхідно, щоб у кожному положенні золотника тиск Рн був сталим і дорівнював Рн = 20 кГс/см2 (2 МПа).

6.7 Зміст звіту

Вказати тему та мету лабораторної роботи. Зрисувати структурну схему експериментального золотникового розподілювача (рисунок 6.7). Зрисувати форму протоколів (таблиці 6.1, 6.2, 6.3).

Під час визначення витратної характеристики занотувати у таблиці 6.1 значення параметрів x та f.

Під час визначення силової характеристики занотувати у таблиці 6.2 значення параметрів Р1, Р2 та х.

Під час визначення узагальненої характеристики занотувати у таблиці 6.3 значення параметрів Р1, Р2 та f.

За результатами проведених дослідів побудувати витратну Qд(f), перепадну (силову) Рд(х), та узагальнену (навантажувальну) Qд(Рд) характеристики золотника.

6.8 Рекомендована література

1.Гамынин Н.С. Гидравлический привод систем управления – М.: Машиностроение,1972. – С. 86 – 122.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

57

2.Чупраков Ю.И. Гидропривод и средства гидроавтоматики – М.: Машиностроение, 1979 – С. 49 – 74.

3.Скляревський О.М. Об’ємний гідропривід (основи проектування і розрахунку): Навчальний посібник. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2001. – 212 с.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

58

7 НАВАНТАЖУВАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДРОСЕЛЬНОГО ГІДРОПРИВОДУ.

СТАБІЛІЗАЦІЯ РУХУ ВИХІДНОЇ ЛАНКИ ГІДРОЦИЛІНДРА

7.1 Мета роботи

Ознайомитися зі способами експериментального дослідження навантажувальної характеристики дросельного гідроприводу із застосуванням пристрою для стабілізації руху вихідної ланки гідродвигуна.

7.2 Загальні відомості

Одна із статичних характеристик гідроприводу – навантажувальна характеристика – залежність швидкості v вихідної ланки гідроциліндра (частоти обертання n вала гідромотора) від зовнішнього навантаження F (крутильного моменту Мкр на валу гідромотора). У певному діапазоні змінювання F(Мкр) кращу навантажувальну характеристику має той гідропривід, у якого значення v(n) менше залежить від величини F(Мкр). З цієї точки зору кращі характеристики мають гідроприводи з об’ємним способом регулювання. Навантажувальна характеристика гідроприводу з дросельним регулюванням та послідовним підключенням дроселю дещо краще, ніж з паралельним підключенням дроселю.

Оскільки вартість гідроприводу з об’ємним регулюванням більша порівняно з дросельним, та його застосування доцільне лише у випадку, коли енергетичні показники є суттєвими. Для покращення навантажувальних характеристик гідроприводів з дросельним регулюванням застосовують спеціальні пристрої – регулятори потоку, які підключають у зливальну магістраль. Застосування регуляторів потоку дозволяє одержати приблизно таку саме навантажувальну характеристику, як і у випадку об’ємного регулювання гідроприводу, тобто приблизно сталу частоту обертання вихідної ланки гідродвигуна під час змінювання зовнішнього навантаження.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

59

Гідропривід, у якого частота обертання вихідної ланки підтримується сталою під час змінювання зовнішнього навантаження,

називається стабілізованим.

Навантажувальну характеристику гідроприводу та паралельним підключенням дроселю можна розрахувати за допомогою рівняння:

де vCD – середня швидкість поршні гідроциліндра; Sеф – ефективна площа гідроциліндра; Qн – подача насоса; μ – коефіцієнт витрати дроселя; SДD – площа прохідного перерізу регулюючого дроселя; ρ – густина робочої рідини; F – навантаження на вихідну ланку гідроциліндра.

7.3 Завдання на підготовку до лабораторної роботи

В процесі підготовки до лабораторної роботи слід користуватися літературою [1 – 4], конспектом лекцій, а також даними методичними вказівками.

До початку лабораторної роботи слід підготувати ілюстративні матеріали, згідно з вимогами розділу 7.7 даних методичних вказівок, які повинні містити форми протоколів (таблиця 7.1), до якої заноситимуться всі величини, одержані з дослідів та в результаті розрахунків.

7.4 Контрольні запитання для самоперевірки і контролю підготовленості студентів до роботи

1.Який тип гідроприводу має найкращу навантажувальну характеристику?

2.Яким чином забезпечується стабілізація руху вихідної ланки гідродвигуна у дросельному гідроприводі?

3.Принцип роботи регулятора потоку.

4.Яка методика визначення навантажувальної характеристики гідроприводу?

5.Нарисувати типову схему гідроприводу з паралельним та послідовним підключенням дроселя.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

60

Таблиця 7.1 – Параметри для побудови навантажувальної характеристики дросельного гідроприводу

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com