2.2 Расчет характеристик гидропривода в период рабочего хода

При определении характеристик гидропривода в период рабочего хода преобразуем принципиальную гидравлическую схему гидропривода, приведенную на рисунке 1, к расчетной. При этом, условно разобьем общую гидросхему на два участка простых трубопроводов, соединенных между собой последовательно: первый - от выхода из насоса 1 через гидравлические линии и гидрораспределитель 2 до входа в гидроцилиндр 3; второй - от выхода из гидроцилиндра 3 через гидравлические линии и регулятор потока 5, дроссель 7, золотниковый гидрораспределитель 2 до слива в масляный бак. Активную нагрузку на шток гидроцилиндра 3 при установившемся режиме течения рабочей жидкости будем учитывать как потери давления на местном сопротивлении, что в соответствии с заданием дает:

Статический напор для заданных внешней нагрузки и рабочей жидкости:

Поскольку первый участок простого трубопровода расчетной гидросхемы периода рабочего хода инструмента совпадает с первым участком расчетной гидросхемы периода ускоренного подвода инструмента к обрабатываемой заготовке, то и их характеристики также будут совпадать, т.е.

При Q=0

При Q_кр=0,42*10^-3 м³/с

По расчетным точкам в координатах Н = f(Q) строим характеристику первого участка простого трубопровода, в период рабочего хода, которая приведена на рисунке 3.

Для второго участка простого трубопровода, функционирующего в период рабочего хода, критический расход жидкости в гидросистеме также будет равен Q_кр1=0,23*10^-3 (м³/с).

При Q=Q_кр1

при

При Q=0

При Q_п=0,24*10^-3 (м³/с)

По расчетным точкам в координатах Н = Г(0) строим характеристику второго участка простого трубопровода, учитывая позиционную нагрузку от силового гидроцилиндра 3, выражаемую величиной статического напора Н_1Т . Эта характеристика также приведена на рисунке 3. Поскольку участки простых трубопроводов на гидросхеме соединены последовательно, то суммарная характеристика сети может быть получена методом графического суммирования характеристик простых трубопроводов при одинаковых расходах. Суммарная характеристика сети также представлена на рисунке 3. При установившемся режиме работы, когда расход в гидросистеме не меняется со временем, развиваемый насосом напор равен потребному напору гидросети. Нанося на суммарную характеристику сети в одинаковом масштабе характеристику насоса Н„ =Г«3), получим точку пересечения этих характеристик, называемую рабочей точкой, которая определяет условия совместной работы насоса и гидросети при заданной позиционной нагрузке (см. рисунок 3). Параметры рабочей точки, характеризующие напор и подачу жидкости на выходе из насоса, для заданных условий функционирования гидросистемы в период ускоренного подвода инструмента к обрабатываемой заготовке определяются из графика (см. рисунок 3) и составляют: Q_РХ =0,286 10^-3 м3/с; Н_РХ =121м

2.3 Расчет характеристик гидропривода в период возврата инструмента в исходное положение

Преобразуем принципиальную гидравлическую схему гидропривода, приведенную на рисунке 1, к расчетной. При этом, условно разобьем общую гидросхему на два участка простых трубопроводов, соединенных между собой последовательно: первый - от выхода из насоса 1 через гидравлические линии, гидрораспределитель 2, дроссель 7 и обратный клапан 6 до входа в гидроцилиндр 3; второй - от выхода из гидроцилиндра 3 через гидравлические линии и золотниковый гидрораспределитель 2 до слива в масляный бак. Активную нагрузку на шток гидроцилиндра 3 при установившемся режиме течения рабочей жидкости будем учитывать как потери давления на местном сопротивлении

что в соответствии с заданием дает , откуда H_cт=0,78*10⁶/891*9,81=89,2(м)

Для первого участка простого трубопровода получаем:

Q_кр=1806,4*10*10^-3*0,235*10^-4=0,425*10^-3 (м³ / с)

При подаче насоса Q Q_кр режим движения жидкости будет ламинарным и характеристика первого участка простого трубопровода будет линейной. Для ее построения достаточно всего двух точек. При Q = 0 = 0. При Q = Q_кр получим:

Учитывая, что максимальный расход жидкости на первом участке простого трубопровода не может превышать максимальной подачи насоса приходим к выводу, что режим движения жидкости в этом случае всегда будет ламинарным.

По расчетным точкам в координатах H=f(Q) строим характеристику первого участка простого трубопровода, которая приведена на рисунке 4.

Для второго участка простого трубопровода расход жидкости в гидросистеме Q₁, может быть определен исходя из уравнения расходов в рабочих полостях гидроцилиндра 3, т.е.:

(м³/с)

Откуда величина критического расхода насоса для смены режимов на втором участке

0,76*

то есть, режим движения жидкости во всем диапазоне режимов работы насоса будет ламинарным, а характеристика простого трубопровода на втором участке - линейной.

При Q=0

По расчетным точкам в координатах Н = Г(0) строим характеристику второго участка простого трубопровода, учитывая позиционную нагрузку от силового гидроцилиндра 3, выражаемую величиной статического напора Н_ст . Эта характеристика также приведена на рисунке 4. Поскольку участки простых трубопроводов на гидросхеме соединены последовательно, то суммарная характеристика сети может быть получена методом графического суммирования характеристик простых трубопроводов при одинаковых расходах. Суммарная характеристика сети также представлена на рисунке 4. При установившемся режиме работы, когда расход в гидросистеме не меняется со временем, развиваемый насосом напор равен потребному напору гидросети. Нанося на суммарную характеристику сети в одинаковом масштабе характеристику насоса Н_н=Г((}), получим точку пересечения этих характеристик, называемую рабочей точкой, которая определяет условия совместной работы насоса и гидросети при заданной позиционной нагрузке (см. рисунок 4). Параметры рабочей точки, характеризующие напор и подачу жидкости на выходе из насоса, для заданных условий функционирования гидросистемы в период ускоренного подвода инструмента к обрабатываемой заготовки определяется из графика (см. рисунок 4) и составляют:

Q_0x=0.283*10^-3 м³ /с

H_0x=128м