РАСЧЕТ РАСХОДОВ И ВЫБОР РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ.

Лабораторная установка позволяет изучить экспериментальную методику получения рабочей характеристики одного из насосов.

Принципиальная гидросхема установки показана на рисунке 4.

 

6 7 8 Рис. 4. Гидравлическая схема установки

 

Испытываемый насос 2 подает жидкость через дроссель 6 в бак насосной станции. Дроссель создает нагрузку насоса и тем самым может изменять давление в гидролинии 3. Это давление измеряется манометром 5. Распределитель 7 служит для подачи масла в мерный бак 8, когда производится замер расхода насоса. Вентиль 9 используется для спуска масла из мерного бака после замера расхода. Предохранительный клапан 4 закрыт, так как на­строен на давление большее, чем настраиваемое дросселем при экспериментах, и предназначен для защиты насоса от перегрузок.

 

5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. По чертежам и макетам ознакомиться с конструкцией и принципом работы насосов.

2. Ознакомиться с устройством и органами управления экс­периментальной установки.

3. Включить схему испытания одного из насосов и дроссе­лем б, установить наименьшее давление, фиксируя его по мано­метру 5.

4. Записать показания ваттметра N_BТ и подсчитать потреб­ляемую мощность, учитывая cosφ=0.8 электродвигателя:

N_n = N_вт cosφ.

5. Включить распределитель 7, с помощью мерной трубки и электросекундомера произвести замер расхода насоса.

6. По формулам (1) и (2) определить полезную мощность N_n и КПД η_н насоса.

7. С помощью дросселя 6, постепенно увеличивая давление насоса, аналогично произвести последующие опыты.

8. Данные поместить в таблицы отчета и представить в виде графиков отдельно для каждого типа насоса.

6.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Принцип работы и конструкция шестеренного насоса.

2. Принцип работы и конструкция пластинчатого насоса.

3. Производительность насоса, ее виды; объемный КПД и его зависимость от давления.

4. Мощность насоса, ее виды; механический КПД и его связь с давлением.

5. Поясните принципиальную схему установки и методику проведения экспериментов.

6. Что такое рабочая характеристика насоса; проанализиро­вать рабочие характеристики, полученные по результатам лабо­раторной работы.

Литература:[2, 3, 4].

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОПРИВОДА С ДРОССЕЛЬНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение методов дроссельного регулирования.

Исследование гидроприводов возвратно-поступательного движения с разными методами дроссельного регулирования.

ВВЕДЕНИЕ

Скорость любого гидродвигателя пропорциональна расходу жидкости, проходящей через него. Применительно к гидроци­линдру (ГЦ), скорость поршня определяется по формуле

м/с(1)

где Q - расход жидкости, м³/с; F - эффективная площадь поршня ГЦ, м^[1].

Из формулы (1) видно, что настройку движения поршня с оп­ределенной скоростью можно производить только путем измене­ния расхода Q. Для этого применяются два принципиально раз­личных метода: машинное и дроссельное регулирование ско­рости.

При машинном регулировании расход жидкости через ГЦ на­страивается при помощи насоса переменной производительности.

В гидроприводах с дроссельным регулированием применяют­ся насосы постоянной производительности, а расход жидкости через гидроцилиндр регулируется дросселем (типы и конструк­ция дросселей описаны в лабораторной работе № 1).

 

 

Дроссельное регулирование «на входе» (рис. 1, а). Жидкость от насоса постоянной производительности Q_н подается в левую по­лость ГЦ через дроссель ДР с регулируемой площадью проходно­го сечения и реверсивный распределитель Р. При этом поршень ГЦ перемещается вправо со скоростью V, преодолевая рабочую нагрузку R. Жидкость из правой полости вытесняется на слив че рез Р.

Характерной особенностью дроссельного регулирования яв­ляется неравенство Q_н > Q_дp. Избыточный расход Q_н - Q_дp – О_кл отводится в бак через предохранительный клапан ПК, который, работая в переливном режиме, автоматически стабилизирует дав ление Р_н на выходе из насоса (устройство и работа предохрани тельного клапана описаны в лабораторной работе № 1).

В соответствии с уравнением расхода через дроссель (лабораторная работа № I) скорость поршня ГЦ определяется по форму­ле

 

(2)

 

 

где f_др - площадь проходного сечения (щели) дросселя; ∆Р = Р_н – Р₁ - перепад давления на дросселе при условии пренеб режения потерями в гидролинии от выхода дросселя до входа в ГЦ.

При равномерном движении поршня ГЦ существует условие равновесия сил (Р₁ - P₂)'F = R или, если пренебречь потерями давления на сливе (Р₂ = 0), после подстановки значения P₁ в фор­мулу (2), получим зависимость скорости от параметра настройки и рабочей нагрузки

 

 

 

 

(3)

 

Эта зависимость характеризует возможности гидропривода по преодолению рабочей нагрузки R, а также по диапазону регули­рования скорости за счет параметра f_др и называется механиче ской характеристикой.

 

На рис. 1, в показан примерный вид механической характери­стики гидропривода с дроссельным регулированием «на входе», соответствующей выражению (3). Из рис. 1, в видно, что настро­енная скорость поршня ГЦ существенно изменяется при измене­ниях рабочей нагрузки. Это объясняется тем, что при увеличении нагрузки растет давление в гидроцилиндре и за дросселем, пере­пад давления и расход через дроссель уменьшаются, следова­тельно, снижает расход, поступающий в ГЦ, и скорость поршня падает. Скорость поршня будет равна нулю, когда давление, за­трачиваемое на преодоление нагрузки, будет равно давлению в напорной линии на выходе из насоса, которое поддерживается предохранительным клапаном, т. е. нагрузка достигнет макси­мального значения. Вся производительность насоса при этом бу­дет отводиться в бак через предохранительный клапан.

Рис. 1. Схемы дроссельного регулирования скорости гидродвигателя

 

Дроссельное регулирование на «на выходе» (рис. 1, б). В этом случае жидкость от насоса подается в левую полость ГЦ, а ско­рость перемещения поршня определяется расходом жидкости, вытесняемой на слив из правой полости через дроссель. Выраже­ние скорости поршня имеет вид (2). Неравенство Q_н > Q_дp здесь также справедливо, поэтому Р_н = const. Если потерями давления в

гидролиниях пренебречь, то Р₁ = Р_н, давление перед дросселем равно Р₂, а давление после дросселя отсутствует (Р_сл = 0), поэто­му ∆Рдр = Р₂. Так как условие равновесия сил, действующих на поршень, здесь также соблюдается, то при Р₁ = Р_н перепад давле­ния на дросселе определяется выражением

(4)

Подстановка выражения (4) в формулу (2) дает уравнение ме­ханической характеристики метода регулирования «на выходе» в том же виде (3). Таким образом, движущие (тяговые) способно­сти ГЦ при дроссельном регулировании «на входе» и «на выхо­де» одинаковы.

Анализ методов регулирования скорости. Сравнение различ­ных приводов производится по таким показателям, как диапазон регулирования, жесткость механической характеристики, пре­дельная нагрузка, КПД и др. Рассмотренные гидроприводы с по­следовательным дроссельным регулированием скорости имеют следующие недостатки:

• существенную зависимость скорости от изменения внеш­ней нагрузки («мягкая» механическая характеристика), особенно в области высоких скоростей и больших нагрузок;

• низкий КПД дроссельного гидропривода, так как часть (большая при малых скоростях) расхода отводится в бак, а давле­ние насоса является постоянным при любых (даже малых) рабо­чих нагрузках, т. е. мощность на гидродвигателе существенно меньше мощности на насосе.

Несмотря на это, гидроприводы с дроссельным регулировани­ем широко применяются в машинах благодаря конструктивной простоте, надежности и малой стоимости, так как приводы с ма­шинным регулированием, хотя и имеют значительно более высо­кие эксплуатационные показатели, однако их применение огра­ниченно из-за большой стоимости и сложности насоса перемен­ной производительности.

Из двух методов последовательного дроссельного регулиро­вания некоторое преимущество имеет метод «на выходе» по сле­дующим причинам:

• он дает возможность работы привода при знакоперемен­ных рабочих нагрузках;

• метод обеспечивает лучший температурный режим для работы привода, так как масло, нагреваясь при прохождении че­рез дроссель, поступает в бак, где успевает охлаждаться;

• более высокое демпфирование колебаний скорости порш­ня ГЦ, так как дроссель обеспечивает давление подпора в слив ной линии ГЦ.

2. РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ НА ДРОССЕЛЕ

Для повышения жесткости механической характеристики нужно обеспечить независимость перепада давления на дросселе от изменений рабочей нагрузки. Для этого применяется гидрав лический аппарат, который называется регулятором потока.

На рис. 2 изображены схемы дроссельного регулирования скорости «на входе» и «на выходе» с использованием регулятора потока типа Г55-2, представляющего собой комбинацию обычно­го дросселя ДР и редукционного клапана РК, стабилизирующего перепад давления на дросселе.

Рассмотрим принцип стабилизации перепада давления на примере схемы с установкой регулятора потока «на входе» (рис. 2, а).

Жидкость от насоса поступает к ДР через дросселирующую кольцевую щель клапана. В результате дросселирования потока происходит некоторое падение давления ∆Р_кл, т. е. Р₁ = Р_н- ∆Р_кл.

Давление перед дросселем Р₁ подается под нижние торцы зо лотника клапана. На верхний торец этого золотника подается давление за дросселем Р₂, величина которого зависит от нагруз­ки, преодолеваемой поршнем ГЦ.

Условие равновесия клапана

(5)

где R_np - сила пружины клапана; F₁ , F₂, F₃ - площади торцов кла­пана.

С учетом того, что F3=F₁+F₂, перепад давления на дросселе из (5)

 

 

Если, например, нагрузка R на поршень ГЦ (рис. 2, а) увели­чилась, то увеличивается давление Р₂, которое, действуя на верх­ний торец золотника клапана РК, приводит к смещению его вниз [см. условие равновесия (5)]. Щель клапана f_кл при этом увеличивается, падение давления на клапане ∆Р_Кл уменьшается, следовательно, давление P₁ увеличивается. Повышение давления Р₁ про исходит до тех пор, пока не будет соблюдаться условие (6).

Рис. 2. Схемы регулирования скорости с помощью регулятора потока Г55

 

При изменении положения золотника происходит изменение силы R_np. Однако в связи с небольшим перемещением золотника (в пределах I мм) и небольшой жесткостью пружины, изменение силы R_пр незначительно. Поэтому перепад давления ∆Р_др также изменяется незначительно и скорость поршня ГЦ остается прак­тически неизменной. Аналогично работает схема с установкой регулятора потока Г55-2 «на выходе» (рис.2, б). На рис. 2, в пока­зана механическая характеристика гидропривода с рассмотрен­ным регулятором. Жесткость этой характеристики значительно выше, чем при дроссельном регулировании скорости простым дросселем (Г77). На рис. 2, г показано условное обозначение ре­гулятора потока.

3. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ (см. новое описание работы)

Гидросхема установки показана на рис. 3. Установка обеспе­чивает возможность исследования методов дроссельного регули­рования «на входе» и «на выходе», с обычным дросселем и регу лятором потока.

Рис. 3. Гидравлическая схема экспериментальной установки

 

Масло от насоса Н (рис. 3) поступает одновременно к распре­делителям PI и Р2. При включении распределителя Р2 в рабочую позицию (левую) схема обеспечивает регулирование скорости ГЦ дроссельным методом «на входе». Распределитель Р4 подключает к схеме или дроссель ДР2, или регулятор потока РП2, обеспечи вая возможность регулирования скорости без стабилизации и со стабилизацией перепада давления. При этом левая полость ГЦ соединяется со сливом через распределитель Р2. Реверс ГЦ осу­ществляется при установке распределителя Р2 в правую позицию, остановка - в средней позиции. При реверсе масло без сопротив­ления поступает в левую полость гидроцилиндра, из правой вы­тесняется на слив через обратные клапаны ОКЗ и ОК4 (в зависи­мости от положения распределителя Р4), распределители Р4 и Р2.

Распределители Р1 и РЗ аналогичным образом подключают схему для работы методом дроссельного регулирования «на вы­ходе».

Для создания нагрузки на шток поршня при рабочем ходе к его концу прикреплена пружина, усилие которой пропорцио­нально изменяется по длине хода поршня. Тарировочный график характеристики пружины размещен на передней панели установ­ки.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ (см. новый порядок работы)

1. Подробно ознакомиться с принципом работы и органами управления экспериментальной установки.

2. Включить насосную станцию.

3. Подключить схему для работы в режиме обычного дрос­сельного регулирования «на входе».

4. Установить исходное положение (правое) штока гидроци­линдра.

5. Установить дросселем ДР2 начальное открытие щели.

6. Определить среднюю скорость поршня на различных уча­стках его пути:

а) разбить весь ход поршня на несколько равных участ­ков, пользуясь делениями неподвижной линейки;

б) включая и выключая в нужный момент рабочий ход поршня, при помощи секундомера определить время перемеще­ния поршня на участках.

7. Провести аналогичные опыты, переключив схему на рабо­ту при дроссельном регулировании «на входе» с регулятором потока, а затем «на выходе» с обычным дросселем и регулятором потока.

8. Провести обработку полученных результатов: рассчитать скорости, построить графики механических характеристик, про­анализировать результаты и сделать выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объяснить сущность различных методов дроссельного ре­гулирования скорости.

2. Почему дроссельные методы регулирования обеспечивают «мягкую» механическую характеристику привода?

3. Провести сравнение различных методов дроссельного и машинного регулирования.

4. Объяснить принцип работы регулятора потока.

5. Дать объяснение полученным экспериментальным результатам.

Литература: [1, 2, 5].

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОМОТОРА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение конструкции и принципа работы гидромотора. Оп­ределение объемного КПД и характеристик гидромотора.

ВВЕДЕНИЕ

Гидромотор - это гидромашина, предназначенная для преоб­разования энергии потока жидкости в энергию выходного звена с неограниченным вращательным движением (вала). Принцип ра­боты гидромотора, как и любой объемной гидромашины, основан на циклическом изменении объема рабочей камеры. Основными параметрами гидромоторов являются: рабочий объем q, расход Q, давление Р, крутящий момент М, мощность N, объемный η_об и механический η_мех КПД.

Гидромоторы классифицируются по виду рабочих звеньев, возможности регулирования и реверсирования, циклу работы и конструкции распределителей. В станочных гидроприводах пре­имущественно применяют нерегулируемые аксиально-пор- шневые и пластинчатые гидромоторы.

1. АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ ГИДРОМОТОР

Аксиально-поршневой гидромотор типа Г15 (рис. 1) состоит из следующих основных узлов: ротора 1 с поршнями 2, барабана 3 с толкателями 4, вала 5, корпуса 6, радиально-упорного шари­коподшипника (наклонного диска) 7, опорно-распределительного диска 8 с двумя серповидными окнами 9, которые связаны с от­верстием подвода и отвода жидкости 10. Утечки, возникающие в зазорах между поршнями и цилиндрами и по торцевому распре­делителю, отводятся из корпуса через дренажное отверстие 11.

При работе гидромотора жидкость из напорной линии через одно из серповидных окон поступает в рабочие камеры и воздей­ствует на поршни. Сила от давления передается через толкатели на наклонный диск. Реакция наклонного диска N раскладывается на осевую R и радиальную S составляющие (рис.2). Сила R урав­новешивается давлением в рабочей камере. Сила S создает кру­тящий момент на барабане гидромотора

Рис. 1. Конструктивная схема аксиально-поршневого гидромотора типа Г15-2

 

Момент, создаваемый одним толкателем, в процессе поворота ротора от 0 до 90° увеличивается до максимального, а при даль­нейшем повороте до 180° уменьшается до 0. Поэтому суммарный крутящий момент на гидромоторе является пульсирующим, а ха­рактер пульсаций зависит от количества и четности рабочих ка­мер.

При вращении ротора толкатели и поршни с противопо­ложной стороны задвигаются наклонным диском и вытесняют жидкость из рабочих камер через другое серповидное окно в сливную линию. Возникающее при этом давление подпора созда­ет момент, направленный в сторону, противоположную направ­лению вращения ротора. Поэтому величина крутящего момента на валу гидромотора пропорциональна перепаду давления на входе и выходе.

 

 

 

Рис. 2. Схема сил, действующих в гидромоторе

Частота вращения гидромотора определяется расходом, а на­правление вращения зависит от того, какое из отверстий 10 (рис. 1) соединено с напорной линией гидросистемы.

2. ОБЪЕМНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГИДРОМОТОРА

Рабочий объем характеризует сумму изменений объемов ра­бочих камер за один оборот и является основным параметром гидромотора (q).

Теоретический расход <2т определяется по формуле

где n - частота вращения гидромотора.

Действительный расход Q_Д отличается от теоретического на величину объемных потерь (утечек) ∆Q

 

Объемный КПД η_об учитывает объемные потери

Объемный КПД гидромотора зависит от давления, частоты вращения, вязкости жидкости и от величин зазоров между уплот няемыми элементами.

 

 

Изменение указанных параметров гидромотора может быть представлено скоростной и регулировочной характеристиками, а также зависимостью объемного КПД от частоты вращения.

Скоростная характеристика показывает зависимость частоты вращения от расхода, проходящего через гидромотор, т. е.

 

 

регулировочная характеристика дает зависимость частоты вращения от параметра регулирования n =f(k). Параметром ре­гулирования при машинном управлении может быть угол накло­на диска, а при дроссельном управлении - отсчет по лимбу дрос­селя.

Зависимость объемного КПД от частоты вращения является важной характеристикой, отражающей эксплуатационные свой­ства гидромотора. Увеличение частоты вращения гидромотора (без увеличения утечек) приводит к росту Q_Т и объемного КПД.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Определение расходных характеристик производится на уста­новке, состоящей из гидростенда и токарно-винторезного станка. Гидрокинематическая схема установки показана на рис. 3. Жид­кость от насоса Н подается через фильтр Ф и распределитель Р1 в гидромотор М. В сливной линии гидромотора установлен дрос­сель ДР, которым настраивается расход и распределитель Р2, предназначенный для направления жидкости в мерный бак МБ в момент замера расхода. Вентиль ВН предназначен для спуска после окончания опытов.

Рис.3. Гидрокинематическая схема установки

 

Утечки в гидромоторе учитываются при замере расхода. Кла­пан КП, работая в переливном режиме, поддерживает в напорной гидролинии постоянное давление.

Вал гидромотора М соединен с входным валом 1 коробки по­дач 2 станка. От коробки подач вращение передается на ходовой вал 3, от которого получает перемещение суппорт 4 станка. Пра­вый конец ходового вала соединен с тахометром 5, измеряющим частоту вращения.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с принципом работы и органами управле­ния экспериментальной установки.

2. Включить насосную станцию.

3. Распределителем Р1 включить вращение гидромотора.

4. Дросселем установить минимальную частоту вращения в устойчивом (без рывков) режиме.

5. Включить распределитель Р2 и электросекундомер, на­полнить мерный бак примерно на 2-3 литра.

6. В таблицу отчета занести необходимые данные.

7. Устанавливая на дросселе новые отсчеты, повторить п. 5 и 6 семь-восемь раз.

8. Выполнить расчеты и заполнить вторую часть таблицы отчета, приняв в соответствии с паспортом гидромотора Г15-21 рабочий объем q = 0,011 дм³.

9. По результатам расчета построить характеристики

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Конструкция и принцип работы аксиально-поршневого гидромотора.

2. Дать определение основных параметров гидромотора: ра­бочего объема, теоретического и действительного расхода, объ­емного КПД.

3. Где в гидромоторе возникают объемные потери и от чего они зависят?

4. Объяснить принцип работы экспериментальной установки и назначение каждого ее элемента.

5. Дать анализ полученных характеристик гидромотора.

Литература [1, 2, 3].

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОПРИВОДА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С ДРОССЕЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Определение основных энергетических параметров гидропри­вода.

ВВЕДЕНИЕ

Гидроприводом называется совокупность устройств, предна­значенных для приведения в движение механизмов и машин по­средством гидравлической энергии. Объемный гидропривод в общем случае состоит из насоса, гидродвигателя, гидроаппаратов управления потоком рабочей жидкости, вспомогательных уст­ройств и гидролиний.

Мощность, передаваемая жидкостью в гидросистеме, опреде­ляется давлением и расходом N=P*Q. Преобразование и передача энергии сопровождается объемными, гидравлическими и меха­ническими потерями.

Объемные - потери расхода, появляющиеся вследствие утечек и перетечек жидкости через неплотности и зазоры в гидравличе­ских машинах и аппаратах. Сюда же относятся и потери энергии при дроссельном управлении, когда излишки жидкости сливают­ся в бак через переливной клапан. Объемные потери мощности зависят от давления.

Гидравлические - потери давления, обусловленные гидравли­ческим сопротивлением при движении жидкости в трубопрово­дах и местных сопротивлениях (гидроаппаратах, поворотах, рас ширениях и сужениях). Гидравлические потери мощности зави сят от скорости течения жидкости;

Механические - потери на трение в подшипниках и уплотне ниях гидромашин.

На каждом гидроустройстве системы имеются свои виды по­терь, которые характеризуются соответствующим КПД. В гидро­машинах механическим КПД оценивают все потери мощности, кроме объемных. В гидросистеме наибольшую величину состав­ляют объемные потери, особенно при дроссельном управлении. Гидравлические и механические потери в современных системах при правильном их проектировании и расчете относительно не­велики. Вязкость жидкости положительно сказывается на объем­ном КПД и отрицательно - на гидравлическом и механическом.

 

1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОПРИВОДА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

Полный КПД гидросистемы, состоящий из насоса, мотора и системы управления, можно представить следующими зависимо­стями:

 

где N_noл - полезная (эффективная) мощность, отдаваемая гидро мотором; N_потр - мощность, потребляемая насосом; η_н, η_м, η_с._у. - полные КПД насоса, мотора и системы управления, которые можно представить произведением частных КПД; N_м - мощность, подводимая к гидромотору; N_н - мощность на выходе из насоса.

Мощность полезная отличается от мощности подводимой к гидромотору, на величину объемных, гидравлических и механи­ческих потерь гидромотора. Кроме того, ее можно выразить через мощность теоретическую N_T, эквивалентную теоретическому расходу мотора (см. лаб. работу № 3), и его механический КПД:

где q - рабочий объем мотора; n - частота вращения мотора; ∆Р - перепад давления на моторе.

Мощность, потребляемая насосом, определяется

где Q_н - производительность насоса; Р_н - давление на выходе из насоса.

Таким образом, полный КПД гидросистемы можно опреде­лить по формуле

(1)

Полный КПД системы управления может быть представлен следующими зависимостями:

 

Гидравлический КПД системы управления

(3)

где ∆Р - перепад давления на гидромоторе (идет на преодоление полезной нагрузки и сил трения в гидромоторе).

Выходными параметрами привода вращательного движения являются частота вращения и момент нагрузки. Анализ потерь мощности в отдельных устройствах привода можно провести, определив зависимости некоторых КПД от частоты вращения гидромотора при постоянном моменте нагрузки.

С изменением момента нагрузки при дроссельном управлении изменяются перепад на дросселе, расход через дроссель, а следо­вательно, и частота вращения гидромотора. Механическая харак­теристика привода n=f(M_H) математически выражается формулой

 

Определенная экспериментально, механическая характери­стика позволяет судить о способности конкретного гидропривода сохранять настроенную первоначально частоту вращения в рабо­чем диапазоне нагрузок.

 

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Гидрокинематическая схема и описание установки приведены в лабораторной работе № 3.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с принципом работы и органами управления экспериментальной установки.

2. Включить насосную станцию.

3. Распределителем Р1 включить вращение гидромотора.

4. Дросселем установить минимальную частоту вращения.

5. Рукояткой на суппорте включить его перемещение.

6. Снять и занести в таблицу отчета: частоту вращения ходо­вого вала n_х.в.; давления Р_н, Р₁, Р₂ по манометрам МН1, МН2, МНЗ.

7. Изменяя дросселем частоту вращения гидромотора, про­вести пять-шесть опытов.

8. По формулам (1), (2), (3) вычислить полный КПД всей гидросистемы т|, полный η_с.у, объемный η_об.с..у, и гидравлический η гидр.с.у КПД системы управления. В расчетах следует принять:

Примечание. Размерность всех параметров привести к единой системе. Расчет является приближенным, так как принятые значения могут отличаться от фактических, а также возможны неко­торые изменения КПД мотора от частоты вращения.

9. Построить графики и

10. Протачивая на станке деталь со ступенчатым припуском, определить по тахометру частоту вращения гидромотора при об­работке каждой ступени.

11. Построить качественную зависимость n = f (М_н), считая, что момент нагрузки М_н изменяется пропорционально глубине резания.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие виды потерь существуют в гидроприводе?

2. От чего зависят потери в устройствах гидросхемы?

3. Как определяется полный КПД гидросхемы?

4. По результатам экспериментов проанализировать потери мощности в экспериментальной установке.

5. Дать объяснение полученной экспериментально механиче­ской характеристики гидропривода.

Литература: [1, 4, 5].

ЛИТЕРАТУРА

1. Богданович Л. Б. Гидравлические приводы: Учеб. пособие для вузов. - Киев: Вища школа, 1980. - 232 с.

2. Машиностроительный гидропривод / Под ред. В. Н. Прокофьева. - М.: Машиностроение, 1978. - 496 с

3. Свешников В. К., Усов А. А. Станочные гидроприводы: Справочник. - ML: Машиностроение, 1982. (1988). -464 с.

4. Башта Т. М. Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы.-М.: Машиностроение, 1982. - 562 с.

5. Гепер В. Г. и др. Гидравлика и гидропривод. - М.: Недра, 1981. - 295 с.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Лабораторная работа № 1. Изучение конструкций

гидравлической аппаратуры........................................ ……………………………………. 3

 

Лабораторная работа № 2. Изучение конструкций и

рабочих характеристик объемных насосов............... ……………………………………. 13

 

Лабораторная работа № 3. Исследование характери­стик гидромотора………………….19

 

Лабораторная работа № 4. Исследование гидроприво­да с дроссельным регулированием скорости........................................................................................ …………………………………….. 24

 

Лабораторная работа № 5. Исследование гидроприво­да вращательного движения с дроссельным управлением 34 Литература………………………………………………….32

По отношению к гидродвигателю дроссель может быть уста­новлен последовательно (на входе потока жидкости в гидродви­гатель или на выходе из него) или параллельно. В соответствии с этим различают дроссельное регулирование «на входе», «на вы­ходе» и «параллельное». В лабораторной работе рассматриваются только методы последовательного подключения дросселей, как наиболее распространенные в гидроприводах машин.

РАСЧЕТ РАСХОДОВ И ВЫБОР РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ.

В гидросистеме с гидроцилиндром исходными данными для расчета расходов служат скорости его рабочих и холостых ходов, а также размеры поршня и штока. По этим данным вычисляются расходы нагнетательной и сливной магистралей системы для все­го диапазона рабочих скоростей и скорости холостого хода (Q_{min РП},Q_{max РП},Q_X.X. ). Аналогично рассчитываются расходы в системе с гидромотором, однако исходные данные здесь - паспортный рабочий объем и частоты вращения гидромотора. Для двуштокового цилиндра и гидромотора расходы нагнетательной и сливной линий одинаковы.

Замечание. Фактический расход холостого хода определяется производи­тельностью насоса и должен быть уточнен после его выбора.

Рекомендации по выбору рабочей жидкости приведены в [1, 2], а также во многих других источниках. В расчетно-графической работе следует привести марку выбранной рабочей жидкости и ее основные параметры.