4. Определение параметров рабочих циклов гидросистемы
Разделение подачи в линии нагнетания на и , при разном давлении в цилиндрах и , для заданных усилиях на штоках, показано на рис. 13.
В том
случае, если давления
и
одинаковы характеристики AD,
ABCD,
(10+BC+11)
и характеристика системы будет выходить
из одной точки (
),
а характеристика ABCD
не будет иметь излома.
Гидравлические характеристики системы позволяют определить ход штоков цилиндров, подачу в линиях, рабочие усилия на штоках, мощность насоса на рабочем режиме, КПД системы и др.
Для определения хода штоков определим отношение подач
.
С другой
стороны
можно найти по потерям давления в
трубопроводах из выражений для
по табл. 1 для каждой из четырех схем:
,
где
численное значение знаменателя выражения
для расхода
в соответствующей схеме по табл. 1,
значение
числителя в том же выражении.
Задавшись
значением длины одного штока (
или
)
определим
длину другого штока из выражений
приведенных ниже.
В положении золотника гидропанели I
В положении золотника II
Отношения
и
должны находится в пределах от 3 до 12.
В случае выхода того или другого отношения из этого условия необходимо перезадать длину или .
После определения значений и находим действительные подачи в линиях.
В положении золотника I
,
.
В положении золотника II
,
,
где
заданное время.
Рабочая подача насоса
.
Давление в линии подачи ( ) определяется по характеристике системы при рабочем значении . Вторая точка линейной характеристики насоса, которая находится на горизонтальной оси
.
Соответствующие расходы в линии слива
;
;
,
где и определяется по табл. 1.
Усилия на штоках находятся из приводимых выражений.
В положении золотника I
,
.
В положении золотника II
,
.
Скорости перемещения штоков в положении золотника I
,
.
В положении золотника II
,
.
Мощность насоса на рабочем режиме
.
Коэффициент полезного действия гидравлической системы без учета КПД насоса определяется по полезной работе, производимой гидроцилиндрами:
.
Число Рейнольдса находят по наибольшей скорости в гидросистеме:
,
или
.
В заключение отметим, что изложенный здесь подход можно распространить и на более сложные системы. Режим течения может быть не только ламинарным, но и турбулентным или смешанным. В последних случаях характеристики отдельных участков или всех будут нелинейными и потребуются более сложные расчеты.
Кроме этого, методом последовательных приближений можно учесть противодавление в линии слива на работу цилиндров. Целесообразно подобрать параметры гидросистемы такими, чтобы все цилиндры включались в работу одновременно.
Необходимо также иметь информацию о потерях энергии в гидроагрегатах с учетом взаимного влияния. Эти сведения важны особенно для многофункциональных агрегатов и могут быть получены на основе эксперимента или опыта проектирования подобных систем.
Приложение
Условия для выполнения ргр
По заданным геометрическим параметрам элементов гидросистемы, давлению в цилиндрах, времени рабочего цикла, физико-механическим параметрам жидкости необходимо определить:
гидравлические характеристики трубопроводов, отдельных элементов и системы в целом;
характеристику насоса;
усилия на штоках и их длину;
значения рабочего давления, подачи, мощности насоса, КПД гидросистемы и числа Re.
Дополнительные условия для выполнения РГР:
Диаметры всех трубопроводов одинаковы.
Принять ламинарный режим течения с последующим уточнением.
Учесть только указанные местные сопротивления, потери в которых определяются по приведенным данным.
Инерционным и геометрическими напорами в системе пренебречь.
Расчеты проводить в системе СИ.
Результаты расчетов однотипных элементов свести в таблицы.
Оформление работы должно соответствовать требованиям ГОСТа.
В табл. П.1 и П.2 даны исходные значения вязкости, плотности, усилия на штоках, диаметры и ход штока силовых цилиндров, а также геометрические данные трубопроводов для конкретных расчетов.
Таблица П.1 Параметры гидравлической системы для РГР по гидравлике |
Номер группы
Параметры |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
|
Кинематический коэффициент вязкости |
|
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
Плотность рабочей жидкости |
|
850 |
855 |
860 |
865 |
870 |
875 |
880 |
885 |
890 |
895 |
850 |
855 |
860 |
865 |
870 |
875 |
880 |
885 |
890 |
895 |
850 |
860 |
Давление в цилиндрах |
|
0,40 |
0,42 |
0,44 |
0,46 |
0,50 |
0,42 |
0,44 |
0,46 |
0,48 |
0,50 |
0,42 |
0,44 |
0,46 |
0,48 |
0,50 |
0,46 |
0,48 |
0,50 |
0,52 |
0,54 |
0,46 |
0,48 |
Время рабочего цикла |
|
35 |
40 |
45 |
50 |
60 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
45 |
50 |
Диаметры силовых цилиндров [мм] |
|
80 |
82 |
84 |
86 |
88 |
82 |
84 |
86 |
88 |
90 |
82 |
84 |
86 |
88 |
90 |
84 |
86 |
88 |
90 |
92 |
84 |
86 |
|
72 |
74 |
78 |
79 |
82 |
74 |
75 |
78 |
80 |
82 |
75 |
78 |
80 |
82 |
84 |
75 |
77 |
79 |
82 |
84 |
76 |
78 |
|
|
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
32 |
34 |
|
|
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
22 |
24 |
|
Значение
эквивалентных калибров для указанных
местных сопротивлений
|
Фильтр Ф |
250 |
260 |
280 |
300 |
320 |
260 |
280 |
300 |
320 |
340 |
280 |
300 |
320 |
340 |
360 |
300 |
320 |
340 |
360 |
380 |
320 |
340 |
Гидро панель ГП |
200 |
220 |
240 |
260 |
280 |
220 |
240 |
260 |
280 |
300 |
240 |
260 |
280 |
300 |
320 |
260 |
280 |
300 |
320 |
340 |
280 |
300 |
|
Обратный Клапан ОК |
240 |
250 |
260 |
270 |
280 |
240 |
250 |
260 |
270 |
280 |
240 |
250 |
260 |
270 |
280 |
240 |
250 |
260 |
270 |
280 |
240 |
250 |
|
Синхронизатор С |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
180 |
190 |
|
Таблица П.2
Геометрические данные трубопроводов для выполнения РР по гидравлике |
|
Номер студента по списку |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
|
Тип схемы |
1-I |
1-II |
2-I |
2-II |
1-I |
1-II |
2-I |
2-II |
1-I |
1-II |
2-I |
2-II |
1-I |
1-II |
2-I |
2-II |
1-I |
1-II |
2-I |
2-II |
1-I |
1-II |
2-I |
2-II |
1-I |
|
Д [м] |
l1 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
5,5 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
l2 |
2,6 |
1,6 |
2,6 |
2,6 |
3,6 |
3,5 |
4,6 |
4,5 |
4,6 |
4,8 |
3,8 |
2,5 |
2,6 |
1,8 |
1,0 |
1,8 |
2,6 |
2,8 |
3,6 |
3,6 |
4,8 |
4,6 |
4,0 |
3,8 |
3,0 |
|
l3 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
|
l4 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
2,5 |
1,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
1,0 |
|
l5 |
1,0 |
2,0 |
2,5 |
1,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
1,0 |
2,0 |
|
l6 |
1,0 |
1,4 |
1,8 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,4 |
1,8 |
2,0 |
1,0 |
1,4 |
1,8 |
2,0 |
1,8 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,4 |
1,8 |
2,0 |
1,0 |
1,4 |
1,8 |
2,5 |
2,5 |
|
l7 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
|
l8 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,0 |
|
l9 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
3,5 |
3,6 |
2,5 |
2,0 |
|
l10 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,8 |
3,0 |
3,5 |
3,0 |
3,5 |
3,8 |
|
l11 |
4 |
4 |
5 |
4 |
4 |
4 |
5 |
4 |
4 |
4 |
5 |
4,5 |
4 |
4 |
5 |
4 |
4 |
4 |
5 |
4 |
4 |
4 |
5 |
4 |
4 |
|
d (мм) |
10 |
12 |
12 |
10 |
12 |
12 |
10 |
12 |
12 |
10 |
12 |
12 |
10 |
12 |
12 |
10 |
12 |
12 |
10 |
12 |
12 |
10 |
12 |
12 |
10 |
|
лины
указанных на схемах трубопроводов