- •Предисловие
- •Введение
- •Место, занимаемое гидравлическими системами в оборудовании летательных аппаратов
- •Преимущества гидравлических приводов
- •Особенности технических требований к гидравлическим системам современных летательных аппаратов
- •Принцип действия самолетных гидравлических приводов объемного типа
- •Применяемые давления и расходы жидкости (мощность)
- •Единицы измерения и определения различных параметров
- •Весомость жидкости
- •Зависимость объемного веса от давления
- •Зависимость объемного веса от температуры
- •Сжимаемость капельных жидкостей
- •Вязкость жидкостей
- •Кинематическая вязкость
- •Размерность единиц вязкости в системе СИ
- •Перевод условных единиц вязкости в абсолютные
- •Зависимость вязкости жидкости от температуры
- •Вязкость смеси минеральных масел
- •Вязкостные присадки
- •Теплоемкость и теплопроводность жидкостей
- •Окисление масел
- •Мятие масел
- •Поверхностное натяжение и капиллярность
- •Растворение газов в жидкостях
- •Механическая смесь воздуха с жидкостью
- •Давление насыщенных паров жидкости
- •Разрывная прочность жидкостей
- •Кавитация жидкости
- •Способы борьбы с кавитацией и ее последствиями
- •Способы повышения кавитационной стойкости гидроагрегатов
- •Требования к жидкостям
- •Применяемые жидкости
- •Высокотемпературные жидкости
- •Особенности применения полисилоксановых жидкостей
- •Жидкие металлы
- •Газообразные (сжимающиеся) жидкости
- •Расчет потерь напора при движении жидкости в трубе
- •Ламинарный режим течения
- •Турбулентный режим течения
- •Вращение трубопровода (сосуда) с жидкостью
- •Местные гидравлические потери
- •Вход в трубу
- •Внезапное сужение трубопровода
- •Внезапное расширение трубопровода
- •Коэффициент расхода при полном сжатии струи
- •Истечение под уровень
- •Коэффициент расхода при неполном сжатии струи
- •Течение жидкости в узких (капиллярных) щелях
- •Ламинарное течение через кольцевую щель
- •Влияние эксцентричности плунжера относительно цилиндра
- •Облитерация капиллярных щелей
- •Гидростатический подшипник
- •Тепловой баланс системы
- •Охлаждающие устройства
- •Гидравлический удар в отводах
- •Гидродинамическое давление струи жидкости
- •Требования, предъявляемые к гидронасосам летательных аппаратов
- •Основные вопросы теории объемных насосов (гидромоторов)
- •Фактическая производительность насоса
- •Влияние вредного пространства
- •Влияние жесткости камеры насоса
- •Объемные потери и объемный к. п. д. гидромотора
- •Радиально-поршневые насосы и гидромоторы
- •Производительность насоса
- •Число оборотов гидромотора
- •Равномерность подачи (потока) жидкости
- •Теоретический крутящий момент
- •Нагрузка на поршни
- •Контактное напряжение
- •Насосы с клапанным распределением
- •Радиально-поршневой гидромотор многократного действия
- •Производительность насоса
- •Силы, действующие в распределительном узле
- •Разгрузка контактной поверхности
- •Насосы с торцовым сферическим распределением
- •Конструктивные мероприятия по уменьшению износа скользящей пары
- •Связь цилиндрового блока с наклонной шайбой
- •Насосы бескарданной схемы
- •Насосы без соединительного шатуна
- •Насосы с неподвижным цилиндровым блоком
- •Насосы с клапанным распределением
- •Основные вопросы изготовления деталей насосов
- •Расчетная производительность (подача) насоса
- •Пластинчатые насосы двухкратного действия
- •Расчет производительности
- •Выбор рабочих параметров насоса
- •Применяемые материалы
- •Пластинчатый насос трехкратного действия
- •Разгрузка пластин
- •Пульсация потока жидкости
- •Выбор и расчет опорных цапф (подшипников)
- •Методы улучшения питания насоса
- •Компрессия жидкости во впадинах шестерен
- •Многоступенчатые и многошестеренные насосы
- •Шестеренные гидромоторы
- •Насосы с шестернями внутреннего зацепления
- •Винтовые насосы
- •Компенсация осевых сил винтового насоса
- •Винтовой гидромотор
- •Двухвинтовой насос
- •Распространенные конструкции регуляторов по давлению
- •Системы разгрузки насосов
- •Гидромеханический привод (передача)
- •Гидродифференциальный привод
- •Механические замки для фиксирования поршня
- •Моментный гидроцилиндр (двигатель)
- •Особенности применения силовых цилиндров в высокотемпературных гидросистемах
- •Золотниковые распределители
- •Выбор основных параметров золотника
- •Сила трения плунжеров
- •Влияние жесткости корпуса
- •Влияние загрязнения масла
- •Облитерация щели
- •Способы снижения сил трения
- •Разгрузка золотников гидростатическим центрированием
- •Вибрационные движения плунжера золотника
- •Происхождение аксиальной силы
- •Способы компенсации реактивных сил
- •Золотники с электроприводом
- •Плоские золотники
- •Крановые распределители
- •Клапанные распределители
- •Силы, действующие в клапанном распределителе
- •Способы разгрузки клапана от сил давления жидкости
- •Особенности применения распределительных устройств в условиях высоких температур
- •Расчет предохранительного клапана
- •Действие на клапан гидродинамической силы потока жидкости
- •Способы компенсации нестабильности давления
- •Предохранительный клапан с индикаторным стержнем
- •Предохранительные сервоклапаны с индикаторным стержнем
- •Место установки клапанов
- •Особенности конструирования и применения клапанов в условиях высоких температур
- •Типовые схемы дросселей
- •Расчет дросселя
- •Облитерация каналов дросселей
- •Дроссельное регулирование скорости гидродвигателя
- •Дроссельные регуляторы с постоянным перепадом давления
- •Распространенные схемы регулирования
- •Регулирование при отрицательной нагрузке
- •Объемное регулирование скорости
- •Синхронизаторы движения узлов
- •Устройства для изолирования поврежденного трубопровода
- •Ограничитель расхода жидкости
- •Клапаны последовательного включения
- •Реле давления
- •Гидравлические реле выдержки времени
- •Запорные (обратные) клапаны
- •Гидравлические замки
- •Мембранные (диафрагменные) гидрогазовые аккумуляторы
- •Выбор рабочих параметров аккумулятора
- •Преобразователи давления
- •Жидкостная «пружина»
- •Работа сжатия пружины
- •Влияние на характеристику пружины различных факторов
- •Распространенные схемы жидкостных пружин
- •Общие вопросы применения гидроусилителей
- •Обратимые (реверсивные) схемы
- •Устройство для имитации «ощущения» руля на ручке управления
- •Распределительные устройства гидроусилителей
- •Золотниковые распределители
- •Золотники с несимметричным расположением плунжера
- •Профиль рабочих поясков плунжера и расходные характеристики золотника
- •Гидроусилители с многокаскадным усилением
- •Выбор рабочих параметров струйного распределителя
- •Силовое воздействие струи
- •Золотники с регулированием по давлению
- •Гидроусилители с жидкостной обратной связью
- •Следящие системы с объемным регулированием
- •Чувствительность и точность
- •Зона нечувствительности
- •Влияние на чувствительность различных факторов
- •Трение в узлах системы
- •Люфты и упругости соединений
- •Устойчивость гидравлического усилителя
- •Факторы, влияющие на устойчивость гидроусилителей
- •Упругость механических звеньев системы
- •Сжимаемость жидкости и деформация трубопроводов
- •Способы повышения устойчивости гидроусилителей
- •Стабилизация утечкой жидкости
- •Влияние сопротивления трубопровода
- •Золотники со ступенчатыми проходными окнами
- •Демпфирование энергии колебаний
- •Расчет гидравлического демпфера
- •Стабилизация введением дополнительной обратной связи
- •Аварийные устройства
- •Дублирующее силовое управление
- •Способы дублирования управления
- •Жесткие металлические трубопроводы
- •Расчет труб на статическую прочность
- •Усталостная прочность трубопроводов и их соединений
- •Влияние на прочность трубопровода овальности его сечения
- •Влияние на прочность радиуса гиба трубы
- •Влияние монтажных напряжений
- •Влияние на усталостную прочность трубы качества ее поверхности и механических дефектов
- •Расчет усталостной прочности труб
- •Способы повышения стойкости трубопроводов против разрушения
- •Соединение труб и соединительная арматура
- •Неразборные соединения
- •Разборные соединения
- •Уплотнения штуцеров и применяемые резьбы
- •Подвижные соединения труб
- •Поворотные (шарнирные) соединения труб
- •Пружинные соединения труб
- •Гибка трубопроводов
- •Гибка труб с жидким заполнителем
- •Гибка труб с местным индуктивным нагревом
- •Гибкие резино-тканевые шланги
- •Способы заделки шлангов в арматуре
- •Гибкие металлические рукава
- •Резервуары (баки) для жидкости
- •Закрытые баки
- •Влияние загрязнения жидкостей на работу гидросистемы
- •Требования к фильтрам
- •Методы фильтрации
- •Пластинчатые (щелевые) фильтры
- •Металлические проволочные сетки
- •Проволочные фильтры
- •Фильтры тонкой очистки
- •Фильтры с бумажным фильтроэлементом
- •Комбинированные фильтры
- •Сетчатые фильтры сложного плетения
- •Глубинные фильтры
- •Наполнители из металлокерамических порошков
- •Фильтры с комбинированными наполнителями
- •Расчет фильтра
- •Определение пористости фильтровальных материалов
- •Схемы фильтрации
- •Срок службы фильтра
- •Миграция загрязнителя
- •Магнитные очистители жидкости
- •Центробежные очистители жидкости
- •Критическая скорость потока
- •Тонкослойное центрифугирование
- •Привод ротора (центрифуги) очистителя
- •Электроочистка жидкостей
- •Комбинированные силовые очистители
- •Металлические кольца
- •Неметаллические кольца
- •Манжетные уплотнения
- •U-образные манжеты
- •Шевронные манжеты
- •Чашечные манжеты
- •Кожаные уплотнения
- •Уплотнения резиновыми кольцами круглого сечения
- •Выдавливание кольца в зазор
- •Защитные кольца
- •Трение и срок службы колец
- •Эксцентричность кольцевой канавки
- •Растяжение кольца
- •Влияние низких температур и жидкости
- •Расчеты и выбор параметров колец и канавок
- •Кольца крестообразного сечения
- •Качество обработки деталей уплотнительного узла
- •Уплотнения вращающихся валов
- •Уплотнение радиального типа
- •Выбор параметров уплотнения
- •Размерная прочность и качество рабочих поверхностей
- •Несоосность и биение вала
- •Ширина уплотняющей кромки резиновой манжеты
- •Твердость контактирующей поверхности вала
- •Окружная скорость и температура на поверхности вала
- •Влияние угла наклона
- •Окружные скорости
- •Уплотнения торцового типа
- •Контактное давление колец
- •Ширина контактного пояска
- •Число оборотов уплотняемого вала
- •Чистота и точность обработки рабочих поверхностей
- •Жесткость уплотнительных колец
- •Материалы для изготовления деталей торцового уплотнения
- •Уплотнения гибкими разделителями
- •Уплотнения с помощью сильфонов
- •Уплотнения, пригодные для работы в условиях высоких температур
- •Полые металлические кольца круглого сечения
- •Прочие типы прокладок для неподвижных соединений
- •Металлические конусные кольца
- •Резиновые материалы
- •Трение в уплотнительном узле
- •Уплотнения из кожи
- •Полиэтилен
- •Фторопласт
- •Текстолит
- •Материалы на основе графита
- •Композиционный материал
- •Замеченные опечатки
шестерен. Для создания одинаковых по нагрузке условий работы под шипники ведомой шестерни часто выполняют более мощными, чем под шипники ведущей шестерни.
Величина равнодействующей радиальных сил, действующих на ве домую шестерню, с учетом сил реакции от вращающегося момента мо жет быть вычислена по выражению
1Л = 0,85Д/?М. |
(222) |
Жесткость валов должна быть такой, чтобы деформация их (с уче том деформации подшипников) была меньше соответствующих ради альных зазоров между шестернями и корпусом насоса, так как прогиб валов может нарушить условия нормального зацепления и вызвать задиры корпуса.
При расчете приводных валиков на скручивание следует иметь в виду, что из-за пульсации потока (давления) действительная нагрузка может значительно превышать нагрузку, вычисленную по среднему крутящему моменту. Поэтому валики насоса, а также шестерни при водного механизма должны обладать большей (на 20—25%) проч ностью, чем это требуется по расчету из среднего крутящего момента.
Выбор и расчет опорных цапф (подшипников)
В шестеренных насосах применяют опоры (подшипники) сколь жения и качения. Основным преимуществом подшипников качения яв ляется возможность приобретения их в готовом виде, а также относи
тельная простота |
монтажа; |
недостаток — сравнительно |
большие га |
||||||||
бариты. |
нагрузку |
(давление) на опорную |
поверхность |
подшип |
|||||||
|
Удельную |
||||||||||
ников скольжения рассчитывают по фор |
|
|
1 |
|
|
||||||
муле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
k = |
LR |
|
|
(223) |
|
|
|
|
|
|
|
|
2b^da ’ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где LR — нагрузка |
на |
шестерню |
в кГ |
|
|
|
|
|
|||
|
[рассчитывают |
по |
формуле |
|
|
|
|
|
|||
|
(222)]; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ьц ис1ц— длина и диаметр цапфы в см. |
|
|
|
|
|
||||||
|
Опыт показывает, |
что |
допустимая |
|
|
|
|
|
|||
удельная нагрузка на подшипники из ка |
|
|
|
|
|
||||||
чественной свинцовистооловянистой брон |
|
|
I |
|
|
||||||
зы |
составляет |
при работе на минераль |
|
|
|
|
|||||
ном масле kROU<80-±-l0Q кГ/см2. Однако |
Рис. |
93. |
Схема |
шестеренного |
|||||||
подобная нагрузка допустима лишь в том |
насоса с |
разгрузкой |
шестерен |
||||||||
случае, если произведение этой нагрузки |
от радиальных |
сил |
давления |
||||||||
на |
окружную |
скорость |
цапфы |
(шейки |
|
|
жидкости |
|
|||
вала) V не будет превышать значения |
|
|
|
|
(224) |
||||||
|
|
|
|
W = kV< 150-^-200, |
|
|
|
где k в кГ/см2 и У в м/сек.
Окружные скорости на поверхности шейки валика обычно не пре вышают 5 м/сек.
В авиационных насосах распространены подшипники качения и в особенности игольчатые подшипники. При изготовлении игольчатых подшипников необходим тщательный отбор игл по размеру: разность диаметральных размеров не должна превышать 0,002 мм; окружной суммарный зазор между иглами в собранном подшипнике должен со ставлять от 0,2 до 0,4 диаметра иглы; осевой зазор должен быть в пре делах 0,2—0,4 мм.
165
Для разгрузки подшипников шестерен от усилий давления жидко сти применяют схемы с гидравлическим противодавлением (рис. 93).
Подобная разгрузка особенно целесообразна в шестеренных агре гатах, используемых в качестве гидромоторов.
ВЛ И ЯН И Е Ц ЕНТРО БЕЖ НЫ Х СИЛ
Заполнению рабочих впадин шестеренного насоса будут препятст вовать развивающиеся при вращении шестерен центробежные силы, действующие на жидкость во впадинах.
Давление рц в точке на радиусе окружности выступов, развивае мое центробежной силой жидкости, находят по выражению:
2 |
2 |
( Я П \2 |
1 |
9 |
/ оое\ |
и г ~ |
и н |
||||
или |
|
~ v U j |
7 |
ю * |
(225) |
|
|
|
|
|
|
Pn= ^ ( r 2r- r l ) * \ |
|
|
(226) |
||
где иг = о)гг и ии = согн — окружные скорости на окружностях |
выступов |
||||
и впадин |
(ножек); |
|
|
|
|
гг и гн — радиусы окружностей выступов и впадин; |
|||||
(о — угловая |
скорость шестерен; |
|
|||
у —объемный вес жидкости; |
|
|
|||
g —ускорение силы тяжести. |
|
|
|||
Под действием центробежной силы давление жидкости во впади |
|||||
не может значительно понизиться, |
что приведет |
к выделению воздуха |
и к ухудшению режима заполнения впадин жидкостью.
Ниже приведены величины центробежного напора для шестерен ного насоса с числом зубьев шестерен 2 = 1 2 и модулем зацепления
т= 2,5 мм при работе на масле с объемным весом у = 0,85 г/смг. Предельная окружная скорость зависит также от вязкости. Практи
ческие данные зависимости допустимой окружной скорости шестерен от вязкости жидкости приведены ниже:
Центробеж |
|
|
|
Вязкость |
|
|
|
|
|
ный напор |
|
0,224 |
|
|
|
6 |
|
20 |
|
0,144 |
0,510 |
0,896 |
жидкости |
2 |
10 |
||||
Рц |
|
|
|
|
°Е |
|
|
|
|
к Г ( с м 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1[ |
Окружная |
8 |
10 |
15 |
20 |
Допусти |
6 |
5 |
4,5 |
3,5 |
скорость |
|
|
|
|
мая окруж |
|
|
|
|
на внешней |
|
|
|
|
ная ско |
|
|
|
|
поверхно |
|
|
|
|
рость |
|
|
|
|
сти головок |
|
|
|
головок |
|
|
|
|
|
зубьев в |
|
|
|
|
зубьев |
|
|
|
|
м / с е к |
|
|
|
|
в м / с е к |
|
|
|
|
|
|
Методы улучшения питания насоса |
|
|
|
||||
Заполнение впадин шестеренного насоса можно улучшить путем |
|||||||||
выполнения входного канала в виде диффузора |
(рис. 94,а). Входная |
||||||||
часть диффузора в поперечном направлении плавно |
расширяется до |
||||||||
размера ширины шестерен. |
|
|
|
|
|
|
|||
Для улучшения питания насоса жидкостью можно использовать |
|||||||||
энергию |
потока |
сливной магистрали, |
применив |
эжектор |
(рис. |
94,6). |
С помощью этого устройства можно повысить статическое давление на
166