
- •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
ваться в нейтральном положении. Если один из цилиндров опередит дру гой, то рычаг 3, передвинув плунжер, частично перекроет канал, по ко торому жидкость поступала к опередившему цилиндру. Жидкость к ци линдрам поступает через обратные клапаны 2.
Делитель рассчитан на давление до 280 кГ/см2 и обеспечивает высо кую (2—3%) точность деления потока.
Устройства для изолирования поврежденного трубопровода
Для изолирования поврежденной гидравлической ветви применяют ся автоматические предохранительные устройства, принципиальная схе ма одного из которых изображена на рис. 216.
Устройство состоит из клапана 9, поршневая часть которого входит в цилиндр 4, а конусная может перекрывать выходное отверстие 10, ведущее к силовому цилиндру. Правая полость цилиндра 4 сообщена с полостью 5 корпуса 2, а левая через жиклерное отверстие 8 — с поло стью 1 корпуса. Этот жиклер служит демпфером против колебаний кла пана, а также устраняет реакцию клапана на случайные кратковремен
ные забросы перепада давления. |
Клапан 9 под действием |
пружины 3 |
|||
стремится |
переместиться в край |
|
|
||
нее правое |
положение, при кото |
|
|
||
ром отверстие 10, ведущее к си |
|
|
|||
ловому цилиндру, будет открыто |
|
|
|||
Принцип действия предохраните |
|
|
|||
ля основан на изменении перепа |
|
|
|||
да давления масла, входящего в |
|
|
|||
отверстие 6, во входной 5 и вы |
|
|
|||
ходной 1 полостях (Ар = рь—рi), |
|
|
|||
происходящем при нарушении ус |
|
||||
тановленного |
режима |
течения |
|
|
|
жидкости. |
|
|
частичном |
|
|
При полном или |
|
|
|||
разрушении трубопровода на ли |
Рис. 216. Схема гидравлического предо |
||||
нии, связанной с выходной по |
хранителя |
|
|||
лостью /, давление в последней |
|
|
|||
понизится, вследствие чего расход |
7 увеличится, что приведет к повыше |
||||
жидкости |
через |
канал дросселя |
|||
нию установившегося |
перепада давления Ар = ръ—р\ в полостях 5 и 1. |
||||
При известной величине Ар клапан 9 переместится влево |
и перекроет |
выходное отверстие 10, связанное с поврежденной линией. Рассмотренный предохранитель пригоден для работы в широком
диапазоне расходов жидкости, нижний предел которого определяется предварительным натяжением пружины 3. При расходах жидкости ниже этого предела, которые не могут развить необходимого перепада давле ния для сжатия пружины 3, предохранитель не сможет предотвратить утечку жидкости даже в том случае, если магистраль потребителя пол ностью разрушена. При расходах, значительно превышающих верхний предел рабочего диапазона, клапан может преждевременно закрыться даже при исправной системе. Ввиду этого предохранители регулируются так, чтобы расход жидкости при исправной системе находился в нужном диапазоне, определяемом соответствующим выбором сечений отверстий клапанов 7 и 8, а также площади поршенька клапана 9 и усилия пру жины 3.
Предохранитель устанавливают по возможности ближе к распреде лительному устройству гидросистемы, причем между ними не должны находиться какие-либо агрегаты, которые могут изменить расход жид кости через предохранитель.
Для устранения влияния перегрузки от ускорения самолета в полете
2 8 3
на работу предохранителя предохранитель должен быть установлен таким образом, чтобы его ось была перпендикулярна к оси самолета и располагалась в горизонтальной плоскости.
Д о з и р у ю щ и е к л а п а н ы . Изолировать разрушенный участок трубопровода и тем самым предотвратить выброс жидкости из системы можно также с помощью специальных дозирующих устройств (клапа нов), которые после того как через них пройдет заданное количество жидкости перекрывают трубопровод питания.
Схема одного из дозирующих клапанов показана |
на |
рис. 217. |
|||||
Рис. 217, а соответствует ра |
|||||||
бочему циклу |
(заполнению |
||||||
силового |
цилиндра), |
а |
рис. |
||||
217, б — концу рабочего хода |
|||||||
(дозатор |
пропустил |
задан |
|||||
ное |
количество |
жидкости и |
|||||
перекрыл канал питания ци |
|||||||
линдра) . |
|
|
дозатора |
||||
|
В |
качестве |
|||||
может |
быть |
использован |
|||||
рассмотренный |
выше |
(см. |
|||||
рис. |
216) |
предохранитель. |
|||||
Для |
этого |
сечения |
каналов |
||||
дросселя |
7 выбирают |
таки |
|||||
ми, |
чтобы |
действующий |
на |
||||
поршень |
клапана 9 перепад |
||||||
давления |
Ар = рз—р\ |
в |
по |
лостях 5 и / при заданном расходе превышал усилие пружины 3. В этомслучае клапан закроется лишь после того, как из левой полости его ци линдра через жиклер 8 будет выдавлена жидкость. Дозируемое количе ство жидкости не будет зависеть от ее вязкости и температуры, а также
от |
продолжительности рабочего цикла, поскольку с изменением вязко |
||
сти |
в равной мере повысится как перепад давления Ар = р$—/?ь так и |
||
сопротивление жиклера 8. |
В результате клапан закроется |
лишь после |
|
того, как пропустит строго заданное количество жидкости. |
|
||
при |
В равной мере дозирующие свойства клапана будут сохранены и |
||
увеличении расхода |
жидкости. При этом перепад давления |
||
Ар = рв—Р\ увеличится, а |
следовательно, пропорционально |
уменьшится |
время, необходимое для выдавливания жидкости из левой полости ци линдра клапана через жиклер 8.
Ограничитель расхода жидкости
В тех случаях, когда требуется ограничить расход жидкости, на пример для поддержания постоянной скорости выхода гидравлического лвигателя при переменной его нагрузке, в линии питания потребителя устанавливают ограничители расхода (клапаны стабильного расхода) „ которые автоматически регулируют потерю напора, обеспечивающую за данный расход жидкости.
Схема подобного ограничителя расхода изображена на рис. 218, а. Жидкость из входного канала 1 поступает в камеру 2 и далее черезкалиброванное отверстие 3 в подвижном поршне 4 и окна 6 в корпусе направляется к выходному каналу 7, связанному с потребителем. Пор шень 4 нагружен слабой пружиной 5, усилие которой уравновешивается: перепадом давления, создаваемым сопротивлением отверстия 3. Если: расход жидкости потребителем увеличится, то увеличится и перепад дав ления, в результате поршень 4 переместится вправо и частично пере
2 8 4
кроет окна 6, уменьшая расход до величины, на которую рассчитан огра ничитель. При уменьшении расхода поршень 4 переместится влево и тем самым уменьшит суммарное сопротивление окон 6 и отверстия 3.
Если отверстие 3 в донышке поршня 4 выполнено по схеме, приве денной на рис. 205, а, условие равновесия определится выражением [см. также выражение (73)]
„ д |
_ D . Л,р |
_Q2 |
V |
(312) |
|
F & P |
пр. р |
/2 |
2№2 ’ |
||
|
где F — площадь сечения поршня 4;
Рпр —усилие сжатия пружины 5;
—-----перепад давления в отверстии 3; /22^[х2
/ — площадь отверстия 3;
Q —расход жидкости через отверстие 3.
Рис. 218. Схема и конструкция ограничителя расхода
Площадь / и РПр рассчитывают обычно на перепад давления Ар~ 3-^-5 кГ/см2 для заданного предельного значения расхода жидкости.
На рис. 218,6 представлена конструкция подобного ограничителя расхода. В отличие от рассмотренной выше схемы ограничителя в рас сматриваемой конструкции деталь <?, служащая направляющей пружи ны 5, имеет осевое калиброванное отверстие 4, обеспечивающее мини
мальный расход жидкости при максимальном |
давлении, |
при котором |
расходные окна 2, 6 перекрыты плавающим |
поршнем 1 |
с отверстием |
в торце. |
|
|
При изменении направления потока жидкости поршень 1 устанавли вается в крайнее левое положение и жидкость протекает через полностью открытые окна 6 и калиброванное отверстие 4. Ограничитель обеспечи вает практически стабильный расход независимо от давления на выходе (давления нагрузки).
2 8 5
Клапаны последовательного включения
На рис. 219, а представлен клапан, служащий для последователь ного включения по сигналу давления в одной какой-либо системе дейст вия другой системы. Для этого под нижний торец плунжера клапана па каналу а подводится давление первичной системы; после того как будет преодолено усилие пружины, действующей на плунжер, он, переместив шись вверх, соединит каналы I и II систем.
0L) |
Я |
8) |
Рис. 219. Клапаны последовательного включения
Включение может быть осуществлено также от отдельного источ ника давления с помощью управляющей линии, по которой под торец плунжера подводится сигнальное (управляющее) давление рсш (рис. 219,б).
На рис. 219, в изображена схема подобного клапана, используемая для разгрузки (соединения с баком) системы по команде сигнального давления.
Реле давления
Реле давления служит для подачи сигналов (обычно электрических) соответствующим элементам гидросистем при достижении заданного давления жидкости.
На рис. 220 изображено реле давления мембранного типа, в котором давление жидкости действует на нагруженную пружиной с мембрану а, при прогибе которой через штырь b приводится в действие электровы ключатель d цепи управления.
Подобные реле давления выпускаются для давления до 200 кГ/см2 и выше. Нечувствительность этих реле (разность давлений при включе нии и выключении) зависит от рабочего давления и обычно при давле нии 200 кГ/см2 не превышает 10 кГ/см2. Время срабатывания при пре вышении давления в системе выше давления настройки реле на величину нечувствительности не более 0,5 сек.
Применяют также реле поршневых типов, а также реле, скомпоно ванные заодно с предохранительным клапаном.
На рис. 221 изображена схема одного из таких реле. Плунжер с реле изолирован от рабочего давления шариковыми клапанами а и d> первый из которых является предохранительным, второй — обратным. При повышении подводимого давления свыше величины, на которую от регулирована пружина b, клапан d откроется и жидкость поступит к на груженному слабой пружиной плунжеру с, который, опускаясь, воздей ствует на электропереключатель /. При падении давления в линии под вода (по окончании рабочей операции) плунжер с переместится вверх,
286