- •Содержание
- •1. Введение
- •Предмет гидравлики и краткая история её развития.
- •Понятие жидкости. Реальная и идеальная жидкости
- •Метод гидравлических исследований
- •Силы, действующие на жидкость. Понятие давления
- •Основные свойства капельных жидкостей
- •Гидростатика Гидростатическое давление и его свойство
- •Основное уравнение гидростатики
- •Дифференциальные уравнения равновесия жидкости и их интегрирование для простейшего случая
- •Пьезометрическая высота. Вакуум. Измерение давления
- •Сила давления жидкости на плоскую стенку
- •Сила давления жидкости на криволинейные стенки. Плавание тел
- •Кинематика Понятие о движении жидкости как непрерывной деформации сплошной материальной среды
- •Установившееся и неустановившееся течение жидкости
- •Линии токов жидкости и вихревые линии. Плавно и резко изменяющееся движение
- •Общие уравнения сплошной среды Уравнение неразрывности
- •Уравнение Бернулли
- •Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли
- •Потери напора при установившемся движении. Влияние различных факторов на движение жидкости
- •Понятие о подобных потоках и критериях подобия
- •Числа Рейнольдса, Фруда, Эйлера, Вебера
- •Понятие о гидравлических сопротивлениях, виды потерь напора (местные и по длине)
- •Общая формула для потерь напора по длине при установившемся равномерном движении жидкости. Коэффициент Дарси
- •Основное уравнение равномерного движения
- •Касательные напряжения. Обобщённый закон Ньютона
- •Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Критическое число Рейнольдса
- •Пульсации скоростей при турбулентном режиме. Мгновенная и местная осреднённые скорости
- •Потери напора по длине при равномерном ламинарном движении жидкости
- •Распределение скоростей по живому сечению в цилиндрической трубе при ламинарном режиме. Коэффициент Дарси при ламинарном течении
- •Потери напора при равномерном турбулентном движении жидкости
- •Механизм турбуллизации потока: процесс перемешивания жидкости, ядро течения и пристенный слой
- •Коэффициент Дарси при турбулентном движении жидкости, экспериментальные методы его определения
- •График Никурадзе
- •Местные сопротивления, основные их виды
- •2. Объемные гидромашины.
- •2.1 Понятие объемной гидромашины. Насосы, гидродвигатели.
- •2.2 Величины характеризующие рабочий процесс огм.
- •2.3 Роторные гидромашины. Классификация.
- •3. Основные сведения об оъемном гидроприводе.
- •3.1 Назначения и основные свойства
- •3.2 Основные параметры гидрооборудования
- •3.3 Основные режимы работы и условия эксплуатации гидрооборудования.
3.3 Основные режимы работы и условия эксплуатации гидрооборудования.
Гидрооборудование, устанавливаемое на мобильных машинах с объемным гидроприводом, эксплуатируется преимущественно на открытом воздухе при широком диапазоне изменения температуры, в условиях, характеризуемых повышенной запыленностью воздуха, частыми кратковременными перегрузками и вибрацией. Режимы работы гидрооборудования определяются величиной и интенсивностью внешней нагрузки, характером рабочего процесса и другими факторами (табл. 1.1).
Условия эксплуатации машин с гидроприводом определяются климатическими факторами внешней среды температурой, влажностью и давлением воздуха, солнечным излучением, дождем, ветром, пылью, инеем и соляным морским туманом. ГОСТ 15150-69 устанавливает исполнения, категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования изделий в части воздействия климатических факторов внешней среды, которые разделяются на нормальные, номинальные, рабочие и предельные.
При расчетах номинальных параметров изделий учитывают воздействие эффективного значения климатического фактора в процессе эксплуатации и хранения, которое оказывает влияние на срок службы и ресурс гидрооборудования.
Таблица 3.1. Режим работы гидрооборудования
Режим работы |
Пример | |
Наименование |
Характеристика | |
Легкий |
Эпизодическая работа не связанная с технологическим циклом машины (установка исполнительных органов до начала рабочих операций) |
Привод механизмов подъема и опускания рабочего органа рыхлителей, дорожных фрез, кусторезов, каналокопателей, снегоочистителей, выносных опор экскаваторов, стреловых самоходных кранов и других машин. |
Средний |
Периодическая работа, связанная с технологическим циклом машины |
Привод рабочего оборудования, скреперов, автогрейдеров, бульдозеров и кранов автомобильных, коммунальных машин; привод рулевого управления самоходных машин |
Тяжелый |
Постоянная работа при выполнении технологического цикла машины или ее передвижений |
Привод рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов, погрузчиков, экскаваторов дреноукладчиков, автобетононасосов, валочно-пакетирующих и бурильных машин; привод механизмов передвижения дорожных катков, асфальто- и бетоноукладочных машин |
Для гидрооборудования общего применения, удовлетворяющего комплексу технических требований, общему для большинства случаев применения, в качестве номинальных принимают значения климатических факторов внешней среды, в пределах которых обеспечивается нормальная эксплуатация. В нормативно-технической документации (НТД) на гидрооборудование указывают рабочие значения климатических факторов, в пределах которых обеспечивается сохранение номинальных параметров, и экономически целесообразный срок службы гидрооборудования
Значения климатических факторов, при которых гидрооборудование чрезвычайно редко и в течение не более 6 ч может оказаться в процессе эксплуатации, принято считать предельными рабочими, и изделия должны при этом:
сохранять работоспособность с допустимыми отклонениями от номинальных параметров, указываемых в технических условиях;
после прекращения действия этих предельных рабочих значений восстанавливать номинальные параметры;
В зависимости от воздействия климатических факторов в процессе эксплуатации машин в технических условиях на конкретные виды гидрооборудования указывают климатические исполнения и допустимые отклонения параметров от их первоначальных значений.
Согласно ГОСТ 15150-69 территория земного шара разделена на макроклиматические районы. Поставляемые в эти районы изделия должны изготавливаться в соответствующих климатических исполнениях с учетом категории размещения (укрупненно), характеризующей воздействие климатических факторов внешней среды в пределах данной географической зоны.
Анализ влияния климатических факторов внешней среды и многолетний опыт эксплуатации большого количества мобильных машин с объемным гидроприводом показали, что температура внешней среды оказывает наибольшее влияние на надежность и работоспособность гидрооборудования [4, 5, 10, 12, 14, 15, 25].
К макроклиматическому району с умеренным климатом, относятся районы, где средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже плюс 40°С, а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше минус 45 С (исполнение У).
К макроклиматическому району с холодным климатом относятся районы, в которых средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха ниже минус 45°С (исполнение ХЛ). В этом обширном по территории районе наиболее низкие температуры воздуха (абсолютные минимумы - до минус 60°С и ниже) длительностью до 6 ч подряд в зимний период имеют вероятность возникновения один раз в 70-80 лет. Абсолютный минимум температуры воздуха, которая бывает один раз в два года длительностью 5-6 ч подряд, находится в пределах от минус 20 до минус 60 С.
Для мобильных машин возможен перерыв в работе, поэтому в качестве основного климатического фактора, необходимого для расчета и проектирования объемного гидропривода, следует принимать среднее значение температуры окружающего воздуха минус 50С в течение пяти суток подряд (120 ч) с повторяемостью один раз в 5 лет. Следовательно, для надежной эксплуатации мобильных машин с объемным гидроприводом в районах холодного климата они должны быть рассчитаны на изменение температуры воздуха в пределах от плюс 25С до минус 50С.
Изделия в специальном арктическом исполнении для районов с очень холодным климатом, где средняя минимальная температура ниже минус 60С, изготовляют для Антарктиды.
К макроклиматическому району с влажным тропическим климатом относятся районы, в которых сочетание температуры, равной или выше 20С и относительной влажности, равной или выше 80%, наблюдается примерно 12 или более часов в сутки за непрерывный период от 2 до 12 месяцев в году (исполнение ТВ).
Районы, в которых средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха выше плюс 40С, относятся к макроклиматическому району с сухим тропическим климатом (исполнение ТС). Изделия в исполнениях У и ХЛ могут эксплуатироваться в теплой и жаркой зонах СССР по ГОСТ 16350-80, в которых средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха выше плюс 40С или сочетание температуры, равной или выше плюс 20С и относительной влажности, равной или выше 80%, наблюдается более 12 ч в сутки за непрерывный период более двух месяцев в году. Для обозначения места размещения изделий в эксплуатационной документации, а также на заводской табличке, где должен быть приведен тип (марка) гидрооборудования; после указания климатического исполнения указывают категорию размещения для эксплуатации на открытом воздухе (1), под навесом или в помещениях (2), в закрытых помещениях (3), в закрытых отапливаемых или охлаждаемых производственных помещениях (4) и в помещениях (в том числе в подземных) с повышенной влажностью (5).
При создании мобильных машин и применении гидравлического оборудования необходимо учитывать режимы и условия их эксплуатации. Так, например, одноковшовые экскаваторы, бульдозеры, автогрейдеры, стреловые самоходные краны, погрузчики, копровое оборудование эксплуатируются в течение всего года, а шнекороторные и плужные снегоочистители, снегопогрузчики, рыхлители мерзлого грунта предназначены для эксплуатации в осенне-зимний и преимущественно в зимний период. Многие мелиоративные машины для строительства оросительных и осушительных каналов, эксплуатации мелиоративных систем способом гидромеханизации, а также бетонотранспортные машины и технологическое оборудование для производства строительных материалов эксплуатируются в районах с умеренным и жарким климатом при температуре воздуха, не ниже 0 С.