Розрахунок ккд і ефективної потужності дросельного пристрою

Коефіцієнт корисної дії дроселя визначається відношенням потужностей:

,

де N_еф  ефективна потужність (на виході);

N_спож  споживана потужність (на вході) (рисунок 4.5, а).

З огляду на те, що в загальному випадку

,

де Q – витрата,

 тиск,

одержимо

.

Визначимо при якій величині р₂ досягається максимум ефективної потужності дросельного пристрою (рисунок 4.5). Для цього ефективну потужність представимо як:

,

де ;

звідси запишемо

.

Диференціюємо цю функцію по формулі:

,

де u - складна функція, і похідну приводимо до нуля; одержимо

.

Позначимо

звідки

Приймаємо .

У результаті маємо:

або

.

Винесемо за дужки , маючи у вигляді, що , одержимо

,

звідки

.

N_еф

N_еф

N_спож

а) б)

Рисунок 4.5  Залежність ефективної потужності від тиску р₂

Приймемо ,

тоді

, а .

Регульований дросель г77–1

Дроселі в промисловості випускаються з регульованою площею (рисунок 4.6).

трикутний проріз

1  гвинт регулювальний;

2  плунжер (поршень);

3  пружина;

4  втулка (2-я і 4-я деталі сталеві, шліфовані, притерті)

Рисунок 4.6  Схема регульованого дроселя Г77-1

Дросель осьовий  призначений для гальмування руху поршнів гідроциліндрів (рисунок 4.7) у напрямку робочого ходу (випускається серійно).

дросельна щілина

в бак

від насоса

1  плунжер з конічної дроселюючою крайкою;

2  пружина;

3  важіль;

4  рухливий упор.

Рисунок 4.7  Схема осьового дроселя

Робота дроселя відбувається в такий спосіб. Важіль 3 натискає на плунжер 1 і зміщає його вниз; дросельна щілина зменшується, відбувається гальмування і зупинка поршня гідроциліндра.

Для зворотного переміщення поршня в систему встановлюється зворотний клапан КО1, що пропускає рідину при закритій дросельній щілині.

Рухи поршня в перехідному процесі показано на рисунку 4.8.

Гальмування поршня

l  шлях гальмування

Рисунок 4.8  Залежність швидкості поршня V у процесі гальмування

Дросель з регулятором тиску (регулятор потоку)

При звичайному дроселі, встановленим на вході чи на виході гідроциліндра, швидкість поршня залежить від навантаження P. Пояснюється це тим, що частина рідини, не виконуючи корисної роботи, зливається через клапан у маслобак Q_кл (рисунок 4.9).

Щоб зробити незалежної від Р дросель компонують з редукційним клапаном і усе це разом називають регулятором потоку (РП). Швидкість поршня (рисунок 4.10) визначиться по формулі:

,

де

.

Рисунок 4.9  Схема гідроприводу з дроселем Г77-1

З останнього рівняння випливає, що для сталості Q, a отже і швидкості V необхідно підтримувати р₃ на постійному рівні, тому що параметри , S_др, , р_сл величини постійні для даного настроювання дроселя.

Функцію підтримки р₃ на постійному рівні виконує регулятор тиску (редукційний клапан).

У процесі роботи навантаження Р на шток гідроциліндра може збільшуватися або зменшуватися, при цьому необхідно забезпечити .

Якщо, наприклад, Р зменшилося, то збільшиться витрата Q у штоковій порожнині і зросте швидкість V поршня. Відповідно зростуть втрати на регульованому дроселі і тиск р₃ зросте і стає рівним (р₃+р).

Регулятор тиску

Дросель, що регулюється

Рисунок 4.10  Схема гідроприводу з регулятором потоку Г55-2

Це зростання тиску впливає на торець грибоподібного плунжера в редукційному клапані, і він починає переміщатися вліво, переборюючи зусилля пружини. При цьому прохідний перетин дросельної щілини зменшується, відповідно зменшується витрата Q.

У новому рівноважному положенні плунжера витрата Q стане дорівнює витраті, що була до зміни сили Р. Однак, внаслідок стиску пружини ця рівність не буде ідеальною, виникне помилка (по паспортним даним на регулятор потоку 3  5 %).

Розглянутий регулятор потоку може бути поліпшений з енергетичних позицій, тобто, можуть бути зменшені в ньому втрати. На регульованому дроселі по паспортним даним перепад тиску Δр встановлюється рівним 1,5-2,5 кгс/см².

У новій конструкції дросель виконаний у вигляді діафрагми з трикутним прорізом (дивись дросель Г77-1). При витраті Q_min = 0,06 л/хв; Q_max = 60 л/хв погрішність регулювання витрати  = 5%.

Промисловістю випускаються регулятори потоку моделей: Г55-3-РП зі зворотним клапаном (рисунок 4.11), ГІЗ-55-4 з редукційним клапаном, ГІЗ-55-6 з зворотним клапаном і розподільником, ГІЗ-55-1 з запобіжним клапаном, ЭПГіз-55-24 з електрокеруванням (із приводом дроселя від електродвигуна.

Рисунок 4.11  Схема регулятора потока РП зі зворотним клапаном ЗК