Гидропневмосистемы

Практическая работа

Омский авиационный техникум им. Н.Е.Жуковского

ГОУ СПО

Быков Е.Г.

выполнения практической

работы по дисциплине

«Гидропневмосистемы»

2005

«Рассмотрено»

на заседании ЦМК МТД

председатель _________

Практическая работа

Расчет гидросистемы

1 Цель работы: получить навыки:

1.1 в составлении диаграммы «перемещение-шаг» работы гидросистемы по заданной её принципиальной схеме.

1.2 в расчете гидросистемы.

2 Методические указания выполнения работы:

Исходными данными для расчета гидросистемы являются:

• силы, действующие на исполнительные устройства (гидродвигатели);

• скорости перемещения выходных звеньев исполнительных устройств;

• геометрические параметры исполнительных устройств (если специально оговариваются требования по габоритным размерам гидродвигателей).

1.1 Диаграмма «перемещение-шаг» - является диаграммой движения, на которой изображается графически последовательность работы исполнительных устройств. Движение выходного звена гидродвигателя – изображается наклонной линией (если выдвижение, то наклонная вверх, а если втягивание, то наклонная вниз). Нерабочее состояние изображается горизонтальной линией.

Шаг диаграммы – это промежуток времени, в течение которого осуществляется кокое-либо действие исполнительного устройства.

1.2 Расчет гидросистемы осуществляется для каждого исполнительного устройства в следующей последовательности:

На первом этапе рассчитываются необходимые для реализации требуемых усилий исполнительных устройств давления рабочей жидкости Р МПа:

А (если не оговариваются требования по габаритам гидродвигателей) Осуществляется расчет габаритов двигателей, по которым затем выбирается тип исполнительного устройства по каталогам или справочной литературе. Для этого задаются давлением в напорной магистрали р (т.е. на входе гидродвигателя). Используя формулы силовых характеристик гидродвигателей рассчитываются их параметры:

- площадь поршня гидроцилиндра: Sп = F / Δ р (мм²)

- или рабочий объем гидромотора: Vм = 2πМкр / Δ р (мм³)

где: Δ р = 0,8р перепад давления на гидродвигателе (МПа), а р – давление, выбираемое из рекомендуемых значений по ГОСТ 6540 – 68.

По рассчитанному Sп рассчитываются Dп и dшт, мм:

Dп =

dшт = (0,3 ÷ 0,5) Dп

Затем по рекомендациям того же ГОСТ 6540 – 68 корректируются Dпф; dштф и Vмф.

Б (если оговариваются требования по габаритам гидродвигателей) Осуществляется расчет необходимых давлений в напорных магистралях исполнительных устройств, параметры которых либо задаются, либо их определяют по каталогам исходя из условий, в которых им предстоит работать.

Для этого используются формулы силовых характеристик гидродвигателей:

- для гидроцилиндров: F = (рц – р2) Sп

- для гидромоторов: Мкр = (рм – р2) Vм / 2π

отсюда:

рц = (F / Sп) + р2 (МПа) - необходимое давление для г/ц

рм = (2π Мкр / Vм ) + р2 (МПа) - необходимое давление для г/м

где: F = Fн + Fтр + Fин - усилие, развиваемое г/ц, (н);

Fн - нагрузка на г/ц, (н);

Fтр = f G - сила трения перемещаемого груза (н);

Fин = G υ / g τ - инерционная сила (н);

G – вес перемещаемого груза (н);

υ – скорость перемещаемого груза (м/с);

τ – время перехода («шага») (с).

Sп – активная площадь поршня г/ц (из каталога) (мм²);

Мкр = Мн + Мтр = 1,08 Мн – крутящий момент, развиваемый г/м (н·м);

Vм - рабочий объем г/м (из каталога) (мм³);

р2 – давление на выходе г/д ( на сливе) (МПа).

Затем определяются потери давления в гидролиниях от насоса до исполнительных устройств (отдельно для каждого гидродвигателя и каждого «шага»). В основном это потери на местных гидросопротивлениях (на гидроаппаратуре) - Δрм, которые выбираются из каталогов гидроаппаратуры или рекомендаций:

Δрм = 0.2 ÷ 0.3 (МПа) – для гидрораспределителей

Δрм = 0.25 ÷ 0.35 (МПа) – для дросселей

Δрм = 0.2 ÷ 0.5 (МПа) – для фильтров

Δрм = 0.05 ÷ 0.1 (МПа) - для обратных клапанов

Δрм = 0.2 ÷ 0.6 (МПа) - для напорных и редукционных клапанов

После определения потерь давления, их суммируют с необходимым давлением в напорной магистрали исполнительного устройства и получают потребное давление (рпот) для данного исполнительного устройства для каждого шага.

П о результатам расчета строится диаграмма давлений для каждого «шага» (перехода). При этом следует помнить, что если в «шаге» работает несколько исполнительных устройств, то в этом случае берется потребное давление того гидродвигателя, у которого оно больше.

На втором этапе рассчитываются необходимые для реализации требуемых скоростей исполнительных устройств расходы рабочей жидкости Q, м³/с:

ˉ6

для гидроцилиндров: Qц = (υπDпф² / 4)·10

для гидромоторов: Qм = Vмф · nм

где: υ – скорость перемещения гидроцилиндра (м/с)

Dпф – диаметр поршня гидроцилиндра (м)

Vмф – рабочий объём гидромотора (м³/об)

nм – частота вращения гидромотора (об/с).

Расчет необходимого расхода осуществляется для каждого гидродвигателя и для каждого «шага».

Далее определяются утечки рабочей жидкости Qут, м³/с по следующей зависимости:

Qут = k ·Δр

где: Δр – перепад давления на гидромашине (потери давления на гидроаппаратуре) (МПа)

k – коэффициент утечки, который зависит от типа гидравлического устройства (м³/ МПа · с):

- 8

kа = 2 · 10 - для гидроаппаратуры

- 8

kц = (2 ÷ 3) 10 - для гидроцилиндров

- 7

kн(kм) = (1 ÷ 1,2) 10 - для насосов и моторов

Меньшие значения - для новых, малоизношенных гидроустройств.

После определения утечек приступают к определению потребного расход (Qпот) для каждого исполнительного устройства и для каждого «шага», суммируя необходимый расход для данного гидродвигателя с его утечкой и утечками на всех гидроаппаратах, которые находятся в цепи управления этого двигателя.

По результатам расчета строится диаграмма потребных расходов для каждого «шага» (перехода), при этом следует помнить, что если в «шаге» работает несколько исполнительных устройств, то в этом случае берется сумма потребных расходов этих гидродвигателей и к ним прибавляется утечка насоса.

На третьем этапе выбирается Qн и рн по максимальному потребному расходу и максимальному потребному давлению, причем давление насоса должно быть больше максимального потребного в (1,1 ÷ 1,15) раз.

И уже по Qн и рн выбирается из каталогов тип насоса.