2. Последовательность проведения стендовых испытаний

При проведении испытаний на стенде, рис. 2.9 кран управления 4 установлен в нейтральную позицию, дроссель 6 и регулятор потока 7 полностью открыты. Посредством манометра М₁ определяется перепад давления на гидромоторе, тахометром 9 измеряется частота вращения расходомера 8, хронометром 15 определяется время заполнения мерной емкости 13, отметки уровней рабочей жидкости измеряются по пьезометру 12. Результаты измерений сводятся в табл. 2.16 опытных данных. Алгоритм расчета приводится в разделе 4. Результаты сводятся в табл. 2.17. На графиках строятся зависимости объемного η_ОМ, механического η_ММ и полного η_М КПД гидромотора от частоты вращения n_M.

Таблица 2.16

Опытные данные

∆Р, МПа
nM, об/мин
τ, с
h, дм

3. Константы расчёта

q_м=11,2 см³; М_ном=9,4Нм; Ω_б= 10 дм²

4. Алгоритм расчёта

1. Расход гидромотора, определенный по частоте вращения его вала

Q_Т=q_м·n_м·10^-3 ,(л/мин).

2. Расход гидромотора, определенный объемным методом

Q_м2=h· /τ , (л/мин).

3. Объемный КПД гидромотора

η_0м=Q_м1/Q_м2.

4. Момент трения гидромотора

М_т , (Н/м).

5. Механический КПД гидромотора

η_мм=1-М_т/М_ном.

6. Полный КПД гидромотора

η_м= η_ом·η_мм.

Таблица 2.17.

5. Результаты расчёта

Qм1, л/мин
Qм2, л/мин
ηом
Мт, Н/м
ηмм
ηм

Лабораторное исследование №3. Часть 1

СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ КРАНА УПРАВЛЕНИЯ, РАСЧЕТ ЕГО ХАРАКТЕРИСТИК НА ЭВМ

Общие сведения

Направляющая гидроаппаратура предназначена для изменения направления потока рабочей жидкости путем полного открытия или закрытия проходного сечения. Сюда относятся гидрораспределители кранового и золотникового типов, которые служат для изменения направления потока жидкости в двух или более линиях. Переключение гидрораспределителей вызывает реверс движения или остановку рабочего органа. Запорно-регулирующий элемент выполняется в виде золотника с осевым перемещением или крана с поворотным движением (рис.4.1 [1]). Схематично гидрораспределители обозначают в виде последовательно расположенных квадратов (гидролиний), число которых может быть от двух до пяти. Внутри квадратов - информация о направлении движения в данной позиции золотника:

	- нет прохода для жидкости ( )
	- жидкость, минуя гидродвигатель, направляется в гидробак ( )
	- направление потока жидкости, прямое, в данной позиции ( )
	- смена потока жидкости на противоположное ( )
	- разделение потока жидкости на два ( )
	- соединение двух потоков жидкости в один ( )

Гидрораспределители классификсируются по виду управления:

	- с ручным управлением, двухпозиционный
	- с управлением от кулачка
	- с электромеханическим управлением (трехпозиционный) привод от двух электромагнитов с пружинным возвратом, напряжение питания 24В постоянного тока
	- с электромагнитным управлением (привод от электромагнита с пружинным возвратом)
	- с гидравлическим управлением
	- с электрогидравлическим управлением, при dy16мм

Гидрораспределители имеют стандартные диаметры условных проходов, D_y 4, 6, 8, 10, 16, 20, 32, 40 мм, стандартное рабочее давление 6,3 МПа, 20 МПа, 32 МПа.

Конструктивно гидрораспределитель состоит из корпуса с расточками и золотника с уплотнительными поясками.

Золотники гидрораспределителей располагаются в корпусе с малым зазором (10-15 мкм) и имеют положительное перекрытие, т.е. поясок золотника на 50-150 мкм шире расточки в корпусе. Маркировка буквами X, Y, Z соответствует линиям управления.

Смещение золотника относительно корпуса изменяет направление потока жидкости. Гидрораспределители могут иметь стыковое соединение, т.е. уплотнение входов и выходов для жидкости осуществляется в виде плиты с кольцевыми канавками, в которые устанавливаются резиновые уплотнительные кольца. Рядом с отверстиями выбивается на плите маркировка: А, В - подвод и отвод к гидродвигателю; Р - подача жидкости из напорной линии; Т - отвод жидкости на слив. На золотник гидрораспределителя действуют гидростатические и гидродинамические силы, которые зависят от рабочего давления, расхода жидкости, перепада давлений на кромках золотника, правильности геометрической формы золотника и расточки в корпусе.

Гидростатические силы возникают из-за неравномерности распределения давления в зазоре между золотником и корпусом, а также вследствие засорения радиального зазора загрязняющими частицами. Для снижения гидростатических сил на уплотняющих поясках золотника выполняют разгрузочные канавки глубиной

0,3-0,5 мм.

Гидродинамическую силу R (H) действующую на золотник, можно найти из [1,5]:

(3.1)

где Q – расход жидкости, (л/мин); P – перепад давлений на кромке золотника, (МПа).

Расход жидкости Q через распределитель, (л/мин), можно определить из формулы расхода жидкости через малое отверстие

(3.2)

где  - коэффициент расхода золотникового или кранового гидрораспределителя, для турбулентного режима величина  лежит в диапозоне от 0,7 до 0,75;  - площадь проходного отверстия, ( ); р – перепад давлений на гидрораспределителе, (Па);  - плотность рабочей жидкости, ( ).

Перепад давлений на гидрораспределителе р, (МПа), можно найти

(3)

где  - коэффициент местного сопротивления гидрораспределителя; – скорость движения жидкости в трубопроводе, (м/с);  - плотность рабочей жидкости, ( ).

Согласно теоретическим данным [2,5] коэффициент местного сопротивления и коэффициент расхода зависят от числа Рейнольдса (Re) при ламинарном течении жидкости в гидроаппарате, при этом критическое число Ренольдса Re_кр250300, при превышении которого  и  принимают постоянные значения.

, (3.4)

где _t – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости (масла) при температуре t_M

, (3.5)

где _50 – кинематический коэффициент вязкости при 50^С; t_м – температура масла; n_t – показатель степени зависящей от марки масла (табл.1.2).

Для рабочего диапазона диаметров труб d_y – до 10 мм, скоростей масла и кинематических коэффициентов вязкости масла _t в гидроприводах технологических устройств могут наблюдаться ламинарные режимы течения жидкости, поэтому действительные перепады давлений р для действительных расходов через гидрораспределители Q должны определяться с учетом действительных значений  и . Для d_y >10 мм, как правило, в гидроаппаратах имеет место турбулентный режим движения.

К направляющей гидроаппаратуре относятся также обратные клапаны, назначение которых пропускать поток жидкости в одном направлении: - обратный клапан. Стандартные перепады давлений на гидрораспределителях при номинальных расходах р^* = (0,15 – 0,25), (МПа), на обратных клапанах р^* = (0,1 – 0,3), (МПа). При расчете характеристик обратных клапанов воспользуемся выражениями (3.2 ÷ 3.5).

Для турбулентного режима течения жидкости в гидроаппаратах действительный перепад давления может быть найден из выражения

(3.6)

где - справочный перепад давления на гидроаппарате, (МПа); Q^*- номинальный расход масла через гидроаппарат, (л/мин); Q – действительный расход масла через гидроаппарат, (л/мин); α = 2 для турбулентного движения в гидроаппарате.