Гидропривод и гпа Литература

Абонемент: Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: 1971. – 672 с.

Чит. зал, WWW: 1. Холин К.М., Никитин О.Ф. Основы гидравлики и объемные гидроприводы. – М.: 1989. 2. Свешников В.К., Усов А.А. (Свешников В.К.) Станочные гидроприводы. Справочник. – М.:

Общие понятия

Гидравлический привод (гидропривод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством гидравлической энергии. Простейший гидропривод – гидравлический домкрат.

На поршень ручного насоса площадью S₁ действует сила F₁. В результате в жидкости возникает давление:

P=F₁/S₁.

Единица измерения давления – Паскаль, равный Н/м². Чаще используется мегапаскаль (МПа), равный 10⁶ Па. Традиционно используется также атмосфера (бар). 1 атмосфера =кгс/см² или 0.1 МПа (10⁵ Па).

Груз начнет подниматься, если будет достигнуто необходимое для этого давление. Для этого надо, чтобы произведение давления P на площадь поршня S₂ в гидроцилиндре превысило вес груза F₂:

PS₂F₂

Давление в гидроцилиндре может подняться только до пределов, определяемых нагрузкой. После этого давление (при постоянной нагрузке) остается постоянным.

Чем быстрее поршень насоса движется вниз, тем больше жидкости подводится к гидроцилиндру за единицу времени, и тем быстрее будет подниматься груз. Скорость подъема груза V₂ зависит от объемного расхода жидкости, поступающей в гидроцилиндр и площади поршня гидроцилиндра:

V₂=Q/S₂

Объемный расход – объем жидкости, протекающий, например, через трубопровод в единицу времен. Измеряется в м³/секунду или литр/минуту. Литр = кубический дециметр или 10^-3 м³.

В гидроприводах механическая энергия двигателя преобразуется в гидравлическую, в этой форме передается и регулируется, а затем снова преобразуется в механическую энергию. Таким образом, гидропривод представляет собой своего рода управляемую «гидравлическую вставку» между приводным двигателем и нагрузкой и выполняет те же функции, что и, например, коробка передач.

Для преобразования механической энергии (параметры – крутящий момент М, частота вращения n) в гидравлическую (параметры – давление P, расход рабочей жидкости Q) служат объемные насосы, а для обратного преобразования – объемные гидродвигатели.

2. Базовые характеристики насосов

Главная характеристика объемного насоса – рабочий объем q, или объем жидкости подаваемый насосом за один оборот. Обычно измеряется в см³. Например, если частота вращения вала насоса n=1800 об/мин, а рабочий объем q=100 см³, то теоретическая подача насоса Q_ТЕОР равна:

Q_ТЕОР= nq=1800100=180000 см³/мин=180 литров/мин=0.18 м³/мин=0.003 м³/секунду.

Фактическая подача Q_ФАКТ на выходе насоса всегда меньше теоретической Q_ТЕОР. Потери подачи учитываются объемным КПД _ОБ:

, .

Теоретический момент на валу насоса М_ТЕОР связан с разностью давлений рабочей жидкости на его входе и выходе P и рабочим объемом q соотношением:

.

Например, если рабочий объем насоса q=100 см³, давление на его входе 0, а на выходе 10 МПа, то теоретический крутящий момент на валу насоса М_ТЕОР должен быть равен:

.

Фактически момент на валу насоса M_ФАКТ всегда выше теоретического М_ТЕОР. Потери момента учитываются механическим (гидромеханическим) КПД:

,

Качество преобразования механической в гидравлическую энергию оценивается общим КПД насоса, равному отношению гидравлической мощности N_ГИДР на выходе насоса к механической мощности N_МЕХ на его валу:

.

Гидравлическая мощность N_ГИДР, Вт, потока жидкости с расходом Q, м³/с, и избыточным давлением P, Па, равна произведению расхода на давление:

Например, если Q=180 л/мин, а P=10 МПа, то гидравлическая мощность равна:

Механическая мощность N_МЕХ, Вт, равна произведению крутящего момента М_КР, Нм, на угловую скорость вращения вала , радиан/секунду (или произведению скорости, м/с, на силу, Н, для линейного движения):

.

Например, если М_КР=200 Нм, а частота вращения n=1800 об/мин, то механическая мощность равна:

Различают регулируемые или нерегулируемые насосы. Условное изображение насоса имеет вид (зачерненный треугольник служит признаком работы устройства с жидкостью, незачерненный – с газом):

Насос нерегулируемый		Насос регулируемый
с нереверсивным потоком	с реверсивным потоком	с нереверсивным потоком	с реверсивным потоком