2. Схема лабораторного стенда.

Рис. 2.9

1.Гидробак; 2.Насос; 3.Фильтр; 4.Кран управления; 5.Редукц. клапан; 6.Дроссель; 7.Регул. потока; 8.Гидромотор; 9. Тахометр; 10.Термометр; 11.Предохранит. клапан; 12.Пьезометр; 13.Мерная емкость; 14.Вентиль; 15.Хронометр.

3. Последовательность проведения опытов.

При проведении испытаний на стенде, рис. 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 6. 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

4. Опытные данные

∆Р, МПа
nM, об/мин
τ, с
h, дм

5. Константы расчета

q_м=11,2 см³; М_ном=9,4Нм; Ω_б= 40 дм³

6. Алгоритм расчета

6.1. Расход гидромотора, определенный по частоте вращения его вала

Q_Т=q_м·n_м·10^-3 [л/мин]

6.2. Расход гидромотора, определенный объемным методом

Q_м2=h·Ω/τ [л/мин]

6.3. Объемный КПД гидромотора

η_0м=Q_м1/Q_м2

6.4. Момент трения гидромотора

М_т [Н/м]

6.5. Механический КПД гидромотора

η_мм=1-М_т/М_ном

6.6. Полный КПД гидромотора

η_м= η_ом·η_мм

Таблица 2.17.

7. Результаты расчета

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

8. Графическое представление результатов.

Лабораторная работа №3

Часть 1

СНЯТИЕ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ И РАСЧЕТ НА ЭВМ

ХАРАКТЕРИСТИК НАПРАВЛЯЩЕЙ ГИДРОАППАРАТУРЫ

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 [1,4]:

(3.1)

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

Расход жидкости через распределитель можно определить из формулы расхода жидкости через малое отверстие

(3.2)

где  - коэффициент расхода золотникового или кранового гидрораспределителя;  - площадь проходного отверстия; р – перепад давлений на гидрораспределителе;  - плотность рабочей жидкости.

Перепад давлений на гидрораспределителе р можно найти из:

(3)

где  - коэффициент местного сопротивления гидрораспределителя; V – скорость движения жидкости в трубопроводе;  - плотность рабочей жидкости.

Согласно теоретическим данным [1,5] коэффициент местного сопротивления и коэффициент расхода зависят от числа Рейнольдса (Re) при ламинарном течении жидкости в гидроаппарате, при этом критическое число Ренольдса Re_кр300400, 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 при температуре t_м.

Для рабочего диапазона диаметров труб d_y – до 10 мм, скоростей масла V и кинематических коэффициентов вязкости масла _t в станочных гидроприводах могут наблюдаться ламинарные режимы течения жидкости, поэтому действительные перепады давлений р и действительные расходы через гидрораспределители должны определяться с учетом действительных значений  и .

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).