ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ. И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университеті

Ә. Бүркітбаев атындағы Өнеркәсіптік инженерия институты

«Білдекжасау, материалтану және машинажасау өндірісінің

технологиясы» кафедрасы

К. К. Сарсенбеков, н. К. Смағұлова

Гидравлика

пәні бойынша зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқау

(5B073800 – «Материалдарды қысыммен өңдеу технологиясы» мамандығы үшін) 1 - бөлім

АЛМАТЫ 2014

ЖОК 621.9.06

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Сарсанбеков Қ. К., Смағұлова Н. К. Гидравлика пәні бойынша зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқау (5В073800 – «Материалдарды қысыммен өңдеу технологиясы» мамандығы үшін).

– Алматы: Қ. И. Сәтбаев атындағы ҚазҰТУ, 2014. – 1- 22 б. Сурет – 9. Әдебиеттер тізімі – 3 атау.

Әдістемелік нұсқау мамандыққа баға беру сипаттамасының, Мемлекеттік үлгі стандарттың және практикалық жұмыстарды ұйымдастыру мен орындаудың оқыту негіздерінің талаптарына сай жазылды.

Әдістемелік нұсқау машинажасау бойынша оқитын 5В073800 мамандығы студенттеріне арналып, мамандар дайындау және мемлекеттік білім стандартының талаптарына сай құрастырылған.

Зертханалық жұмыстарды орындағанда, бакалаврлар металл өңдейтін білдектердің гидрожүйесінде қолданылатын кедергіштердің, үлестіргіштердің және реттегіш аппаратуралардың, пластинкалы сораптардың және гидравликалық баспақтардың түрлерін, ерекшеліктерін, құрылысын, жетістіктерін және кемшіліктерін оқып-үйренеді.

Осы жұмыстарды орындау барысында қосымша әдебиеттерді пайдалана отырып, бакалаврлар қажетті аппаратураны, сорапты, баспақтарды, кедергіштерді таңдауды оқып-үйренеді.

Әдістемелік нұсқау – пәнді толық оқып-үйренуге бейімдейді, бакалаврлар пән жобасы мен білім куәлігін алардағы жобалау жұмыстарын орындағанда, материалдарды дұрыс таңдау мақсатымен ұсынылған анықтамалық әдебиеттерді дұрыс пайдалануға үйренеді.

Осы зертханалық жұмыстарды орындау барысында студенттердің оқу процестерін өз беттерімен орындауға, анықтамалық әдебиеттерді қолдана отырып, алдыға қойылған тапсырманы орындауға, білім деңгейін көтеруіне көмектеседі.

Зертханалық жұмыстарды орындау үшін қажетті теориялық мәліметтер мен әдістемелік нұсқаулар, көрнекілік суреттер мен сұлбалар, қосымша әдебиеттер тізімі берілген.

Пікір жазған: К.С. Тұндыбаев – техн., ғыл., кандидаты.

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі бекіткен 2014 жылғы Типтік оқу бағдарламасы бойынша басылды.

© Қ. И.Сәтбаев атындағы ҚазҰТУ, 2014 ж.

КІРІСПЕ

Гидравлика пәні, 5В073800 – мамандығының бакалаврлары үшін қажетті пән.

Зертханалық жұмыстарды орындағанда, бакалаврлар – металл өңдейтін білдектердің гидрожүйесінде қолданылатын кедергіштердің, үлестіргіштердің және реттегіш аппаратуралардың, пластинкалы сораптардың және гидравликалық баспақтардың түрлерін, ерекшеліктерін, құрылысын, жетістіктерін және кемшіліктерін оқып үйренеді.

Бірінші жұмыста – кедергіштердің жұмыс істеу принциптерінің сұлбалары мен арна реттегіштің конструкциясы көрсетіліп, негізгі сипаттама берілген.

Екінші жұмыста – үлестіргіш және реттегіш аппаратураның ерекшелену белгілері, қысымдық қысымтығындардың жұмыстық әсер етуі және реттегіштің конструкциясы берілген.

Үшінші жұмыста – пластинкалы сораптардың түрлері, түріне қарай қолдану аймағы, кемшіліктері, жұмыс істеу принципі көрсетілген және бакалаврдың өз бетінше сораптың өнімділігін анықтауға қажетті материалдар берілген.

Төртінші жұмыста – гидравликалық баспақтардың Паскаль заңына негізделген жұмыс істеу принципі, негізгі шамалары, технологиялық қолданылуы, жұмыстық циклі, жұмыс сұйықтықтарының құрамы мен негізгі қасиеттері туралы негізгі мәліметтер көрсетілген.

Осы жұмыстарды орындау барысында қосымша әдебиеттерді пайдалана отырып, бакалаврлар қажетті аппаратураны, сорапты, баспақтарды, кедергіштерді таңдауды оқып үйренеді.

Әдістемелік нұсқау – пәнді толық оқып үйренуге бейімдейді, бакалаврлар пән жобасы мен білім куәлігін алардағы жобалау жұмыстарын орындағанда, материалдарды дұрыс таңдау мақсатымен ұсынылған анықтамалық әдебиеттерді дұрыс пайдалануға үйренеді.

№ 1-ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

Г55-2 ҮЛЕСТІРГІШ ТИПТІ КЕДЕРГІШ

Жұмыстың мақсаты: тізбектей және параллель қосылған кедергіштің жұмыс жасау принципімен танысу.

Жұмыстың орындалу тәртібі.

1. Теориялық бөлікпен танысып зерттеу.

2. Керекті суреттер мен сұлбаларды салып қысқаша конспектілеу.

3. Тізбектей қосылған тығынды Г55-2 кедергішін бөлшектеп, жұмыс жасау принципін зерттеу.

4. Параллельді қосылған тығынды Г55-2 кедергішін бөлшектеп, жұмыс жасау принципін зерттеу.

5. Кедергіштің біреуіне сынақ жүргізіп, сипаттама беру.

6. Дайындалған зертханалық жұмысқа есеп беру.

Кедергіш деп – үлестіргіш гидроаппарат, сұйық шығынының және ағын қысымның шамасын реттеу мақсатында, сұйықтың қысым шамасын реттеу мақсатында, сұйықтың ағын арнасы жолына орнатылған жергілікті кедергішті айтады:

• конструкция бойынша үлестіргіштер: тығынжылды және кранды болып

бөлінеді;

• жұмыс істеу принципі бойынша:

а – ине тәрізді (ине тәріздес жабық элементтің кіріп немесе шығу арқылы

өткізгіш қимасының ауданының өзгеруі); б – саңылаулы (осы кедергіштерде өткізгіш терезесінің қимасы саңылау

тәріздес орындалған және оның ауданын бұрау арқылы өзгертуге болады); в – пластинкалы (пластинкадағы сұйық өтетін тесіктердің санын өзгерту

арқылы өткізгіш қимасының ауданының өзгеруі); г – ойықтық (кранды бұрау арқылы өткізгіш қимасының ауданы өзгереді) (1-сурет).

Кедергіштің негізгі мінездемесі – қысым айырмашылығынан пайда болған шығынның тәуелділігін айтады.

Сұйықтың шығын мөлшері Qdp (м³/с) мына өрнекпен анықталады:

Qdp=µSd

мұндағы, – шығын коэффициенті (µ=0,6...0,7);

Sdp – өткізгіш қимасының ауданы, м²; – жұмысты сұйықтың тығыздығы, кг·м³; P – сұйық қысымының өзгеруі.

1 – сурет. Кедергіштердің сұлбасы:

а – ине тәрізді; б – саңылаулы; в– пластинкалы; г – ойықтық

Жұмысшы сұйығы А каналына келтіріледі, саңылау арқылы өтіп Г каналына беріледі. Жұмысшы сұйығының шығыны өткізгіші қимасының ауданына байланысты. Ол кранды бұру арқылы өзгереді. Кранды бұру бұрышы қаншалықты үлкен болса, шығын да соншалықты көп болады.

Арна реттегіш деп – реттегіш гидроаппаратты айтады, ол берілген шығын мөлшерін бір деңгейде ұстап тұру үшін тағайындалған, мұндағы шығын мөлшері жұмысшы сұйықтың арна қысымының өзгеруіне байланысты емес.

Реттелетін кедергіштен және қысымтығыннан тұратын арна реттегіштер конструктивтік түрде модуль құрайды. Кедергіштің көмегімен жұмысшы сұйығының шығынын реттейді, ал қысымтығынның көмегімен кедергіштегі қысымның айырмашылығын автоматты түрде қамтамасыз етеді.

Арна реттегіштер көбінесе білдектердің гидрожүйесінде қолданылады. Ол ауыспалы күштерге қарамастан күймешіктің, үстелдің және салазканың қозғалуын қамтамасыз етеді.

Арна реттегіш құрамындағы қысымтығындар кедергішпен тізбектей немесе параллель қозғалады.

2-суретте тізбектей қосылған қысымтығынды Г55-2 типті арна реттегіш конструкциясы көрсетілген.

Осы аппараттың жұмыс жасау принципі келесіге негізделген.

Сұйық 11 кіру тесігіне беріледі, ол реттығын (9) және тұрқы (8) арасында пайда болған саңылау арқылы өтіп, қуысқа (10), содан кейін тығындағы (2) кедергіш саңылау арқылы – шығу І тесігіне барады.

2 – сурет. Арна реттегіш:

1–шығу тесігі; 2–тығын; 3–канал; 4–белдеулеу арнасы; 5– тұтқа; 6– лимб; 7– серіппе; 8–тұрқы; 9– реттығын; 10 – қуыс; 11– кіру тесігі; 12–соташық

1 тесігінде қысым төмендеген кезде, өту каналы арқылы төменделген қысым тығынжыл поршеннің үстіндегі қуысқа беріледі. Сол себептен тығынжыл көтеріліп, тығынжыл мен тұрқының арасындағы өткізгіш саңылаудың ауданын кішірейту арқылы қуыстың ішіндегі қысымын төмендетеді. Реттегіштен шығар кезде қысымды көбейтсек, процесс кейін қарай жүреді. Осылайша кедергіштегі қысым айырмашылығы өзгеріссіз қалады.

Егер І тесігінде қысым тұрақты, ал 11 тесігіне берілетін қысым кішірейсе, онда сұйықтың қосынды қысымның кішіреюіне байланысты төмен түсіп реттығын мен тұрқының арасындағы өтпелі тесік үлкейеді. Ал 11 тесігінде қысымды көбейтсек, процесс кейін жүреді.

ІІІ орындауында ағынды тығынжыл тоқтату құрылғы ретінде қолданылады:

сұйық аппараттан өтеді, мысалы, цилиндрге, тек аппарат алдындағы қысым серіппе түзетуден (настройка) жоғары болғанда орындалады.

БГ-54 ағын тығынжылы Г54 тығынжылдың жаңартылған (модернизация) түрі. Олардың айырмашылығы – плунжерлерде. БГ–54 ағын тығынжылдың диаметрі Г54 тығынжылдың диаметрінен кіші болады.

Ол 6,3 МПа қысымға түзетілуі (настроен) мүмкін.

Бақылау сұрақтары

1. Г54 ағын тығынжылы не үшін тағайындалған?

2. Барлық орындауындағы тығынжылдың жұмыс істеу принципі.

3. Қысымдық тығындардың тағайындалуы және класқа бөлінуі?

№2-ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

ҮЛЕСТІРГІШ ЖӘНЕ РЕТТЕГІШ АППАРАТУРА

Жұмыстың орындалу тәртібі.

1. Теориялық бөлікті зерттеп, қысқаша конспектілеу.

2. Г54 және БГ-54 ағын реттығынды құрастырып зерттеу.

3. Зертханалық жұмыс бойынша есеп беруді рәсімдеу.

4. Гиравликалық аппарат – гидрожетектің бір түрі болуымен қатар ол ең болмағанда төменде келтірілген басқару функциясының бірін орындайды.

5. Жұмысшы сұйығының ағын арнасын өзгертеді немесе шектейді.

6. Жұмысшы сұйығының ағын арнасын ашады немесе жабады.

7. Жұмысшы сұйығының параметрлерін өзгертеді немесе белгілі бір мәнде ұстап тұрады (шығын мөлшерін немесе қысымды).

8. Гидроаппаратура гидроаппараттардың жинағыш термині болып табылады.

Гидроаппараттар, мына белгілері арқылы бөлінеді:

• жауып реттеуші элементке әсер ету принципіне қарай – қысымтығындық және қысымтығынсыз әсер етуші гидроаппараттар;

• реттеу мүмкіндігіне байланысты – реттелетін және реттелмейтін гидроаппараттар;

• жұмысшы сұйығының ағып өтетін жолының қимасының түріне қарай реттеуші және бағыттаушы гидроаппараттар;

• жауып реттеуші элементінің үйлестірушісіне (құрылымына) қарай – реттығынды, кранды және қысымтығынды гидроаппараттар;

• тағайындалуына қарай – қысымдық қысымтығындары, кедергіштер, үлестірушілер кері қысымтығындар т.б.

• гидроаппараттарға қысымдық қысымтығындары, гидрожүйедегі қысымды шектейтін, ұстап тұратын немесе реттейтін, кедергіштер және арын реттегіштер, майдың берілген шығын мөлшерін ұстап тұратын, және де гидроүлестіргіштер, май арынның бағытын өзгертетіндері жатады.

Қысымдық қысымтығындарды зерттеу жұмысының мақсаты т. б.

Қысымтығын деп – жұмысшы тесігі мөлшеріне одан ағып өтетін сұйық ағыны қысымы көмегімен автоматты түрде реттейтін, сұйықтық ағын арнасын басқаратын құрылымды айтады.

Қысымдық қысымтығындарды екі белгі бойынша бөледі: арынның жауыпреттегіш элементіне әсер етуі және тағайындалуы бойынша. Арнаның жауыпреттегіш элементіне әсер етуі бойынша қысымдық қысымтығындар екіге бөлінеді: – тура әсер етуші қысымтығындар;

• тура емес әсер етуші қысымтығындар.

Тегеурінді қысымтығындар деп – қысымдық қысымтығындарды айтады, олар берілген жұмысшы сұйықтың арынының қысымын шектеу үшін тағайындалған. Олар үйлестірушілік құрылымдарының бірдей болуына қарамастан, функциялық белгілеріне қарай қорғаушы және қайта төгуші қысымтығындар болып бөлінеді.

Сақтандырғыш қысымтығындар деп – гидрожетектерді жұмысшы сұйықтың берілген нормадан асатын қысымнан сақтауға тағайындалған қысымтығындарды айтады.

Тегеуірінді қысымтығындар жұмысшы сұйығын үздіксіз бакқа қайыра құйып гидроөткізгіштегі берілген қысымды тұрақты ұстап тұратын болса, онда мұндай қысымтығындарды қайта төгуші қысымтығындар деп атайды.

Редукциялық қысымтығын деп – негізгі жолдан келетін қысымның мәнін азайтып, азайған қысымды және осы қысымдар айырмашылығының мәнін де тұрақты ұстап тұруға арналған гидроқысымтығынды айтады.

Егер бір көзден (сораппен) бір уақытта бірнеше тұтынушы әртүрлі қысыммен жұмыс істейтін болса, онда оны төмендеу қысымды істетіп немесе төмендету үшін редукциялық қысымтығындар қолданылады.

Қысымдар айырмашылығы қысымтығыны – ағын арнасымен қысымтығынға ағып кіруші және одан ағып шығушы сұйықтық осы арналардың ағыны тұрақты бір арнасында берілген қысымдар айырмашылығын ұстаушы қысымтығын Г54 (ағынды реттығын) типті қысым гидроқысымтығыны келесі бөлшектерден тұрады: тұрқы І, қалпақша 3, реттығын 2, серіппе 4 және реттегіш бұрамадан (винт) 5. Май ағын сызығынан А қуысына беріледі және В тесігі арқылы ағу сызығына шығарылады.

3-сурет. Параллель қосылған қысымтығынды реттегіш конструкциясы

Г55-13А кедергіштің жұмыс жасау принципі

Арынды реттығынның барлық орындалуы 3-суретте көрсетілген.

І орындауындағы аппарат артқы моментке – сұйық өткізу үшін тағайындалған: реттығынды көтеру немесе түсіру командалары аппараттардан келеді (мысалы, басқару золотнигі).

ІІ орындаушының І орындаушыдан айырмашылығы аппараттан ағып кету қосымша магистраль арқылы бакқа апарылады. Ол үшін тесік (7) жауып және тығынның орнына құбыржетекпен штуцерді қосу керек.

Сұйық бергіш қуысына (3) беріліп, кейін қуысқа (4), кедергіштегі саңылау (5) және кедергіштегі (13) шығу тесіктері (6) арқылы қайтару қуысына (7) шығады.

Бергіш қуысында қысым көбейген кезде, сұйық төменгі торецтің астына қысымтығындағы тесік (12) арқылы және де І тұрғыдағы тесік (9) арқылы қысымтығынның жоғарғы торец астына өтіп, қысымтығынның екі тореці де қысымның арқасында көтеріледі. Қысымтығын көтерілген кезде бергіш қуысы (3) мен ағып кету қуысы (8) қосылып, артық сұйықтық ағып кетеді. Сол кезде бергіш қуысында қысым төмендейді.

Бақылау сұрақтары

1. Кедергішті тағайындау және олардың класқа бөлінуі?

2. Кедергіш арқылы шығын қалай өлшенеді?

3. Кедергіштің тізбектей қосылған реттегіш пен жұмыс жасау принципі?

4. Кедергіштің параллель қосылған реттегіш пен жұмыс жасау принципі?

№3 - ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

ПЛАСТИНКАЛЫ СОРАПТАР

Жұмыстың мақсаты: әртүрлі пластинкалы сораптардың құрылыстарын, олардың жұмыс істеу негіздерін үйрену, теориялық өнімділіктерін анықтау.

1.1 Теориялық бөлім

Станоктардың гидрожүйесінде пластинкалы сораптар кеңінен қолданылады. Жергілікті зауыттарда бір ретті әсерлі (әрбір пластинка бір айналым кезінде камераға бір рет сұйықтықты айдауы) және екі ретті әсерлі (әрбір пластинка бір айналым кезінде камераға екі ретті сұйықтық айдауы) пластинкалы сораптар шығарылады (4-сурет).

Тісті доңғалақты сораппен салыстырғанда екі ретті әсерлі пластинкалы сораптардың пайдалы әсер еселеуші едәуір жоғары.

5а – суретте бір ретті сораптың үздіксіз өнімділігі көрсетілген. Сорапта үш пластина, (3) стартер, (2) ротор орналасқан. Ротор сағат тілі бағытымен бағытталған, (5) кеңістіктегі пластинка 0 градустан 180 градусқа айналады да камерада вакуум түзеді. Бұл жағдай құбыр жетегіндегі май резервуарымен қосылып, вакуумды маймен толтырады.

Содан соң пластинка жоғарғы тік жағдайдағы 180 градустан 0 градусқа кері айналғанда май азаяды. Осы жағдайда камерадағы май қысылады да құбыр жетекке қарай айдалынады. Пластинкалық сораптың өнімділігінің теңдеуі былай өрнектеледі.

Q = πxBxex(R+r)-2xBxSxex Z/10⁶ xn (л/мин) (1)

мұндағы – В - ротордың ені, мм;

• е - сораптардың эксцентритеті;

• R - статордың ішкі шеңберінің радиусы, мм;

• r - ротордың радиусы;

• S - пластинканың қалыңдығы;

• Z - күрекшелердің саны, Z=3;

• n - сорап білігінің бір минут ішіндегі айналым саны 960 айн/мин.

Сораптың қысым арқылы май жұмсалатын күші төмендегі теңдеумен анықталады:

N=PQ/612 (КВт) (2)

А Б В