3.5.4. Расчет гидродинамических параметров протяжного станка при выполнении операции холостого хода протяжки

В соответствии с принципиальной гидравлической схемой, приведенной на рис. 35, операцию холостого хода (возврат протяжки в исходное положение) начинают с включения электромагнита Y8 и реверса насоса 6. При этом гидрораспределитель 2 переключается вправо, рабочая жидкость от насоса 6 подводится под давлением через гидрораспределитель 2 в поршневую и штоковую полости силового гидроцилиндра 1, который перемещает свой шток-поршень влево и возвращает протяжку в исходное положение. При этом распределитель 18 переключается в левую позицию (смещается вправо) и соединяет масляный бак через обратный клапан 20 с приемной магистралью насоса 6.

Характеристика реверсивного регулируемого насоса 6 (при его объемном КПД ) апроксимируется кусочно-линейной функцией, приведенной в таблице 21. Пользуясь значениями узловых точек, строим расходную характеристику реверсивного регулируемого насоса 6, которая представлена на рис. 42.

Для нахождения гидродинамических параметров привода в период выполнения холостого хода преобразуем данный участок принципиальной гидравлической схемы протяжного станка к эквивалентной расчетной схеме (рис. 43).

Расчетная эквивалентная схема (рис. 43) содержит четыре участка простых трубопроводов (1-2, 2-3, 4-2 и 6-5), соединенных между собой последовательно и с разветвлением. Трубопроводы 1-2 и 6-5 соединены между собой последовательно через насос 6, а трубопровод 2-3 через силовой гидравлический цилиндр 1 образует с трубопроводом 4-2 дифференциальную связь. При этом расходы рабочей жидкости в трубопроводах 2-3 и 4-2 связаны соотношением

Рис. 42. Гидродинамические характеристики

гидропривода при выполнении холостого

хода протяжки

Рис. 43. Эквивалентная расчетная схема гидропривода

в период выполнения холостого хода протяжки

, (3.62)

откуда с учетом взаимосвязи

, (3.63)

окончательно получаем

; (3.64)

, (3.65)

где - площадь шток-поршня силового гидроцилиндра со стороны поршневой камеры;

- площадь шток-поршня со стороны штоковой камеры.

Взаимосвязь давлений рабочей жидкости в узловых точках гидросистемы записывается в виде

; (3.66)

; (3.67)

; (3.68)

; (3.69)

; (3.70)

. (3.71)

Решая совместно уравнения (3.66)-(3.71) с учетом выражений (3.63)-(3.65), находим

, (3.72)

или

.(3.73)

Анализ уравнения (3.72) показывает, что давление в насосе складывается из суммы статической нагрузки на силовом гидравлическом цилиндре , подпора давления масла в баке и потерь давления в простых трубопроводах 1-2, 2-3, 4-2 и 5-6 (суммы характеристик простых трубопроводов, соединенных последовательно). Поэтому, воспользовавшись графо- аналитическим методом, рассчитаем значения гидродинамических параметров простых трубопроводов с учетом корректирующих поправок (см. таблицу 25), построим их характеристики (рис. 42) и, после графического сложения характеристик простых трубопроводов, получим суммарную характеристику потребного давления.

Таблица 25

№№ трубопр.			МПа	МПа	МПа
	0,637	41,12	0,026	-	-
1-2	0,800	126492	0,081	-	-
	1,000	124400	0,124	-	-
	0,159	173,9	-	0,443	-
2-4	0,400	154644	-	1,584	-
	0,800	143611	-	5,882	-
	1,000	140490	-	8,991	-
	0,212	173,9	-		0,332
3-2	0,400	159779	-	-	0,690
	0,800	147967	-	-	2,557
	1,000	144562	-	-	3,903
6-5	1,000	11,27	0,0112	-	-

Точка пересечения характеристик потребного давления гидросети и насоса (рабочая точка А, рис. 42) будет описывать условия их совместной работы в период холостого хода протяжки. При расчете параметров простых трубопроводов будем учитывать, что при ламинарном режиме течения жидкости характеристики простых трубопроводов имеют линейный вид и для их построения достаточно всего двух точек: при ; и при , рассчитываемому по уравнениям, аналогичным (3.23) и (3.25). Значение для насоса определяется выражением (3.25) и составляет величину , а избыточное давление в узловой точке 6 (на входе всасывающей магистрали в масляном баке) примем равным . Для случая турбулентного течения жидкости при построении характеристик простых трубопроводов необходимо выполнить расчеты по уравнениям, аналогичным (3.23) и (3.26). В соответствии с техническими характеристиками аксиально-поршневых насосов для исключения в них режима кавитации минимальное абсолютное давление на входе в насос не должно быть ниже , откуда следует, что величина избыточного давления на входе в насос будет равна

. (3.74)

Подставляя значение из выражения (3.74) в уравнение (3.66) при условии , находим

. (3.75)

Выполнение условия (3.75) при максимальной подаче аксиально-поршневого насоса возможно только в том случае, если диаметр всасывающего трубопровода 6-5 будет составлять не менее . В таблице 25 представлены результаты расчетов гидродинамических параметров при ламинарном и турбулентном режимах течения рабочей жидкости в простых трубопроводах гидропривода в период холостого хода протяжки. Характеристики рабочей точки А при выполнении операции холостого хода протяжки в соответствии с рис. 42 составляют

; .

Мощность гидропривода, затрачиваемая на выполнение данной операции находится по формуле

. (3.76)

Скорость перемещения шток-поршня при выполнении операции холостого хода протяжки определяется уравнением

(3.77)

Полезная мощность гидропривода при выполнении операции холостого хода протяжки определяется выражением

. (3.78)

КПД гидропривода при выполнении данной операции составляет

. (3.79)

Длительность перемещения протяжки в период рабочего хода находится по формуле

. (3.80)

Циклограммы работы гидропривода при выполнении операции холостого хода протяжки представлены на рис. 44.

Рис. 44. Циклограммы , и

при холостом ходе протяжки