Учебное пособие 800407

31

личины QН и НН являются исходными для подбора соответст-

вующего насоса и его двигателя. Вторая - определение режима ра-

боты данного насоса в гидросистеме. Решение таких задач основано на совместном рассмотрении характеристик насоса и гидросистемы.

Для решения задачи в координатах Q - Н строятся в одинаковом

масштабе рабочая характеристика насоса НН f(Q) и характери-

стика гидросети НПОТР f(Q), представляющая зависимость по-

требного напора от расхода при заданном статическом напоре НСТ .

При этом, величина статического напора НСТ помимо разности гидростатических напоров в конечных точках гидросистемы также включает в себя изменение гидростатического напора под действи-

ем активной внешней нагрузки, воздействующей на выходное звено гидродвигателя. Так, при использовании в качестве гидродвигателя силового гидроцилиндра дополнительное изменение гидростатиче-

ского напора сети будет составлять:

сти; S - активная площадь шток-поршня силового гидроцилиндра.

Для гидроцилиндра с односторонним шток-поршнем и противодей-

ствующей выдвижению штока внешней нагрузкой величина актив-

ной площади будет равна S SП SШТ , где SП и SШТ - площади поршня и штока гидроцилиндра, соответственно. Для гидродвига-

теля в виде гидромотора дополнительное изменение гидростатиче-

ского напора сети будет равно:

32

где M - внешний крутящий момент (нагрузка) гидромотора; qМ -

рабочий объем гидромотора.

Характеристика гидросети выражается уравнением (1.28), в кото-

ром hП - характеристика трубопровода, т.е. зависимость суммарных потерь напора в трубопроводе на преодоление местных гидравлических сопротивлений и сопротивлений трения по длине трубопровода от расхода жидкости. В машиностроительной гидрав-

лике для учета суммарных гидропотерь обычно применяют общую формулу в виде:

где величина k, называемая сопротивлением трубопровода, и пока-

затель степени m имеют различные значения в зависимости от ре-

жима течения жидкости в трубопроводе.

Т

да; Т - коэффициент Дарси (потерь на трение) при турбулентном режиме течения жидкости в трубопроводе. При этом все потери следует приводить к расходу в нагнетательной линии гидродвигате-

ля.

33

Если гидросистема представляет собой сложный трубопровод,

т.е. содержит участки, соединенные между собой последовательно и

(или) параллельно, то при решении задачи сложный трубопровод вначале разбивается на ряд простых, рассчитываются и строятся ха-

рактеристики каждого из простых трубопроводов, затем произво-

дится сложение характеристик простых трубопроводов, причем сначала соединенных параллельно, а затем - последовательно. В ре-

зультате получают суммарную кривую потребного напора для всей гидросистемы как при ламинарном, так и при турбулентном режи-

мах течения жидкости.

Режим работы насоса в гидросистеме определяется его рабочими характеристиками, представляющими собой графические зависимо-

сти напора насоса, потребляемой им мощности и КПД от подачи насоса при постоянной частоте вращения. У объемных насосов

(поршневых, роторных и др.) их подача почти не зависит от напора,

поэтому ее регулирование осуществляют либо изменением частоты вращения насоса, либо применением специальных насосов пере-

менной производительности, у которых на ходу изменяется рабочий объем насоса. Существует и более простой, хотя и менее экономич-

ный способ регулирования подачи за счет перепуска жидкости со стороны нагнетания на сторону всасывания насоса. Для этой цели применяют различные регулируемые дроссели и переливные клапа-

ны, а также автоматы разгрузки и другие специальные устройства.

При стационарном режиме работы подача насоса QН и разви-

ваемый им напор НН определяются точкой пересечения характери-

стик насоса и гидросистемы (суммарной характеристики потребно-

го напора), в которой выполняется условие (1.29), после чего не-

34

трудно определить скорости гидродвигателей, находя соответст-

вующие им расходы, а также развиваемую ими мощность в соответ-

ствии с уравнением:

Задача 1.7.

Насос 1 гидросистемы продольной подачи рабочего стола метал-

лорежущего станка (МРС) нагнетает масло “Индустриальное 20”

при температуре Т = 60 0 С через гидрораспределитель 2 в силовой гидроцилиндр 3, шток которого нагружен силой F (см. рис.12).

Диаметр поршня гидроцилиндра DП , штока - dШ . КПД гидроци-

и сливные гидролинии между агрегатами выполнены новыми стальными холод-

нотянутыми трубами с эквивалентной шероховатостью Э 0,06 мм,

длиной L и диаметром d.

35

Определить скорость перемещения стола МРС при рабочем ходе (движение поршня гидроцилиндра вправо). Плотность рабочей

Ст. Характеристика насоса QН f(PH ) задана в табл. 8. Местные сопротивления в гидросистеме учесть только для гидрораспредели-

36

Задача 1.8.

37

В установке гидравлического пресса (см. рис.13) насос 1 засасы-

вает масло “Индустриальное 50” при температуре Т = 60 0 С из ба-

ка 2 и через трехпозиционный гидрораспределитель 3 нагнетает его в силовой гидроцилиндр 5 пресса. При прессовании жидкость по трубопроводу подается в правую сторону мультипликатора 4. При возвращении подвижного инструмента пресса в исходное верхнее положение жидкость подается по трубопроводу в силовой гидроци-

линдр 5 шток-поршень которого при этом перемещается вверх и,

вытесняя жидкость по трубопроводу, заправляет ею мультиплика-

тор 4. Объемные потери жидкости компенсируются насосом 1 через обратный клапан 6.

Определить полезную мощность силового гидроцилиндра 5 при его рабочем ходе (при движении поршня вниз), если создаваемое насосом давление РН , а подача - QН . Диаметры: поршня - DП ,

штока - dШТ . КПД гидроцилиндра: механический - М 0,90, объ-

емный -

38

О0,95.Диаметр поршня подвижного элемента мультипликато-

ра: большого - D1 , малого - D2 . КПД мультипликатора (механический и объемный) принять равным единице. Разводка гидролиний выполнена новыми стальными сварными трубами с эквивалентной

принимая, что сопротивления обоих каналов распределителя одинаковые. Кинематический коэффициент вязкости жидкости при Т =

60 О С принять =

= 0,38 Ст. Плотность жидкости при Т = 50 О С составляет = 910 кг / м3 , коэффициент температурного расширения жидкости -

0,0007 1 /О С. Другие исходные данные для расчета приведе-

ны в табл. 10.

Таблица 10 Исходные данные для расчета к задаче 1.8

40

Принципиальная схема гидропривода прижима инструмента к упо-

ру, например, при шлифовании твердых сплавов, полировании, до-

водке, прессовании и т.п. приведена на рис. 14. В приведенной схе-

ме усилие прижима детали регулируется сопротивлением - дроссе-

лем 3, включенным параллельно гидроцилиндру 4. В зависимости от степени открытия дросселя 3 меняется характеристика системы и, следовательно, местоположение рабочей точки. При этом меняет-

ся развиваемое насосом 1 давление и усилие прижима. Диаметр ци-

линдра од-

ностороннего действия - DП .

Определить усилие F прижима детали к упору, если открытие дросселя 3 - S. Номинальный расход насоса QН , номинальное дав-