2805

112

Рис. 40. Содержание третьего окна программы Л.р.7.bas

2.7.5. Содержание отчета и его форма Отчет содержит описание и схему стенда для испытания шесте-

ренного насоса с переливным клапаном, формулы, необходимые для выполнения данной работы, а также графические изображения зависимостей Q f1 (P), , NПОТР f2 (P) и f3 (P) , выполненные на миллиметровой бумаге. Результаты замеров и вычислений вносят в отчет в виде таблицы (см.табл. 18).

Таблица 18

Результаты замеров и вычислений

113

1.8.Исследование объемного гидропривода

сдроссельным регулированием

Цель работы - изучение способов дроссельного регулирования объемных гидравлических приводов и поведения их рабочих харак-

теристик при изменении внешней нагрузки.

Содержание работы - ознакомление с типовыми схемами дрос-

сельного регулирования объемных гидроприводов, методикой оп-

ределения параметров гидропривода с гидравлическим двигателем возвратно-поступательного действия и регистрацией его рабочих характеристик при изменении внешней нагрузки.

2.8.1. Теоретические основы Объемные гидроприводы представляют собой устройства, пере-

дающие посредством потенциальной энергии давления жидкости механическую энергию. Гидропривод включает в себя гидропере-

дачу (силовую часть гидропривода: насос, гидродвигатель, магист-

ральная линия), устройства управления (распределительную и регу-

лирующую аппаратуру: клапаны, золотники, дроссели и т.п.), вспо-

могательные устройства (масляные баки, фильтры, аккумуляторы и т.д.) и вспомогательные линии. Изменения скорости движения вы-

ходного звена гидропривода (гидродвигателя) обычно достигают путем объемного, дроссельного или комбинированного регулиро-

вания. При объемном регулировании подвергают изменению рабо-

чий объем либо насоса, либо гидродвигателя. Дроссельное регули-

рование осуществляют путем изменения проходного сечения дрос-

селя с трансформацией части передаваемой мощности в тепло, что

114

приводит к нагреву рабочей жидкости и изменению ее физических свойств (вязкости, смазывающих свойств и т.п.). Поэтому дроссель-

ное регулирование, как правило, применяют в гидроприводах с мощностью до 4 кВт. Несмотря на упомянутые недостатки, гидро-

привод с дроссельным регулированием получил большое распро-

странение из-за малой стоимости устройств, простоты монтажа и эксплуатации.

Расход жидкости, протекающей через дроссель, находят из вы-

ражения :

Q SДР 2(P1 P2 ) / ,

где - коэффициент расхода малого отверстия, зависящий от чис-

ла Рейнольдса Re (при больших числах Re для минеральных масел можно принимать 0,60 ); SДР - площадь проходного сечения дросселя; P1 - давление перед дросселем; P2 - давление за дроссе-

лем; - плотность рабочей жидкости, и используют при расчете режимов дроссельного регулирования гидроприводов.

Дроссельное регулирование объемного гидропривода осуществ-

ляют по трем схемам включения дросселя в систему гидропривода:

на входе (дроссель располагают последовательно за насосом в на-

порной линии), на выходе (дроссель устанавливают последователь-

но за гидродвигателем в сливной линии) и в ответвлении (дроссель расположен в линии, параллельной гидродвигателю).

Гидропривод с дросселем на входе допускает регулирование скорости гидродвигателя путем изменения проходного сечения дросселя только в случае, когда направление действия нагрузки не совпадает с направлением движения выходного звена. При этом,

115

давление перед дросселем определяется только площадью проход-

ного сечения дросселя и настройкой предохранительного клапана и на протяжении цикла остается практически неизменным. Давление за дросселем напрямую зависит от внешней нагрузки и сопротивле-

ния сливной магистрали. С изменением внешней нагрузки меняется величина давления в магистрали за дросселем, а, следовательно, и

перепад давления на дросселе, что приводит к изменению скорости движения выходного звена. Поэтому такой способ регулирования применяется только в системах с постоянной нагрузкой.

При установке дросселя на выходе, т.е. в сливной магистрали за гидродвигателем, появляется возможность регулирования скорости выходного звена, нагруженного знакопеременной внешней нагруз-

кой. В этом случае давление перед дросселем будет определяться площадью проходного сечения дросселя, величиной и направлени-

ем действия внешней нагрузки и давлением в напорном трубопро-

воде, зависящем от настройки предохранительного клапана. В сис-

теме с дросселем на выходе тепло, выделяющееся при прохождении жидкости через дроссель, отводится в бак, не нагревая гидродвига-

тель.

При установке дросселя в ответвлении, т.е. параллельно гидро-

двигателю, поток жидкости, поступающей от насоса, разделяется по двум направлениям: к дросселю и к гидродвигателю. Расход жидко-

сти через дроссель зависит от площади проходного сечения и пере-

пада давления на дросселе, который , в свою очередь, определяется величиной и направлением действия внешней нагрузки. Поэтому скорость выходного звена гидропривода полностью определяется

116

величиной расхода жидкости через дроссель и при закрытом дрос-

селе будет иметь максимальное значение.

Дроссельное регулирование скорости выходного звена гидро-

привода без дополнительных устройств не обеспечивает ее ста-

бильности при изменении внешней нагрузки, поэтому для исключе-

ния указанного недостатка в практике в комплекте с дросселем ус-

танавливают дополнительно регулятор давления, который автома-

тически поддерживает постоянный перепад давления на дросселе.

Такие узлы получили название регуляторов скорости. Так же как и дроссель, регуляторы скорости устанавливают на входе, выходе и в

ответвлении к гидродвигателю.

В качестве гидродвигателей в системах гидроприводов исполь-

зуют гидромоторы с непрерывным вращением выходного звена, си-

ловые гидроцилиндры с возвратно-поступательным движением вы-

ходного звена и моментные гидроцилиндры с ограниченным углом поворота вала. В силовых гидроцилиндрах подвижное звено (шток-

поршень) совершает возвратно-поступательное перемещение со скоростью, которая при установившемся движении рабочей жидко-

сти определяется по уравнениям:

VП QН / SП и VВ QН /(SП SШТ ) ,

где QН - подача насоса; SП ,SШТ - площади сечения поршня и штока,

соответственно. Усилие F, развиваемое гидроцилиндром, находят из уравнения равновесия сил, действующих на шток-поршень в про-

цессе движения, и определяют по формуле:

F (pПSП pШТ (SП SШТ )) T ,

где pП , pШТ - давление жидкости в поршневой и штоковой полостях гидроцилиндра, соответственно; T - силы трения в уплотнениях

117

поршня и штока. При использовании U - образных манжетных уп-

лотнений силы трения могут быть оценены в соответствии с выра-

жением:

где fТР - коэффициент трения эластичного уплотнения (для резины

высота манжеты; n - количество уплотнений.

К основным параметрам объемного гидропривода с дроссельным регулированием выходного звена в виде силового гидроцилиндра относят: скорость V возвратно-поступательного движения шток-

поршня, усилие F и мощность N, развиваемые гидроцилиндром, а

также коэффициент полезного действия гидропривода. Взаимо-

связь между указанными параметрами определяется рабочими ха-

рактеристиками гидропривода, в число которых входят зависи-

мости:

V = f (F), N = f (F) и = f (F).

2.8.2. Методика выполнения работы

118

Лабораторная работа выполняется на специальном испытатель-

ном стенде (см.рис. 41), включающем в себя силовую часть (шесте-

ренный

насос типа БГ11-22 сблокированный с электродвигателем), рабочую часть (силовой гидроцилиндр с параметрами: DП 60мм;

Рис. 41. Схема стенда для исследования объемного гидропривода с дроссельным регулированием выходного звена

dШТ 20мм и LХОДА 200мм ), гидроаппаратуру, измерительные

приборы и приспособления. Насосом 1 рабочая жидкость нагнета-

ется в напорный трубопровод, по которому она подводится через пластинчатый фильтр 2 и предохранительный клапан 3 к регулятору скорости 4. На входе в насос установлены сетчатый фильтр 5 и за-

порный вентиль 6. От регулятора скорости 4 часть расхода рабочей жидкости поступает в золотниковое распределительное устройство

7 с ручным управлением, а другая ее часть направляется по слив-

119

ному трубопроводу в приемный бак 8 испытательного стенда. Зо-

лотниковый гидрораспределитель 7 направляет поток рабочей жид-

кости либо в поршневую (правую), либо в штоковую (левую) полос-

ти силового гидроцилиндра 9 и одновременно пропускает жид-

кость, поступающую из гидроцилиндра, в сливную линию. Под дей-

ствием силы давления жидкости в полостях гидроцилиндра его шток-поршень совершает возвратно-поступательное движение.

Длина рабочего хода гидроцилиндра определяется по линейке 10 с

помощью указателя, укрепленного на конце шток-поршня. При ра-

бочем ходе, составляющем LХОДА 200мм , шток-поршень соверша-

ет полезную работу, преодолевая приложенные к нему внешние усилия. В качестве имитатора внешней нагрузки, прикладываемой к шток-поршню, в схему стенда включен регулируемый дроссель 11

типа Г 77-14, установленный на сливной линии за гидроцилиндром

9. При перекрытии дросселя 11 давление перед ним изменяется, что приводит к изменению противодавления в полостях силового гид-

роцилиндра, а, следовательно, и усилия, которое необходимо при-

ложить к шток-поршню для преодоления этого дополнительного противодавления. Время рабочего хода шток-поршня гидроцилинд-

ра определяют по секундомеру. Для регистрации полного давления,

развиваемого насосом 1, в гидросхему стенда включены вакуумметр

12 и манометр 13. Величину противодавления в полостях силового гидроцилиндра 9 при рабочем ходе регистрируют при помощи ма-

нометра 14. В качестве рабочей жидкости в испытательном стенде используется масло индуст-риальное 45 с кинематическим коэффи-

циентом вязкости 0,5см2 / c

120

Для установления рабочих характеристик объемного гидропри-

вода с дроссельным регулированием - V = f (F), N = f (F) и = f (F) -

используется экспериментально-теоретический метод с графиче-

ским представлением результатов измерений и расчетов.

Экспериментально определяются давления на входе и выходе из на-

соса, противодавление в полостях силового гидроцилиндра, длина и время рабочего хода шток-поршня при различных положениях ими-

татора внешней нагрузки. Затем вычисляются полное давление в насосе, усилия, действующие на шток-поршень со стороны поршне-

вой и штоковой полостей гидроцилиндра, скорость установившего-

ся движения шток-поршня, подведенная и развиваемая гидроци-

линдром мощности, а также коэффициент полезного действия. Ре-

зультаты расчетов представляют графически.

2.8.3.Порядок выполнения работы

1.Перед пуском насоса 1 лимб регулятора скорости 4, связанный

свстроенным в него регулируемым дросселем, устанавливают в среднее положение, а дроссель 11, выполняющий функцию имита-

тора внешней нагрузки на шток-поршень силового гидроцилиндра

9, - в крайнее положение, соответствующее полному его открытию.

Затем пускателем включают насос 1.

2. При помощи рукоятки ручного управления переключают зо-

лотниковый гидрораспределитель 7 в позицию, обеспечивающую выдвижение шток-поршня из гидроцилиндра 9 (соответствует пози-

ции гидрораспределителя, показанной на рис. 41).

3. Одновременно с переключением золотникового гидрораспре-

делителя 7 на рабочий ход гидроцилиндра 9 при помощи се-