Регулирование скорости гидромотора

Федеральное агентство по образованию

Томский политехнический университет

Кафедра АРМ

Лабораторная работа №7:

«РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ»

Исполнители студенты группы 4А33: Ватолин А.В. Соловьев М. Куксин Р. Горбунов А. Норов В. Руководитель: Гук О.В.

Томск 2006г.

Лабораторная работа:

Регулирование скорости гидромотора

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Ознакомится со способами регулирования скорости гидравлического привода исполнительных механизмов.

2. Получение практических навыков работы на лабораторном стенде по возможностям регулирования скорости гидромотора.

3. Построить зависимости скорости от открытия дросселя и от нагрузки при постоянных сечениях дросселя.

Общие сведения

Регулирование скорости силового органа производится посредством изменения количества жидкости, протекающего в единицу времени через этот орган.

Регулирование количества жидкости (расходов) обычно осуществляется посредством:

а) регулирования производительности насоса,

б) изменения сопротивления в магистралях (дроссельный метод).

Гидравлический привод с дроссельным регулированием, сочетающий в себе такие важные качества, как плавное непрерывное изменение скорости в широком диапазоне, высокую чувствительность и большое быстродействие, простоту конструкции и надежность в работе, широко применяется в промышленных роботах и технологическом оборудовании в качестве силового исполнительного привода для управления рабочими органами.

Основным недостатком дроссельного регулирования скорости является низкий коэффициент полезного действия (до 0,4)

Дроссель в системах с ρ₀=const может быть установлен на линии питания ("на входе") гидравлического двигателя и в сливной магистрали ("на выходе"), с Q=const может быть установлен на ответвлении магистрали ("на ответвлении").

Рассмотрим особенности перечисленных схем регулирования скорости на примерах.

Д РОССЕЛЬ "на входе"

Недостаток этой схемы (рис.1.) в том, что на сливной магистрали отсутствует противодавление, в следствии чего затруднено плавное движение выходного органа исполнительного механизма, особенно, при резких изменениях нагрузки или отрицательных нагрузках.

Управление баланса расходов жидкости, проходящей через гидромотор Q_гм, и дроссель Q_др:

Q_др = Q_гм ; Q_гм = qω , (1)

где: q – характерный объём гидромотора;

ω – угловая скорость выходного вала гидромотора; Рис. 1

, (1)

где: μ – коэффициент расхода;

f_ДР – площадь истечения жидкости;

g – ускорение свободного падения;

γ – удельный вес жидкости;

P₀ - давление перед дросселем и определяется настройкой предохранительного клапана;

P₁ - давление за дросселем и зависит от момента нагрузки M на валу гидромотора;

Условие равновесия вала гидромотора:

(3)

c учётом (1), (2), (3)

(4)

Из анализа формулы (4) вытекает, что скорость вращения вала гидромотора не является постоянной, а изменяется в зависимости от момента нагрузки М при Фиксированном значении f_др Зависимость называется механической характеристикой привода.

Д РОССЕЛЬ "на выходе"

Дроссель устанавливается па сливной магистрали (рис.2), что при резких изменениях нагрузки обеспечивает более плавное движение рабочего органа исполнительного механизма, за счет постоянного противодавления на сливе из исполнительного механизма.

Давление Р перед дросселем будет зависить от величины момента нагрузки. Как и в предыдущем случае имеем систему уравнений:

(5)

из которой имеем:

(6)

Таким образом, механическая характеристика с дросселем "на выходе" аналогична соответствующей характеристике гидропривода с дросселем "на входе".

Рассмотренная схеме включения дросселя, менее экономична, чем схема с дросселем "на входе", так как при ней затрачивается мощность двигателя на преодоление сопротивления. Однако, благодаря двухстороннему давлению на рабочий орган, эта схема удобнее при знакопеременной нагрузке и дроссель может быть использован как тормоз.

Д РОССЕЛЬ "на ответвлении"

Преимущество данной схемы (рис.3) в том, что в полости нагнетания насоса давление соответствует полезной нагрузке исполнительного механизма, поэтому такой гидропривод более экономичный чем, в случае, с последовательным включением дросселя, где мощность насоса остается постоянной, независимо от нагрузки исполнительного механизма.

Составим уравнение баланса расходов, Рис.3

проходящей через насос, гидромотор Q_гм и дроссель Q_др:

Условие равновесия вала гидромотора: P₁q

Имеем систему уравнений:

(7)

Из которой, опуская алгебраические преобразования имеем:

(8)

Из анализа уравнения (8) видно, что скорость вала гидромотора не является постоянной, а изменяется с изменением нагрузки при фиксированном значении f_др.

Гидропривод с дроссельным регулированием применяется главным образом в машинах с мало изменяющейся нагрузкой или, когда с увеличение нагрузки, необходимо уменьшить скорость исполнительного механизма и наоборот

ОПИСАНИЕ ЛАБОРОТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Для выполнения лабораторной работы применяется лабораторная установка по схеме на рис.2.

М ы производим исследование схемы дроссель «на выходе».

Скорость вращения вала гидромотора регулируется элементом сопло-заслонка. Для получения механической характеристики этой схемы регулирования момент на валу гидромотора создается с помощью тормозного устройства, схема которого приведена на рис.4 . Момент нагрузки на валу I гидромотора определяется трением колодок 2,которые принимаются к поверхности вала тарельчатыми пружинами 3. Пружины опираются на корпус тормозного устройства 4.для уменьшения момента нагрузки от плунжерного насоса подается жидкость в поршневое устройство 5,которое разжимает колодки от поверхности вала. На манометре М фиксируется давление Р_n , которое соответствует определенной нагрузке.

Скорость вращения вала гидромотора измеряется тахометром.

Таблица измерений

	F1=10	F2=20	F3=30	F4=40
0,5	130 об/мин	150 об/мин	170 об/мин	180 об/мин
1	160 об/мин	190 об/мин	208 об/мин	226 об/мин

Г рафики зависимости частоты от нагрузки и открытия дросселя

Федеральное агентство по образованию

Томский политехнический университет

Кафедра АРМ

Лабораторная работа №3:

«Потери энергии по длине в трубопроводах гидросистем»

Исполнители студенты группы 4А33: Куксин Р. Эминагаров А. Руководитель: Гук О.В.

Томск 2006г.