1777

Таблиця 5.1 – Форма протоколу

42

5.5 Матеріали, інструмент, прилади, обладнання

Структурну схему лабораторної насосної установки для експериментального визначення параметрів відцентрового насоса наведено на рисунку 5.1. З живильного резервуару 1 вода подається у всмоктувальний трубопровід 2 і через вентиль 3 потрапляє у відцентровий насос 4. Далі по нагнітальному трубопроводу 5 вода через вентиль 6 подається в нагнітальний резервуар 7, з якого через водозлив трикутної форми 8 знов потрапляє в живильний резервуар. Насос живиться механічною енергією від електродвигуна 9. Установка обладнана наступними приладами. Частота обертання вала електродвигуна (насоса) контролюється тахометром 10. Електрична потужність, що споживається однією з фаз електродвигуна контролюється за допомогою ваттметра 11. Тиск на вході в насос контролюється за допомогою мановакуумметра 12. Тиск на виході з насоса контролюється за допомогою манометра 13. Висота заповнення трикутного водозливу контролюється мірною трубкою 14.

5.6 Порядок виконання лабораторної роботи

Біля експериментальної установки студенти працюють лише під наглядом викладача або лаборанта, суворо дотримуючись вимог інструкції з охорони праці при виконанні робіт в лабораторіях кафедри “Теплотехніка та гідравліка” .

Запуск насоса здійснюють за умови мінімального навантаження на вал насоса (режим холостого ходу). Для цього слід повністю відкрити вентиль 3 та повністю закрити вентиль 6.

Фіксують показання тахометра ( n ), показання ваттметра ( NW ), показання мановакуумметра ( pMV ), показання манометра ( pM ) та

показання мірної трубки трикутного водозливу ( h ).

Точність для вимірювання величин: 10 об/хвил; 0,02 кВт; 0,01 кГс/см2; 1 мм (ціна поділу шкал приладів).

Поступово відкриваючи вентиль 6 змінюють режими роботи відцентрового насоса до повного його відкриття. На кожному режимі (6 – 8 режимів) здійснюють відповідні вимірювання параметрів. Величини, одержані з досліду, занотовують до протоколу (табл.5.1).

44

Величину напору насоса визначають за формулою (5.1), яка з урахуванням однаковості швидкостей всмоктування і нагнітання може

виході з насоса та на вході в насос, м; приріст геометричного напору ∆z згідно зі схемою установки (див. рис. 5.1) дорівнює 0,3 м.

Споживну потужність насоса розраховують по величині споживної потужності електродвигуна, з урахуванням його к.к.д (η e ):

N = 3 N W η e . Враховуючи, що η e = 0,82 , остаточно одержимо:

Корисну потужність насоса розраховують за формулою (5.3). Коефіцієнт корисної дії насоса розраховують за формулою (5.4). Результати розрахунку параметрів насоса на кожному режимі

записуються у протокол, після чого будують робочі характеристики насоса (5.5), при необхідності застосувавши формули подібності (5.6). Графіки будують на одному полі (уздовж однієї осі абсцис), вибравши відповідні масштаби для зображення функціональних параметрів H , N та η . Після цього робиться висновок у відповідності до мети

роботи.

5.8 Рекомендована література

1.Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. –

М.: Машиностроение, 1982. – С. 172 – 197; 200 – 226; 255 –

269.

2.Мандрус В.І., Лещій Н.П., Звягін В.М. Машинобудівна гідравліка. Задачі та приклади розрахунків. – Львів: Світ,

1995. – С. 120 – 135.

45

6 СТАТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧОТИРЬОХЩІЛИННОГО ЗОЛОТНИКОВОГО ГІДРОРОЗПОДІЛЬНИКА

6.1 Мета роботи

Ознайомитися зі способами експериментального дослідження статичних характеристик золотникового гідророзподільника.

6.2 Загальні відомості

Золотниковий розподільник, або золотник призначений для регулювання потоків робочих середовищ у гідрота пневмосистемах. Золотник – найбільш відповідальний вузол гідроприводу – значно впливає на його статичні та динамічні характеристики.

Золотниковий гідророзподільник являє собою систему керованих дроселів, об’єднаних в одну конструкцію. Також її розрізняють по кількості керованих дроселів (одно-, двох- і чотирьохдросельні золотники), по ступені і знаку початкового відкриття робочої щілини (золотники з позитивним і негативним

перекриттям), за схемою вмикання керованих дроселів (послідовне або рівнобіжне). На рисунку 6.1 показані типові схеми чотирьохдросельних золотникових розподільників із циліндричним і плоским плунжерами. Зсув плунжера в той або інший бік від нейтрального положення забезпечує відкриття відповідних отворів, сполучених із гідродвигуном. Наприклад, при зсуві плунжера вправо по рисунку (див. рис. 6.1, а) вхідний отвір А з’єднується з отвором М, а отвір N – із зливальним отвором Б. Рідина від насоса через отвори А та М надходять через отвори N і Б у бак. При зсуві плунжера вліво по рисунку змінюється напрямок потоків рідини і, отже, забезпечується реверсування гідродвигуна. Аналогічним чином працює також гідророзподільник із плоским плунжером – рис. 6.1, б.

Кожна крайка робочих пасків С та Т плунжера утворює із відповідним отвором регульований дросель. При зсуві плунжера в один бік відчиняються одночасно два дроселі, які сполучені послідовно. При зсуві в інший бік відчиняється інша пара дроселів. Загальна кількість робочих дроселів – чотири.

46

Рисунок 6.1 – Схеми золотникового розподільника:

а– циліндричного, б – плоского

Усистемах гідроприводів знайшли також достатньо широке застосування двох- і однодросельні гідророзподільники – рис.6.2. У золотнику по рис.6.2(а) крайками пасків утворяться два дроселі М і N (М – напірний дросель, N – зливальний дросель). При зсуві плунжера вправо по рисунку відчиняється дросель М, і рідина від насоса надходить у поршневу порожнину гідроциліндра. Оскільки ефективна площа поршня з боку поршневої порожнини більше площі з боку штокової порожнини, то поршень переміщується вліво по рисунку. Для повернення його у вихідне положення золотник зміщується вліво, відкриваючі зливальний дросель N.

Узолотнику по рисунку 6.2(б) тільки один робочий дросель – зливальний N. Рідина від насоса надходить у штокову порожнину і далі у бак. Ступінь відкриття дроселя N визначає тиск у поршневій порожнині, а значить напрямок і швидкість переміщення поршня.

47

Рисунок 6.2 – Схеми гідророзподільників

Співвідношення розмірів робочого паска і отвору в корпусі (гільза) визначають знак початкового відкриття золотника. На рисунку 6.3 приведені можливі варіанти даних співвідношень. По розміру перекриття h пасками плунжера в середньому його положенні вікон гільзи (корпуса) розрізняють гідророзподільники з позитивним, нульовим і негативним перекриттям. У золотниках першого типу ширина паска С більше ширини вікна N. При симетричному

другого типу С = N і h = 0. У золотниках третього типу С < N і

h = C − N < 0 . 2

Рисунок 6.3 – Перекриття робочих пасків золотника

48

Конструкції вікон у гільзі (корпусі) і пасків плунжера можуть бути різноманітними. На рисунку 6.4. приведені схеми найбільш застосовуваних видів пасків із проточкою у гільзі.

Рисунок 6.4 – Схема золотникових регульованих дроселів із проточкою у гільзі

Конфігурація видаткових вікон у гільзі виконується в залежності від необхідних прохідних перерізів. На рисунку 6.5 приведені схеми деяких регульованих дроселів з отвором у гільзі.

Рисунок 6.5 – Схема золотникових регульованих дроселів з отворами в гільзі

Найбільше застосування в гідроприводі знайшли чотирьохдросельні (чотирьохщілинні) золотники (див. рис. 6.1). Простота принципу керування гідроприводом за допомогою золотника полягає в зміні його гідравлічних опорів, що досягається за рахунок зміни площ робочих вікон керованих дроселів при відносно малих переміщеннях плунжера золотника.

Гідравлічна схема чотирьохдросельного золотника являє собою місток, у діагональ якого включено навантаження – гідродвигун – рисунок 6.6.

49

ка; Qi – витрата через дросель.

Рисунок 6.6 – Схема гідравлічного містка чотирьохдросельного

При позитивному зсуванні плунжера золотника (знак зсування приймається умовно) одночасно включаються гідропровідності G1 і G2, сполучені з гідродвигуном послідовно. При зміні знака зсуву плунжера вмикається інша пара гідропровідностей G3 і G4, що забезпечує реверсування гідродвигуна.

Таким чином, за допомогою чотирьохдросельного золотника здійснюється дроселювання робочої рідини одночасно на вході в гідродвигун і на виході з нього.

Великий вплив на роботу золотника має радіальний зазор між плунжером і гільзою (корпусом). Зазор повинен бути достатньо великим, щоб забезпечити легке і плавне переміщення плунжера у середині гільзи (корпуса), але в той же час зазор повинний бути достатньо малим, щоб забезпечити лінійність характеристик керування, малі відпливи рідини і високий ККД золотника, а значить і гідроприводу.

При проектуванні золотників звичайно користуються такою рекомендацією: один міліметр діаметра плунжера приблизно відповідає 1 мкм радіального зазору. Так, наприклад, якщо діаметр плунжера 10 мм, то радіальний зазор – 0.01 мм. Необхідною умовною надійної роботи золотника є також те, що його радіальний зазор повинен бути більшим розміру твердих часток, що пропускаються фільтрами і які можуть потрапити в зазор між плунжером і гільзою (корпусом).