Варианты заданий:
N F1, V1, h1, l1, l2, d2, d3, hм hо hг
H. м/с. мм. мм. мм. мм. мм.
1 50 0,6 70 250 25 8 160 0,90 0,95 0,95
2 60 0,6 80 260 26 9 180 0,85 0,90 0,93
3 70 0,8 75 270 27 10 120 0,90 0,95 0,92
4 80 0,8 90 180 18 10 150 0,92 0,95 0,90
5 90 1,0 80 180 18 11 110 0,87 0,90 0,93
6 100 1,0 80 260 26 11 220 0,87 0,90 0,94
7 100 1,2 70 350 35 12 120 0,85 0,90 0,95
8 110 1,2 80 260 26 12 240 0,90 0,95 0,94
9 120 0,7 90 270 27 8 160 0,86 0,93 0,92
10 80 0,9 95 280 20 9 180 0,90 0,92 0,95
11 55 0,6 70 250 20 8 160 0,90 0,95 0,94
12 65 0,6 60 260 20 9 180 0,85 0,90 0,93
13 75 0,8 65 270 9 10 120 0,90 0,95 0,92
14 85 0,8 80 280 10 10 150 0,92 0,95 0,91
15 95 1,0 90 280 20 11 110 0,87 0,90 0,90
16 100 1,0 70 260 26 11 220 0,87 0,90 0,95
17 100 1,2 65 250 25 12 120 0,85 0,90 0,93
18 110 1,2 75 260 13 12 240 0,90 0,95 0,94
19 120 0,7 70 270 27 8 160 0,86 0,93 0,92
20 85 0,9 65 280 20 9 180 0,90 0,92 0,92
21 50 0,6 60 260 26 8 160 0,90 0,95 0,93
22 60 0,6 60 270 27 9 180 0,85 0,90 0,90
23 70 0,8 80 290 29 10 120 0,90 0,95 0,95
N F1, V1, h1, l1, l2, d2, d3, hм hо hг
H. м/с. мм. мм. мм. мм. мм.
24 80 0,8 50 300 20 10 150 0,92 0,95 0,93
25 90 1,0 70 280 20 11 110 0,87 0,90 0,92
26 100 1,0 80 260 26 11 220 0,87 0,90 0,90
27 100 1,0 90 250 25 12 120 0,85 0,90 0,93
28 110 1,2 70 260 13 12 360 0,90 0,95 0,92
29 120 0,8 60 270 27 9 270 0,86 0,93 0,95
30 80 0,8 50 280 20 9 180 0,90 0,92 0,90
31 50 0,8 80 250 20 8 160 0,90 0,95 0,93
32 60 0,7 50 260 13 9 180 0,85 0,90 0,92
33 70 0,9 70 270 27 10 120 0,90 0,95 0,95
34 80 0,8 80 290 29 10 150 0,92 0,95 0,95
35 100 1,0 100 200 10 11 110 0,87 0,90 0,90
36 100 1,2 80 260 13 11 220 0,87 0,90 0,92
37 80 1,2 70 260 26 12 120 0,85 0,90 0,90
38 110 1,0 90 260 26 12 240 0,90 0,95 0,93
39 120 0,8 100 270 27 8 160 0,86 0,93 0,90
40 150 0,9 90 280 20 9 180 0,90 0,92 0,95
ОБЪЁМНЫЙ ГИДРОПРИВОД
Схема и устройство гидродомкрата с ручным приводом
Гидродомкрат предназначен для подъёма грузов, с последующей их фиксацией в поднятом состоянии с помощью различных упоров для обеспечения безопасности при выполнении ремонтных работ и технического обслуживания транспортно-технологических машин, а также других машин и оборудования.
Гидродомкрат с ручным приводом (рис. 1)состоит изрычага1 ручного привода,плунжера2объемногонасоса,поршня 3гидравлическогодвигателяпоступательного движения,масляного бака4.
Рис.1. Схема гидродомкрата с ручным приводом
1 – рычаг ручного привода, 2 – плунжер гидронасоса, 3 – поршень гидродвигателя, 4 – масляный бак, 5 – гидроцилиндр насоса, 6 – гидроцилиндр двигателя, 7 - всасывающая магистраль, 8 – напорная (нагнетательная) магистраль, 9 – дополнительная магистраль слива, 10 и 11 – обратные клапаны, 12 – запорный вентиль, 13 – серьга рычага.
Плунжер 2 установлен в гидроцилиндре 5 насоса, а поршень 3 в гидроцилиндре 6 двигателя. Масляный бак 4 и гидроцилиндры 5 и 6 объединены трубопроводами 7, 8 и 9, которые называются гидролиниями. На гидролиниях 7 и 8 установлены обратные клапаны 10 и 11, которые выполняют функцию распределителей потока и обеспечивают непрерывность действия насоса 2 домкрата. Клапан 10 пропускает рабочую жидкость по трубопроводу 8 только в направлении от цилиндра 5 к полости цилиндра 6, а клапан 11 – по трубопроводу 7 от бака 4 к цилиндру 5.
Полость цилиндра 6 соединена дополнительной гидролинией 9 с баком 4. В гидролинии 9 установлен запорный вентиль 12, который перекрывает эту линию при работе насоса. Гидролиния 7, соединяющая бак 4 с насосом 2, называется всасывающей, а гидролиния 8, соединяющая насос 2 с гидродвигателем 3 – напорной. Рычаг 1 соединен с плунжером 2 серьгой 13, обеспечивающей их совместную работу без защемления.
Работа гидродомкрата с ручным приводом,
основные параметры объёмного гидропривода
Оъёмный гидропривод – это совокупность объёмных гидромашин, гидроаппаратуры, гидролиний (трубоприводов) и вспомогательных устройств, предназначенных для передачи энергии и преобразования движения посредством жидкости.
Принцип действия объёмного гидроприводаоснован на малой сжимаемости капельных жидкостей и передаче давления в них позакону Паскаля–давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, передается всем точка этой жидкости и по всем направлениямодинаково.
Гидравлические машиныслужатдля преобразованиямеханической энергии в энергию перемещаемой жидкости (насосы) или для преобразования гидравлической энергии потока в механическую энергию (гидравлическиедвигатели – гидромоторы, которых может быть несколько).
Гидроаппаратура – это устройства управления гидроприводом, при помощи которых он регулируется, а также средства защиты его от чрезмерно высоких и низких давлений жидкости. К гидроаппаратуре относятся дроссели, клапаны разного назначения и гидрораспределители – устройства для изменения направления потока жидкости.
Вспомогательные устройства – это так называемые кондиционеры рабочей жидкости, обеспечивающие её качество и состояние. К ним относятся различные отделители твердых частиц, в том числе фильтры, теплообменники (нагреватели и охладители жидкости), гидробаки, а также гидроаккумуляторы.
Перечисленные элементы связаны между собой гидролиниями, по которым движется рабочая жидкость.
Принцип действия объёмных гидромашин основан на попеременном заполнении и опорожнении ограниченных пространств (рабочих камер), периодически сообщающихся с местами входа и выхода рабочей жидкости.
При перемещении рукоятки рычага 1вверх серьга13 поднимает плунжер2в гидроцилиндре насоса5.Рабочая жидкость из бака4 по всасывающей магистрали7и обратному клапану11поступает в подплунжерное пространство. Обратный клапан10напорной магистрали8в это время закрыт.
Если приложить силу F1 к наконечнику рычага 1, то серьга 13 передаст усилие F2 на плунжер 2. Рабочая жидкость под давлением p2 преодолевает сопротивление обратного клапана 10 и по нагнетательному каналу 8 поступает в гидроцилиндр двигателя 6. Обратный клапан 11 и запорный вентиль 12 в это время закрыты.
Если пренебречь потерями давления в системе, то по закону Паскаля давление в цилиндрах 5 и 6 будет одинаковым и равным
р = F2/S2 = F3/S3,
где S2 и S3 – площади поршней цилиндров 5 и 6.
Совершая неоднократные движения рычагом 1 на величину h1, перемещаем плунжер 2 на величину h2, перекачиваем рабочую жидкость из бака 4 в цилиндр гидродвигателя 6, где, преодолевая силу F3, перемещаем поршень 3 на величину h3.
Если открыть запорный клапан 12, то рабочая жидкость по дополнительной магистрали 9 перетекает из цилиндра гидродвигателя 6 в масляный бак 4.
При ходе плунжера 2 насоса из одного крайнего положения в другое объем жидкости в цилиндре 5 изменяется на величину
q2 = h2 S2;
где h2 - ход плунжера 2, S2 - площадь гидроцилиндра 5 насоса.
Этот объем определяет теоретическую подачу насоса за один рабочий ход и называется рабочим объёмом.
В насосах, где входное звено совершает не возвратно-поступательное, а непрерывное вращательное движение, рабочим объемом гидромотора называют подачу за один оборот вала.
Рабочий объем насоса служит его основным параметром и указывается в технической характеристике. Он измеряется в дм3 (литрах) или см3, обозначается q.
q = h2 (p d22) / 4 = h3 (p d32) / 4; (1)
h2 d22 = h3 d32 ; V2 d22 = V3 d32; (2)
h2 / h3 = d32 / d22 = V2 /V3 ; (3)
где d2, d3 – соответственно диаметр плунжера 2 и диаметр поршня 3; V2, V3 – скорость плунжера и поршня; h3 – ход поршня 3.
Для гидроприводов подобного типа хода плунжера насоса и поршня исполнительного цилиндра обратно пропорциональны квадратам диаметров их цилиндров (плунжеров, поршней) или рабочим площадям. Скорость плунжеров (поршней) также обратно пропорциональна их рабочим площадям, так как их перемещения происходят в одно и то же время.
Произведение рабочего объема «q» на число рабочих ходов или оборотов входного вала насоса «n» в единицу времени есть теоретическая подача насоса, она измеряется в дм3/с или л/мин и служит одним из основных параметров гидропривода, так как определяет скорость исполнительных механизмов, она обозначается Q.
Q = q n = V2 S2 = V3 S3. (4)
К основным параметрам также относится рабочее давление жидкости «р», оно указывается в технической характеристике.
р = F / S; F2 = p S2; F3 = p S3; (5)
F3 / F2 = (p S3) / (p S2) = d32 / d22 = (d3 / d2)2. (6)
Т.е. сила F3 во столько раз больше силы F2 , во сколько площадь поршня 3 гидродвигателя больше площади плунжера 2 насоса или отношения диаметров поршня и плунжера в квадрате.
Сопоставив соотношения (6) и (3), получим
F3 / F2 = h2 / h3 = (d3 / d2) 2 = Uг. (7)
Это соотношение обратной пропорциональности представляет собой гидравлическое передаточное число UГ = (d3 / d2) 2 гидропривода с гидродвигателем поступательного движения. Оно аналогично механическому передаточному числу UМ = l1 / l2 простого рычага. Если к длинному концу рычага 1 приложить силу F1, то этим рычагом можно преодолеть силу F2, во столько раз большую силы F1, во сколько раз короткое плечо рычага l2 меньше длинного l1. А путь (ход плунжера) h2 во столько раз меньше пути h1, во сколько раз короткое плечо рычага меньше длинного. Это правило рычага представляется также в виде обратной пропорциональности, т.е.
F2 / F1 = h 1 / h 2 = l1 / l2 = UМ. (8)
Механические потери складываются из потерь на трение в подшипниках, сальниках (уплотнениях), поршней и т.п. о жидкость; они учитываются механическим КПД. Механический КПД выражает влияние потерь на трение в механизме на эффективность его работы и для гидродомкрата с ручным приводом (без учета потерь поршня 3 гидродвигателя) равен
hм = N2 / N1; (9)
где N1 = F1 V1 ; N2 = F2 V2 = p2 Q2 - соответственно мощность на рукоятке рычага 1 и на плунжере 2 гидронасоса.
Объемные потери оцениваются объемным КПД и определяются утечками жидкости из напорной полости через зазоры между рабочим органом и корпусом гидромашины. Для большинства поршневых насосов hо = 0,85 – 0,98.
Гидравлические потери возникают в рабочих органах гидромашины и представляют разность между теоретическим и действительным давлением жидкости. Гидравлические потери оцениваются гидравлическим КПД. Гидравлические КПД, определяемые потерями напора в клапанах, находятся в пределах hг = 0,8 – 0,9.
Общий, или полный, КПД гидромашины представляет собой произведение КПД механического, объемного и гидравлического. Полный КПД характеризует степень совершенства конструкции гидромашины в механическом и гидравлическом отношениях. В насосах современных конструкций (без учета механического привода) hм = 0,9 – 0,97; hо = 0,95 – 0,98; hг = 0,9 – 0,95. Максимальный полный КПД крупных современных насосов – hп = 0,92; для малых и средних насосов – hп = 0,5 - 0,75. При перекачке жидкостей, отличающихся по вязкости от воды, КПД может быть ниже. В гидроцилиндрах с резиновыми кольцевыми уплотнениями hм = 0,85 – 0,95; hо = 0,98 – 0,99; hг 1,0.
При выполнении расчетов необходимо обращать внимание на анализ размерностей физических величин. Например,
N = p Q = F V = T w;
где N – мощность, Вт = Нм/с; p – давление, Па = Н/м2; Q – подача жидкости, м3/с; F – сила, Н; V – линейная скорость, м/с; T – крутящий (вращающий) момент, Нм; w - угловая скорость, 1/с.