Гидропривод

де i - номер ділянки трубопроводу.

При рівнобіжному з'єднанні трубопроводів /мал. 1.22/ потік рідини з основної магістралі розділяється на кілька ділянок. При цьому витрата Q основного трубопроводу до розгалуження і після злиття залишається незмінним.

При розрахунку трубопроводів з рівнобіжним з'єднанням визначаються витрати в рівнобіжних лініях і втрати тиску між крапками розгалуження і з'єднання, якщо відомі загальна витрата Q діаметри і довжини рівнобіжних ділянок.

Рівняння витрати має вид:

де n) - кількість ділянок.

Величина втрат тиску в кожен рівнобіжній галузі та сама і може бути визначена по

формулі /1.56/ підстановкою відповідних значень Qi, i, li, di, i, .У цьому випадку виходить число рівнянь, рівне числу рівнобіжних трубопроводів. Вид цих рівнянь:

Підставляючи значення витрат у рівняння /1.60/, одержимо

З цього рівняння визначають витрата першої ділянки

Далі визначають витрата на інших ділянках.

За знайденим значенням витрат для кожної галузі визначають число Re по формулі:

Re 4 Qi

di

і уточнюють витрати.

31

I.6. Витікання рідини через отвори і насадки

При витіканні рідини через малі отвори /розміри якого малі в порівнянні з напором/ відбувається стиск струменя і на відстані від отвору, звичайно рівному половині діаметра, має місце найбільший стиск. Це явище називається інверсією струменя /мал. 1.23/. Ступінь стиску струменя характеризується коефіцієнтом стиску

де Sc- площа поперечного переріза струменя, S площа отвору.

При витіканні рідини через малі отвори в тонкій стінці

Малюнок. 1.23. Витікання рідини з отвору.

32

Увипадку конічного патрубка, що сходиться, /малюнок. 1.24у/ стиск струменя на вході менше, .;їм у зовнішньому циліндричному насадці, але з'являється зовнішній стиск на виході з насадка і збільшення вихідної швидкості струменя. При цьому коефіцієнт швидкості

і витрати залежать від кута конусности і мають найбільше значення при куті конусности 13 240 . Конічні насадки, що сходяться, застосовуються у всіх випадках де потрібно одержати

компактний і далекобійний струмінь, проладающую великою кінетичною енергією, наприклад, у бранспортах , гідромоніторах і ін.

Уконічному розбіжному насадці /мал. 1.24г/в області стиску струменя при вході в

насадок утвориться вакуум майже в двох більший, ніж у циліндричному насадці. Це збільшує підсмоктування рідини, але приводить до значного расширенна струменя, і збільшенню гідравлічного опору. При оптимальному куті конусности 5-7° коефіцієнт витрати конічного сходящегося насадка дорівнює 0,45.

Конічні розбіжні насадки застосовуються там, де потрібно велика витрата рідини з малою, кінетичною енергією а також при перетворенні швидкості в тиск, наприклад, у струминних приладах і дифузорах.

Коноидальный насадок /мал. 1.21д/ мають обрис струменя, що випливає з отвору в тонкій стінці, що зменшує гідравлічні опір і збільшує витрату через насадок . У такому насадці коефіцієнт витрати більше, ніж в інших насадков /(=- 0,970... 0,995/. На практиці коноидальные насадки застосовуються рідко через великі труднощі їхнього виготовлення. Замість них звичайно використовуються конічні насадки, що сходяться.

Слід зазначити, що в загальному випадку коефіцієнти (,( і ( залежать від числа Рейнольдса. У таблиці 1.8. дані значення (,( і ( для отворів і насадков при великих числах Рейнольдса.

Таблиця 1..3

При витіканні з насадков застосовуються ті ж формули, що і для витікання з отвору.

34

Малюнок. 2.1. Принцип дії об'ємного гідроприводу

36

•Гідромуфта /мал. 2.2/ складається з корпуса I, заповненого рідиною, насосного колеса 4 і турбінне колеса 2. Колесо 4 твердо зв'язано з валом двигуна, а колесо 2-і відомим валом. При обертанні вала двигуна рідина, що знаходиться між лопатками насосного колеса, під дією відцентрових сил спрямовується від центра до периферії, унаслідок чого кінетична енергія рідини зростає. Переходячи на лопатки турбінного колеса 2, рідина спрямовується від периферії до центра 4, утрачаючи кінетичну енергію, робить на ці лопатки тиск, що створює момент, що крутить, на відомому валу 3. Моменти, що крутять, на валах 3 і 5 однакові /без обліку втрат у самій передачі/.

Гідротрансформатор /мал. 2.3/ служить для автоматичного регулювання моменту вала, що крутить, машини при зміні навантаження. Він складається з трьох робочих коліс із криволінійними лопатками 6: насосне 10 і турбінне II - обертові колеса, колесо - реактор 9 - нерухливе. Зсередини лопатки закриті круглими стінками, що утворять усередині коліс кільцеву порожнину круглого перетину невеликого діаметра. По цій порожнині

циркулює робоча рідина.

Насосне колесо з'єднане з корпусом 12 /ротором/ і через нього з валом 13 двигуна. Турбінне колесо II зв'язане через відомий вал 7 із силовою передачею. Реактор 9 нерухомо закріплений на втулці 8, з'єднаної з картером. Ротор 12 гідротрансформатора з розташованим у ньому робочими колісьми встановлений на підшипниках усередині закритого картера.

При роботі гідротрансформатора олія захоплюється лопатками обертового насосного колеса 10, відкидається відцентровою силою до зовнішньої окружності і попадає на лопатки турбінного колеса II. Завдяки створюваному при цьому напору, це колесо приводиться в рух разом з відомим волом 7. Потім рідина надходить на лопатки нерухомо закріпленого колеса - реактора 9, що змінює напрямок потоку рідини. На лопатках реактора виникає зусилля, що викликає поява реактивного моменту, що приводить створення моменту М2 на валу турбіни, що відрізняється від моменту М2 , переданого двигуном.

Ніж повільніше обертається турбінне колесо, у порівнянні з насосним, тим значніше лопатки реактора змінюють момент, що крутить, унаслідок чого збільшується момент, що крутить, на відомому валу.

Таким чином, гідродинамічні приводи встановлюють тільки силові зв'язки. Це значить, що передаточне число в гідродинамічній передачі підтримується постійним при визначеному співвідношенні навантажень відомої і ведучої частин.

Плавність трогания з місця і переходу з одного режиму на фугою, великий діапазон регулювання швидкості відомого вала при збереженні постійного числа оборотів ведучого вала, деформування крутильних коливань, що виникають у приводі, і відсутність зносу деталей обумовили широке поширення приводів з гідродинамічними передачами.

2.2. Робочі рідини мобільних машин

Зміст механічних домішок і води характеризує якість робочих рідин.

Ступінь забруднення рідин відповідно ДО ДЕРЖСТАНДАРТУ 17216-71 класифікується наступними 19 класами чистоти: 00; 0; I; 2 ....... 17.

У першому класі 00 допускається найбільший розмір часток 25...50 мкм у кількості I на 100 див3, у 17 класі - у 100 див3 допускається до 3150 часток, розміром 100 до 200 мкм.

38

Для одержань необхідних властивостей у робочі рідини гідросистем додають різні види присадок: вязкостные для одержання необхідної в'язкості, анти окисні - перешкоджають окислюванню, антикорозійні - перешкоджають корозії, противозадирные - створюють плівки і перешкоджають задирам дотичних деталей.

В міру експлуатації забруднення олії збільшується, що знижує термін служби і надійність машин. Наприклад, у будівельно-дорожніх машинах до 42% усіх відмовлень зв'язано з забрудненням олій.

Сучасна практика висуває високі вимоги до робочих рідин гідросистем.

Робочі рідини об'ємних передач, як правило, більш грузлі, чим застосовувані в гідродинамічних передачах, хоча багато сортів олій використовуються в тих і інших випадках /таблиця. 2.1/.

Для більшості гідромуфт, що працюють у нормальних умовах при/ міняється турбінна олія 22 /л/, що має температуру спалаху 130° і задовільну грузлу-температурну характеристику. Відношення кінематичної в'язкості при 80°і до кінематичної в'язкості при 100°С не перевищує 3,2. До олії часто додають анти присадки, що спінюються, наприклад, силікон. Для гідротрансформатора, як правило, застосовують олії менш грузлі, чим для гідромуфт.

Утяги 2.1 приведені фізико-хімічні властивості олій, застосовуваних у гідропередачах. Для об'ємних передач використовують олія АУ /ДСТ Т642-50/, що забезпечує роботу гідропередачі при температурі навколишнього середовища – 20…+50,олія АГМ /ТУ М НП 457-53/, що дозволяє працювати гідропередачі при температурі -40-50°С.

Угідравлічних системах верстатів і верстатних автоматичних ліній застосовують турбінна й індустріальна олії /індустріальне 20 і індустріальне 30, а в гідравлічних системах, що стежать, з малим периметром витоків індустріальне 12/.

Угідроприводі одержали широке поширення мінеральні олії. До недоліків цих олій можна віднести слабку /у порівнянні з олією на касторовій основі/ здатність, що змазує, займистість, значну зміну в'язкості зі збільшенням температури, максимальну

експлуатаційну температуру 150^ С.

В об'ємних гідроприводах мобільних машин широко застосовуються /табл.

2.2./ мосла індустріальні - Ис-20; Ис-3ПРО, гідравлічні - МГ-20; МГ-30; ВМГ 3. Гідравлічна олія ВМГЗ, наприклад, призначена для всі сезонної

експлуатації будівельних, дорожніх, комунальних і ін. мобільних машин як у районах помірного клімату, так і для північних районів в інтервалі роботу від мінус 58°С до плюс 70°С. Застосування цього типу олії дозволило замінися більш; 10 сортів олій, індустріальних /И-12, ИС-12/, веретенних /АУ й АУП/, трансформаторних /АМГ-10, МВП/ і ін., забезпечивши пуск гідроприводу при низьких температурах без попереднього розігріву. Термін експлуатації олії 3500-4000 годин роботи, що в 2-3 рази вище терміну експлуатації інших, неспеціальних олій.

Широке застосування знаходить також гідравлічна олія -МГ-ЗО, що відрізняється гарною здатністю, що змазує, стійкістю проти утворення і відкладення смолистих опадів, малим вспениванием. Застосування МГ-30 забезпечує всесезонну експлуатацію мобільних машин і дозволяє замінити більш 20 сортів неспеціальних олій.

39

Б якості робочих рідин у системах застосовуються рідини ГТН і ГТН-22, ЭСК, БСК,

і ін.

Амортизаційні рідини використовують у гідроамортизаторах машин. Основні вимоги до них: незначна зміна в'язкості при зміні температури, низька температура застывания. У якості амортизаційної застосовується суміш 50% трансформаторного і 5ПРО% турбінного олій, веретенна олія АУ, пробірне олія МВП. Вони добре працюють при t = -.30° т + 30°С. При зниженні температури до - 80°С застосовують марку АЖ-12Т, АЖ-16.

Рідини для гідропідсилювачів і гідромеханічних трансмісій:

Гидрол 4, Гидрол 5,5. Вони стабільно працюють в інтервалі - 50°С + 120°С / = 4 сСт при 100°С и 200 сСт при -40°С/.

Визначене поширення одержали спиртоводогліцеринові рідини, типовими представниками яких є ГЗ - 50/15 /зимова/ - З5% спирту, 50% води і 15% гліцерину; ГЛ - 60/0 /літня/-40% спирту, 0- води і 60% гліцерину.

Олія в процесі роботи перетерплює зміни. Після безупинної роботи протягом 6000 ч. чи не пізніше як через рік олія досліджується на фізичне і хімічне зміни і на старіння. При значних змінах фізико-хімічних властивостей його змінюють.

Зміст механічних домішок у рідинах, що поставляються, не повинне перевищувати 0,005% по масі, що відповідає 13 класу чистоти, згідно стандарту.

Але, як показує практика, у момент заливання, забруднення значно перевищує припустимі норм. Для очищення застосовується:

відстоювання фільтрування і відцентрове очищення. Фільтрування найбільш ефективний процес із крупностью часток, що перевищують 5 мкм.

40