bonchosmolovskaya_n_e_mehanika_zhidkosti_i_gaza_laboratornyi

Рис. 34.4

Оавсанне опытной установки

Экспериментальная установка (рис. 34.5) состоит из балансирного электродвигателя 1, испытуемой ГДП 2, тормоза 3, имитирующего нагрузку ГДП со стороны ведомой машины. Для построения внешней характеристики ГДП необходимо знать моменты Мх и Мг на её ведущем и ведомом валах, а также частоты вращения п\ к пг указанных валов.

Рис. 34.5

Для измерения моментов используется метод уравновешивания корпусов балансирных ЭД и тормоза при помощи динамометрических устройств (на рис. 34.5 показаны схематично).

Частота вращения валов ГДП измеряется с помощью электронных счетчиков импульсов 4, 5. Счетчики сблокированы с электросекундомером, что позволяет измерять действительную частоту вра-

щения ведущего п\ и ведомого «2 валов. Для получения электрических импульсов применяется оптическая система, содержащая квантовые генераторы (например, ЛГ 56) 6, 7 и фотоэлементы (например, ФД9К) 8, 9. Система генерации и считывания импульсов срабатывает при пересечении светового потока, направленного от источника света на фотоэлемент. В данной схеме это обеспечивается с помощью прерывателей 10, 11. Последние, будучи закрепленными на дисках 12, 13, связанных с ведущим и с ведомым валами, находятся во вращательном движении и периодически (один раз за оборот вала) перекрывают световой луч, что сопровождается формированием импульсного электрического сигнала на выходе из фотоэлемента.

Для поддержания в процессе испытаний в рабочей полости ГДП заданных значений давлений и расхода используется автономная система питания (на рис. 34.5 представлена частично), содержащая регуляторы расхода 14, 15.

Характеристики ГДП имеют существенное значение для установления оптимального режима совместной работы гидропередачи с двигателями и потребителями энергии, имеющими переменные частоты вращения. Применение принципов моделирования позволяет произвести пересчет опытных данных на другие типоразмеры и частоты вращения, что обеспечивает уменьшение объема опытноконструкторских работ при создании новых лопастных систем ГДП.

Порядок выполнения работы

Перед началом испытаний произвести заполнение ГДП рабочей жидкостью. ГДП считают заполненной в том случае, когда поток сливаемой жидкости будет свободен от пузырьков воздуха. Во время испытаний необходимо обеспечивать с точностью + 5 °С постоянство температуры рабочей жидкости. Следует иметь в виду, что возможное резкое повышение температуры может быть вызвано работой ГДП при малых передаточных отношениях г, включая i = 0. Поэтому после работы в таких условиях необходимо перевести ГДП на режим, при котором г ^ 1.

Для проведения испытаний ГДП включить балансирный ЭД и реостатом установить заданную частоту вращения И] ведущего вала. Затем с помощью тормоза произвести загрузку ведомого вала. По-

еле выхода на стабильный режим работы ГДП включаются счетчики импульсов, обеспечивающие регистрахцпо электрических сигналов, поступающих с фотодиодов при вращении ведущего и ведомого валов. Одновременно с этим измеряется температура рабочей жидкости и снимаются показания динамометров, связанных с ЭД и тормозом.

Затем, изменяя момент сопротивления, приложенный к ведомому валу с помощью тормоза, установить другой режим работы ГДП. При этом обеспечивается контроль за постоянством частоты вращения п\ насосного колеса.

Обработка опытных данных

По результатам испытаний определить:

-частоты вращения ведущего п\ и ведомого «2 валов;

-моменты на валах двигателя Мдв и тормозного устройства Мор. При этом

где F] и F2 - показания уравновешивающих динамометров при проведении испытаний; Foi и FQJ - показания уравновешивающих динамометров при неработающей передаче; /j и /2 - длины тарировочных рычагов, связанных соответственно с ЭД и тормозом;

- моменты, соответствующие насосному М\ и турбинному М2 колесам:

Щ = Мдв - M q ; М2 = М^ор + Мс2,

где Мс\ и Мс2 - моменты трения в опорах ведущего и ведомого валов;

"2 - передаточные отношения г = — .

«1 Кроме отмеченных параметров по зависимостям (34.2), (34.4) -

(34.6) рассчитать соответственно коэффициенты полезного действия Г1гм и Г1гт, трансформации моментов К и момента на насосном колесе X].

Результаты измерений и вычислений внести в таблицу и использовать для построения внешних и приведенных характеристик исследованных ГДП.

Гидромуфта

Гидротрансформатор

4.2. Мс2, Н-м -

5.Длины тарировочных рачагов

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 3 5

ИСПЫТАНИЯ АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОГО ГИДРОМОТОРА Г15-24

Цель работы: ознакомление с конструкцией и проведение испытаний аксиально-поршневого гидромотора (ГМ) Г 15-24.

Общие сведения

В современной технике широко используются нерегулируемые аксиально-поршневые гидромоторы (ГМ), которые по ряду показателей (высокая энергоемкость, малые масса, габаритные размеры, момент инерции вращающихся частей, незначительное (0,01 - 0,03 с) время разгона, торможения и реверса, простота регулирования крутящего момента и частоты вращения) имеют неоспоримые преимущества перед электродвигателями аналогичной мощности. К числу таких гидромашин относится и ГМ типа Г 15-24 с рабочим объемом Fo = 70 см^, неминимальными расходом Q = 1,2-10"^ MVC И моментом (при перепаде давления Ар = 5 МПа) М= 50 Н м.

Такие гидромоторы широко используются в системах, где необходимо обеспечить бесступенчатое регулирование скорости, частые реверсирования и включения, дистанционное и автоматическое управление, работу в следящем режиме. Конструкция аксиальнопоршневого ГМ с наклонным диском приведена на рис. 35.1. Эта гидромашина состоит из ротора 10 с поршнями 17, равномерно расположенными по окружности, барабана 7 с толкателями 19, наклонного радиально-упорного подшипника 6, вала 1, установленного в подшипниках 5, 16, торцового распределительного диска 13, корпусов 4, 9, фланца 3 с манжетой 2, пружины 11 и торцовой шпонки 8. Подача и отвод масла в гидромоторе производятся через два отверстия 15, выполненных в диске 13 и расположенных симметрично по отношению к оси Б-Б. Причем каждое из отверстий связано с серпообразными пазами 14, расположенными на рабочей поверхности диска 13. Для отвода утечек в диске 13 выполнено отверстие 12.

Рис. 35.1

На торцовой поверхности ротора 10, контактирующей с диском 13, выполнены каналы 20, являющиеся продолжением рабочих камер 21. При вращении ротора каналы 20 соединяются с одним из пазов 14.

При работе гидромотора масло из нагнетательной линии через отверстие 15 и один из серпообразных пазов 14, расположенных, например, слева от оси Б-Б, поступает в рабочие камеры 21 ротора. Под действием давления рабочей жидкости осевое усилие через поршни 17 и толкатели 19 передается на подвижное кольцо упорного подшипника 6. Плоскость подвижного кольца подшипника 6 расположена наклонно к плоскости, перпендикулярной оси выходного вала. Поэтому под действием давления рабочей жидкости в точке контакта головки толкателя с поверхностью подвижного кольца возникают тангенциальные силы Т, направленные по нормали к оси вала. Под действием этих сил обеспечивается вращательное движение барабана 7, а также вала 1 и ротора 10, соединенных с барабаном 7 с помощью шпонок 8 и 18. В это же время остальные поршни, расположенные по другую сторону от оси Б-Б, перемещаются внутрь ротора и вытесняют масло из рабочих камер через серпообразный паз 14 в другое отверстие 15, связанное со сливной магистралью.

Направление вращения вала в данной конструкции зависит от того, какое из отверстий 15 соединено с нагнетательной линией. При этом величина крутящего момента будет зависеть как от рабо-

чего объема FQ, так и от разности давлений Ар в нагнетательной и сливной линиях.

Частота вращения п вала в нерегулируемых ГМ зависит от объемного расхода Q и вычисляется по формуле

где Vo - рабочий объем ГМ; т|о1 - объемный ЮТД ГМ.

При дроссельном способе регулирования расхода Q частота вращения вала п будет прямо пропорционально зависеть от степени

п

Рис. 35.2

Описание опытной установки

Принщ1пиальная схема испытательного стенда, приведенная на рис. 35.3, включает гидробак 1, пластинчатый насос 2 двухкратного действия с электродвигателем 3. На нагнетательной линии насоса установлены регулируемый дроссель 4, четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель (ГР) 5 с электромагнитным управлением и реверсивный нерегулируемый ГМ б типа Г15-24.

Вправо

ЛГ D Влево

Рис. 35.3

На сливной линии ГМ смонтирован фильтр 7. Параллельно насосу установлен переливной клапан 8. Для определения частоты вращения вала ГМ в установке используется счетчик импульсов 9, электрически связанный с магнитным датчиком 10. Изменение направления вращения вала ГМ обеспечивается с помощью ГР 5, который позволяет соединить нагнетательную линию насоса 2 либо со входом, либо с выходом ГМ 6. При заданном направлении вращения вала ГМ его частота вращения п изменяется с помощью дросселя 4. Достигается это за счет того, что при различных значениях степени открытия дросселя v(/ различное количество жидкости поступает в ГМ 6, и только при = 1 практически вся подача насоса 2 проходит через ГМ 6. При \|/ < 1 часть жидкости, подаваемой насосом 2, отводится через переливной клапан 8 обратно в гидробак 1 и не совершает полезной работы. Переключение распределителя из одной рабочей позиции в другую, сопровождаемое реверсом вращения вала ГМ, осуществляется с помощью кнопок 11 (вращение «Вправо») и 12 (вращение «Влево»),

Порядок выполнения работы

1. Открыть полностью проходное сечение дросселя 4 и установить величину коэффициента \|/ = 1,0.

2.Включить общий рубильник и нажать кнопку «Пуск насоса».

3.Включить гидрораспределитель 5 с помощью кнопки И (вращение «Вправо»), что обеспечивает вращение вала ГМ по часовой стрелке.

4.По счетчику импульсов 9 определить число оборотов п' вала

ГМ при = 1,0.

5. Постепенным прикрытием дросселя 4 задать несколько (5-6)

6.Аналогичным образом, повторяя по. 4, 5, провести 5 - 6 опытов при вращении вала ГМ 6 в противоположном направлении, что обеспечивается путем переключения гидрораспределителя 5 в другую рабочую позицию с помощью кнопки 12 (вращение «Влево»).

7.После выполнения работы нажать кнопку «Стоп насоса» и отключить общий рубильник.

Обработка опытных данных

1. Для каждого опыта рассчитать частоту вращения вала ГМ

п=п'It.

Результаты опытов и расчетов занести в таблицу.

Таблица опытных данных

2. По полученным данным построить графики «„paa = /i(v) и «лев ^/гЧ^У, «прав И «лев - частоты вращения вала ГМ соответственно в правом (по часовой) и левом (против часовой) направлениях вращения.

Ли т е р а т у р а

1.Альтшуль, Д.А. Гидравлические сопротивления. - М.: Недра, 1982.-224 с.

2.Арзуманов, Э.С. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях. - М.: Энергия, 1978. - 385 с.

3.Лабораторные работы по курсу гидравлики (для студентов гидротехнического факультета) / Т.Н. Астафичева [и др.]. - Л.: Ленинградский политехнический ин-т им. М.И. Калинина, 1972. - 124 с.

4.Барышников, Н.Б., Попов, И.В. Динамика русловых потоков и русловые процессы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 155 с.

5.Вильнер, Я.М., Ковалев, Я.Т., Некрасов, Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидравлическим машинам и гидроприводам. - Мн.: Вышэйшая школа, 1986. - 420 с.

6.Винтовые компрессорные машины: справочник / П.Е. Амосов [и др.]. - М.: Машиностроение, 1977. - 223 с.

7.Башта, Т.М., Руднев, С.С., Некрасов, Б.Б. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. - М.: Машиностроение, 1982. - 422 с.

8.Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений: справочное пособие. -М.: Энергоатомиздат, 1988. - 624 с.

9.Гидропневмоавтоматика и гвдропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи: учебное пособие для вузов / А.Ф. Андреев [и др.]; под ред. В.В. Гуськова. - М.: Высшая школа, 1987. - 310 с.

10.Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика. - М.: Стройиздат, 1983 . - 544 с.

11.Гордеев, П.В., Шемелина, В.А., Шулякова, O.K. Руководство

кпрактическим занятиям по гидрогеологии. - М.: Высшая школа, 1981.-152 с.

12.Дружинин, Н.И. Метод электрогидродинамических аналогий и его применение при исследовании фильтрации. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956. - 347 с.

13.Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М.О. Штейнберга. - 3 изд. - М.: Машиностроение, 1992.-671с.

14.Константинов, Н.М. Гидрология и гидрометрия. - М.: Высшая школа, 1980.-215 с.