
- •Г.А.Чумаков, к.В.Луняка, с.В.Кривенко
- •Гідравліка і гідропневмопривод
- •Курс лекцій
- •Навчальний посібник
- •Херсон - 2006
- •Гідростатика
- •1.1. Основні фізичні властивості рідин
- •1.1.1. Густина й питома вага
- •1.1.2. Здатність до стиску та температурне розширення рідин
- •1.1.3. Тиск
- •1.2. Основний закон гідростатики
- •1.2.1. Диференціальні рівняння статики Ейлера
- •1.2.2. Основне рівняння гідростатики
- •1.2.5.Тиск рідини на стінку
- •1.2.5.1. Тиск рідини на плоску стінку
- •1.2.5.2. Тиск рідини на криволінійну циліндричну стінку
- •2. Гідродинаміка
- •2.1. Основні характеристики руху рідини
- •2.1.1. Швидкість і витрата
- •2.1.2. Сталий і несталий рух
- •2.1.3. Моделі руху рідини
- •2.1.4. Гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр
- •2.1.5. Режими руху рідини
- •2.2. Рівняння нерозривності (суцільності) потоку
- •2.3. Диференціальне рівняння Нав’є – Стокса
- •2.4. Диференціальні рівняння руху Ейлера
- •2.5. Рівняння Бернуллі
- •2.5.1. Виведення рівняння
- •2.5.2. Деякі практичні використання рівняння Бернуллі Принцип виміру швидкості і витрати рідини
- •2.6. Рівномірний рух рідини
- •2.7. Ламінарний рух рідини
- •2.7.1. Розподіл швидкості по горизонтальному перерізу труби
- •2.7.2. Середня швидкість при ламінарному русі
- •2.7.3. Втрати напору при русі рідини
- •2.8. Турбулентний рух
- •2.9. Втрати напору при русі рідини
- •2.10. Витікання рідини через отвори та насадки
- •2.11. Гідравлічний розрахунок сифонів
- •2.12. Гідравлічний удар
- •2.13. Гідравлічний розрахунок трубопроводів
- •2.13.1. Розрахунок простого трубопроводу
- •2.13.2. Розрахунок складного трубопроводу
- •2.13.3. Техніко-економічний розрахунок трубопроводів
- •3. Гідравлічні машини
- •3.1.2. Динамічні насоси
- •3.1.2.1.1. Відцентрові насоси
- •Основне рівняння відцентрових машин Ейлера
- •Продуктивність насосу
- •Закони пропорційності
- •Характеристики відцентрових насосів
- •Коефіцієнт швидкохідності
- •Осьовий тиск та його врівноважування
- •Робота насосів на мережу
- •Спільна робота насосів
- •3.1.2.1.2. Осьові (пропелерні) насоси
- •3.1.2.2.1. Вихрові насоси
- •3.1.2.2.2. Струминні насоси
- •3.1.3.1. Поршневі насоси
- •Нерівномірність подачі
- •3.1.3.2. Шестеренні насоси
- •3.1.3.3. Гвинтові насоси
- •Продуктивність
- •3.1.3.4. Пластинчасті насоси
- •3.1.3.5. Роторно – поршневі насоси
- •3.1.3.6. Насоси з обертовими поршнями
- •3.2. Інші види гідравлічних машин
- •4. Гідродинамічні передачі
- •4.1. Загальні поняття
- •4.2. Гідромуфти і гідротрансформатори
- •4.2.1. Гідромуфти
- •4.2.2. Гідротрансформатори
- •5. Об’ємний гідравлічний привод і його елементи
- •5.1. Гідродвигуни
- •5.2. Гідроапаратура та інші елементи гідроприводу
- •5.2.1. Гідророзподільчі пристрої
- •Золотники є найбільш поширеними розподільчими пристроями. Це керовані елементи гідроапаратури, за допомогою яких здійснюється розподіл рідини, реверсування руху і перемикання трубопроводів.
- •5.2.2. Дросельні пристрої
- •5.2.3. Клапани
- •5.2.4. Гідроакумулятори
- •Література
5.2.2. Дросельні пристрої
Використовуються в гідроприводах для обмеження або регулювання витрати рідини і являють собою гідравлічні опори. Ними можуть бути нерегульовані гідравлічні опори (гідравлічні демпфери) і регульовані (дроселі) (рис. 53).
|
|
а |
б |
Рис. 53. Схеми шайбових дроселів:
а – нерегульований (демпфер); б – регульований (дросель) |
Гідравлічні демпфери використовують у різних елементах і пристроях гідроапаратури для гальмування (дроселювання) рідини при коливаннях та інших нестаціонарних процесах, тобто для стабілізації роботи апаратури і механізмів гідроприводів.
Дроселі призначені для регулювання витрати рідини за допомогою зміни величини прохідного перерізу щілини. Дросельне регулювання гідроприводів – один з найбільш розповсюджених засобів регулювання швидкості гідродвигунів малої потужності.
При проходженні рідини крізь щілину дроселя частина енергії рідини витрачається на подолання опору щілини, що призводить до зниження швидкості гідродвигуна.
Як дросельні пристрої використовують також спеціальні керуючі дросельні золотники, які дозволяють плавно змінювати швидкість рідини в трубопроводах за рахунок зміни площі робочого вікна.
В керуючому золотнику рідина піддається подвійному дроселюванню. З насосу під тиском вона поступає в золотник. При зміщенні золотника від нейтрального положення в ньому утворюється два прохідних вікна: на вході в гідродвигун і на виході з нього. Дроселювання рідини крізь ці вікна супроводжується втратою енергії, котра обумовлює втрату тиску.
5.2.3. Клапани
Це найбільш розповсюджені елементи гідроприводів. За їхньою допомогою захищають вузли гідроприводу від перевантажень, встановлюють певний напрямок потоку, заданий тиск, розподіляють потік на частини, створюють постійний перепад тиску і т. ін. Клапани групують за призначенням, принципом роботи і конструкцією. Часто один і той самий клапан у залежності від його підключення в системі і настройки може виконувати різні функції.
Прийнято розрізняти 3 групи клапанів: зворотні, запобіжні (переливні та підпірні) і редукційні.
Розглянемо дію запобіжного клапану (рис. 54). Такі клапани призначені для обмеження підвищення тиску робочої рідни у гідросистемі більше, ніж задана величина. Принцип дії запобіжних клапанів, які використовуються в гідросистемах машин, базується на врівноваженні тиску рідини вагою вантажу або зусиллям пружини. Коли тиск рідини, яка дії на клапан, долає вагу вантажу або зусилля затяжки пружини, клапан зміщується зі свого сідла і відкриває прохід для рідини. При зниженні тиску нижче за заданий, який відповідає зусиллю вантажу, клапан перекриває прохід. Ступінь відкриття клапану визначається рівністю сил, діючих на затвор клапану з боку рідини, які спрямовані у бік більшого його відкриття і зовнішньої сили, яка перешкоджає відкриттю. Запобіжні клапани мають шарикові або конусні запірні елементи.
Для поповнення і постачання системи гідроприводу робочою рідиною передбачають спеціальні баки. Ємність баку повинна в 2-3 рази перевищувати хвилинну подачу насосу. Якщо подача насосу більша за витрату через гідродвигун, то рідина накопичується в гідроакумуляторі.
|
|
|
а |
б |
|
Рис. 54. Вантажний запобіжний клапан
|
Рис. 55. Гідроакумулятор:
а – вантажний; б – пружинний. |