17

Расчеты гидравлических систем

Из всего многообразия гидравлических систем в машиностроении наибольшее применение нашли объемные гидравлические приводы. Другие машиностроительные гидросистемы (системы смазки, охлаждения), в большинстве случаев, представляют собой более простые технические устройства. Поэтому в дальнейшем рассмотрим расчеты объемных гидравлических приводов.

Объемный гидравлический привод включает в себя ряд гидравлических устройств. Методы расчета большинства этих устройств были рассмотрены ранее. В данном разделе рассматривается расчет объемных гидродвигателей, а также особенности расчетов гидроприводов в целом.

Расчеты объемных гидродвигателей

Объемные гидродвигатели можно разделить на две группы: гидроцилиндры и роторные гидромоторы.

При расчете гидроцилиндров наибольшие затруднения представляют гидроцилиндры с односторонним штоком (рис. 31). Это вызвано тем, что шток

занимает часть объема одной из полостей гидроцилиндра. Из-за этого расходы в левом Q и правом Q трубопроводах разные, например, на рис. 31 Q > Q. Точная связь между этими расходами находится из
	Рис. 31. Схема гидроцилиндра.

формулы для определения скорости движения поршня V_п. Действительно

(37) или (37а),

где S_п и S_ш – площади поршня и штока гидроцилиндра;

D и d_ш – диаметры поршня и штока гидроцилиндра.

Следует отметить, что формулы (37) и (37а) не учитывают объемные потери, которые для большинства гидроцилиндров малы и поэтому их значениями пренебрегают, т.е. принимают объемные КПД η_о = 1.

Кроме рассмотренных формул для расчетов используется также формула, связывающая силу на штоке F и перепад давления на гидроцилиндре р, т.е.

, (38)

где η_м – механический КПД гидроцилиндра;

S – площадь поршня со стороны подвода жидкости.

Для гидроцилиндра, представленного на рис. 31, где жидкость подводится слева, эта величина равна площади поршня и определяется по

. (39)

При противоположном движении жидкости, она будет подводиться к гидроцилиндру справа. Тогда S будет равна разности площадей поршня и штока, т.е.

. (40)

С использованием рассмотренных формул рассчитываются и гидроцилиндры других типов, например с двухсторонним штоком.

При расчете гидромоторов определение их скоростных параметров (частот вращения n_м) упрощается. Это вызвано тем, что расходы (подводимый и отводимый) практически всегда равны (рис. 32). Тогда

	, (41) где Wм – рабочий объем гидромотора; ηо – объемный КПД гидромотора. Для расчета силовых параметров используется формула, которая связывает
Рис. 32. Схема гидромотора.

перепад давления на гидромоторе р с крутящим моментом М на его валу

, (42)

где η_м – механический КПД гидромотора.

По формулам (41) и (42) рассчитываются любые роторные гидромоторы независимо от их конструктивных особенностей.