ХАРАКТАРЫСТЫКI ГIДРАПРЫВАДА I IХ АНАЛIЗ

8.  ХАРАКТАРЫСТЫКI ГIДРАПРЫВАДА I IХ АНАЛIЗ

Характарыстыкі гідрапрывода дазваляюць прааналізаваць работу гідрапрывода пры розных рэжымах; удакладніць магутнасць помпы, якую яна ўжывае, і зрабіць канчатковы выбар помпы; ацаніць выбраны спосаб рэгулявання; вызначыць асноўныя параметры працы гідрапрывода на асобных рэжымах.

a.  Характарыстыкі помпы і гідрасістэмы.

Асноўнымі характарыстыкамі помпы з'яўляюцца залежнасці Q=f(p), η=f(p), N=f(p). Такія графічныя залежнасці ў даведачнай літаратуры часцей за ўсё адсутнічаюць, таму для іх пабудовы прыменім спрошчаны метад.

Згодна з тэорыяй, падача помпы не залежыць ад ціску, таму тэарэтычная характарыстыка помпы Q=f(p) мае выгляд прамой лініі 1, якая праводзіцца паралельна восі ардынат (вось ціскаў - р) праз разліковае значэнне Q_п (па якім яна выбіралася), якоенеабхолна адкласці на восі абсцыс у адпаведным маштабе (мал. 8). Потым на гэтай лініі неабходна адзначыць пункт з пара-метрамі р_п і Q_п, які з’яўляецца пунктам сумеснай працы помпы і гідрасістэмы ( пункт В).

Сапраўдная падача помпы з павелічэннем ціску змяняецца, таму што павялічваюцца страты вадкасці. Таму сапраўдная харак-тарыстыка помпы Q=f(p) з велічэннем ціску будзе адхіляцца ад тэарэтычнай і пры велічыні р=2р_п дасягне свайго максімальнага эначэння ∆Q_п= Q_п(1 -η_а)=0,128*0.17 =0.022 дм³/с

Гэта эначэнне неабходна адкласці ўлева ад тэарэтычнай характарьктыкі помпы на ардынаце р=2р_п , дзе атрымліваем пункт В'. Праз пункты В і В' праводзім лінію 2 (ВВ' ), якая і адпавядае сапраўднай характарыстыцы помпы Q_п=f(p).Для пабудовы характарыстыкі η=f(p) знойдзем значэнне агульнага ККДз помпы:

 η=η_аη_гη_м (8.1)

дзе η_а, η_м - адпаведна аб'ёмны і механічны ККДз (прымаюцца з тэхнічнай характарыстыкі); η_г- гідраўлічны ККДз, роўны 1.

η=0.83*0.91=0.747

Гэта значэнне адпавядае рабочаму пункту В з параметрамі р_п і Q_п. Для знаходжання астатніх пунктаў прымяняюць наступныясуадносіны:

пры р₁=0,5р_п =1.9 МПа, η₁=0,9η=0,67

пры р₂=р_п =3.8 МПа , η₂=η=0,747

пры р₃=1,5р_п =5.7МПа, η₃=0,9η=0,67

пры р₄=2р_п =7.6МПа, η₄=0,8η=0.6

пры р=0 η=0

Па вылічаных значэннях р і η будуем характарыстыку η =f(р) лінія 3.

Для пабудовы залежнасці N=f(р) (лінія 4) неабходна вызначыць магутнасць, якую спажывае помпа:

N=pQ/η (8.2)

дзе значэнні р і Q прымаюць з характарыстыкі Q=f(p) для пунктаў, якія адпавядаюць η₁, η₂, η₃, η₄.

Пабудову характарыстыки гидрасистэмы праводзим па залежнасці:

р=рц+kQ²

дзе k-каэффіцыент супраціулення гідрасістэмы.

Пабудова характарыстыкі гідрасістэмы залежыць ад рэжыму руху вадкасці, які быў вызначаны раней. Так як пры ламінарным руху страты ціска прапарцыянальны расходу ў першай ступені, таму характарыстыку магчыма пабудаваць па двух пунктах:

пры Q=0, р= р_ц, а пры Q=Q_п, р=р_п

Гэта значыць, што характарыстыка гідрасістэмы ўяўляе сабой прамую лінію, якая праходзіць праз пункты0₁ і В (лінія 5).

Далей неабходна пабудаваць характарыстыку засцерагальнага клапана. Для гэтага на восі ардынат неабходна адкласці ціск, пры якім клапан павінен дзейнічаць. Гэты ціск прымаецца роўным р_кл=(1,2-1,3 )р_п=4.75 МПа . Ад адкладзенага ціску р_кл ўверх адкладываем велічыню ∆р_к=∆р_м(Q_п/Q_м)²: (кропка А₁). Праз пункты р_кл і А₁ неабходна правесці лінію 6, якая і з’яўляецца характарыстыкай засцерагальнага клапана.

Далейшая пабудова характарыстыкі гідрапрывада залежыць ад значэння мінімальнага расходу гідрацыліндра :

Q_min=0.25*Q_п (8.3)

Для канчаткова выбару помпы неабходна вызначыць магутнасць помпы пры рабоце засцерагальнага клапана (для гэтага неабходна ў формулу (1.26) /1/падставіць значэнні р,Q, і η, якія адпавядаюць пункту А₁).Атрыманая магутнасць павінна быць меншай за магутнасць прынятай помпы, якая вызначаецца па гэтай жа формуле пры значэннях р,Q, і η, узятых з тэхнічнай характарыстыкі.

9.  ЦЕПЛАВЫ РАЗЛIК ГIДРАПРЫВАДА

Пры рабоце гідрапрывода частка механічнай энергіі пераўт-вараецца ў цеплавую. Цяпло, якое ў гэтым выпадку выдзяляецца, ідзе на награванне рабочай вадкасці і элементаў гідрапрывода, а таксама рассейваецца ў навакольнае асяроддзе цераз паверхню цеплаперадачы. Награванне рабочай вадкасці больш за дапушчаль-ныя межы непажадана, таму што з павелічэннем тэмпературы змяншаецца вязкасць і павялічваецца акісляльнасць вадкасці.

Падтрыманне тэмпературы вадкасці ў дапушчальных межах дасягаецца на аснове правядзення цеплавога разліку гідрапрывада.

Велічыня цеплавой энергіі, якая выдзяляецца пры рабоце, вызначаецца па залежнасці:

N_цепл=(1-η)N_п, (9.1)

дзе η - агульны ККДз гідрапрывода; N_п - магутнасць, якую спажывае помпа (адпавядае N_A1).

Агульны ККДз вызначаецца па залежнасці:

η=N_в/N_п=0.315/0.76=0.41 (9.2)

дзе N_в - магутнасць,якая затрачваецца на пераадольванне зададзенага карыснага намагання Р (N_в=Р*V_р=9000*0,035=0.315 кВт) з улікам парадку работы гідрапрывода.

N_цепл=(1-η)N_п=(1-0.41)*0.76=0.45 кВт

Велічыня тэмпературы масла t_м, якое знаходзіцца ў масленым баку, складаецца з зададзенай тэмпературы навакольнага асяроддзя t_а=20°C і прыросту тэмпературы ∆t за кошт цеплавой энергіі N_цепл і павінна быць меншай за t_дап.

t_м=( t_а+∆t )<= t_дап (9.3)

дзе t_дап - дапушчальная тэмпература рабочай вадкасці (масла), якая знаходзіша у межах (60-80)°С.

Значэнне ∆t вызначаецца па формуле цеплаперадачы:

∆t= N_цепл /(F_бk_б+F_трk_тр) (9.4)

дзе F_б,F_тр - адпаведна плошча паверхні цеплаабмену масленага бака і трубаправодаў; к_б, к_тр - каэфіцыент цеплаперадачы адпаведна для бака і трубаправодаў, які выбіраюць з табл. 1.7. [1]. Звычайна для труб к_тр=12 Вт/(м²°С). Пры абдзіманні гідрабака паветрам к_б=10Вт/(м²°С).

Плошча паверхні цеплаабмену трубаправодаў гідрапрывода вызначаецца па залежнасці:

F_тр=π (9.5)

дзе d_i , l_i - адпаведна дыяметр і даўжыня асобных участкаў.

F_тр=π(d_нl_н+d_злl_зл)=3,14(10*19+12*6)*10^-3=0,823 м²

Для вызначэння плошчы паверхні цеплаабмену масленага бака неабходна вызначыць яго памеры.

Аб’ем масла, неабходны для работы гідрапрывода прымаюць роўным (2-3) хвіліннай падачы выбранай помпы:

V_м=(2-3)Q_п =2*60*0,000128=0.015м³ (9.6)

Поўны (геаметрычны) аб'ём бака павялічваюць на (20-30)%. 3 улікам гэтага

V_б=(1,2-1,3) V_м=1,25*0.015=0.019м³

Гэта значэнне акругляем у большы бок і прымаем V_б=25 л згодна з ДАСТ 16770-71 (дадатак 14).

Часцей за ўсё форма бака прымаецца прамавугольнай з суадносінамі старон а:b:h - 1:2:3, дзе a,b,h -адпаведна шырыня, даўжыня і вышыня бака.

Тады, улічваючы V_б і суадносіны паміж старонамі бака:

а===0.161м (9.7)

b=2a=0,322 м (9.8)

h=3a=0.483 м (9.9)

Пасля гэтага неабходна вылічыць плошчу паверхні цеплаабмену бака:

F_б=ab+2h(a+b)= 0.161*0,322 +2*0.483 (0.161+0,322)=0.518 м² (9.10)

Δt==30 ⁰C

Вызначаем тэмпературу масла:

t_м=( t_а+∆t )=(20+30)=50°С<tдоп,

Схема гідрабака

Мал. 9

1-корпус бака 5-усмактываючая труба

2-накрыўка бака 6-перагародка

3-труба зліва 7-зліўные пробкі

4-пробка

10. РАЗЛIК МЕТАЛАЁМКАСЦI ГIДРАПРЫВАДА

Адной з пераваг гідрапрывода ў параўнанні з іншымі прыводамі з’яўляецца яго малая металаёмістасць, што магчыма атрымаць за кошт прымянення ў іх высокага ціску.

Металаёмістасць гідрапрывода характарызуецца каэфіцыентам q_N, які вызначаецца па формуле:

q_N=G_гп/N_в (10.1)

дзе G_гп - агульная вага гідрапрывода.

Разлічым вагу гідрацыліндраў. Вага гільзаў цыліндраў:

Gгц=(*L*((D+2*δ)- D)/4+2**(D+2*δ)*δнакр/4)*ρ (10.2)

Gгц1=4.2кг.

Gгц2=4.2кг.

Gпоршня=Dbρ/4

b- шырыня поршня(0.035м)

Gпоршня _1,2 ==0.45кг (10.3)

Вага штокаў разам з поршнямі:

G_штіп1,2=b*π*d²*ρ/4

Gштока_1,2=2.37кг

Вагу трубапровада вызначаем па формуле:

G_тр=l_н*π(d_вн² –d_н² )*ρ/4+ l_зл*π(d_взл² –d_зл² )*ρ/4 (10.4)

G_тр = ((0.0164²-0.01²)*19+(0.02²-0.012²)*6)*3.14*250/4=9.3 кг

Вагу гідраапаратуры вызначым па формуле:

G_га= 7+1.6+2.5+6.3+2.4+2*1.5=22.8 кг

Агульная вага гідрапрывода:

G_гп=2*4.2+2*0.45+2*2.37+9.3+22.8=46.14кг (10.5)

q_N=46.14/315= 0.14645 кг/Вт (10.6)

СПІС ЛІТАРАТУРНЫХ КРЫНІЦ

1.  Санковіч Я.С. Гідраўліка і асновы гідрапрывода. Гідраўліка, гідрамашыны і гідрапрывод. Мн. 1998 г.

2.  Мядзведзеў В.Ф. Даведныя матэрыялы па выкананню разлікова графічных і курсавых работ. Мн. 1983г.

3.  Вільнер Я.М., Кавалеў Я.Т., Некрасаў Б.Б. Даведны дапаможнік па гідраўліцы, гідрамашынам і гідрапрыводам. Мн. “Вышэйшыя школа” 1916 г.