Виды и характеристика гидромоторов и дросселя

Использование в качестве дросселей капилляров, т. е. длинных трубок со значительными сопротивлениями трения в зоне ламинарного течения, позволяет получать дросселирующие

Виды и характеристика гидромоторов и дросселя

Контрольная работа

Разное

Другие контрольные работы по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией

; (14)

 

Преобразование энергии гидромашине связано с объемными механичёскими и гидравлическими потерями. Эти потери оцениваются соответствующими коэффициентами полезного действия.

Объемный коэффициент полезного действия учитывает объемные потери. Этот коэффициент подсчитывают по следующим формулам:

 

; (15)

. (16)

 

Объемный КПД зависит от давления, частоты вращения ротора гидромашины, вязкости жидкости, от величины зазора между уплотняемыми элементами. При неизменных вязкости рабочей жидкости и зазорах увеличение давления приводит к увеличению утечек и к уменьшению (рис. 1, а). Увеличение частоты вращения ротора гидромашины, не увеличивая утечек, приводит к увеличению , (см. (1)) уменьшению габарита и повышению объемного КПД. В этом отношении применение высокоо6оротных гидромашин выгоднее, чем применение низкооборотные. Однако в этом случае следует иметь в виду следующие обстоятельства.

1. С увеличением частоты вращения гидромоторов увеличиваются механические сопротивления, и снижается их механический КПД; это приводит к снижению долговечности за счет более интенсивного износа деталей.

2. С увеличением частоты вращения самовсасывающих насосов рост объемного КПД будет происходить лишь до такой частоты вращения, при которой происходит полное заполнение рабочих камер. При дальнейшем возрастании частоты вращения может возникнуть кавитация, и будет происходить неполное заполнение рабочих камер, что вызовет увеличение и снижение (рис. 1, 6). В первую очередь это относится к шестерённым и пластинчатым насосам, полному заполнению рабочих камер которых препятствует центробежная сила. С учетом этого число оборотов ротора самовсасывающих насосов устанавливают таким, чтобы обеспечивалось полное заполнение рабочих камер при допускаемом кавитационном запасе. В необходимых случаях во всасывающей гидролинии создается избыточное давление (специальными подпитывающими насосами или благодаря установке гидробака для рабочей жидкости выше оси насоса).

Объемный КПД зависит от конструкции и типоразмера насосов и гидромоторов, при этом гидромашины с меньшими подачей и расходом имеют и меньшие значения объемных КПД. При прочих равных условиях большие значения объемных КПД имеют поршневые, а меньшие - шестеренные насосы и гидромоторы. Число оборотов гидромашины более 5000 об/мин применяют в тек случаях, когда долговечность не является превалирующим фактором.

 

Рис. 1. Характер изменения объемного КПД:а - От давления при = const; б - От частоты вращения p= const

 

Механический коэффициент полезного действия характеризует потери на преодоление гидравлических и механических сопротивлений. Этот коэффициент может быть выражен через и :

для насоса

 

; (17)

 

для гидромотора

 

. (18)

Рис. 2. Характер изменения механического КПД от давления: а - насоса; б - гидромотора

Механический КПД гидромашин зависит от зазоров между деталями и от давления, от вязкости рабочей жидкости и частоты вращения. С увеличением давления, развиваемого насосом до (рис. 2, а), механический КПД растет, что объясняется тем, что растет интенсивнее, чем . В диапазоне давлений от до значение механического КПД стабилизируется, а при дальнейшем повышении давления понижается. Это снижение объясняется тем, что рост , вызванный увеличением опережает рост .

Механический КПД гидромотора с увеличением вначале также возрастает, а затем несколько уменьшается. Вид зависимости приведен на рис. 2, б. На этом рисунке величина характеризует собой перепад давлений, необходимый для страгивания гидромотора в момент его запуска в работу.

 

Рис. 3. Характер изменения механического КПД гидромотора от частоты вращения при

 

Зависимость механического КПД гидромотора от частоты n вращения его выходного вала при приведена на рис. 3. Из рисунка видно, что для гидромоторов существует минимальная частота вращения, при которой механический КПД имеет наибольшее значение; с уменьшением вращения этот КПД резко падает. Это объясняется нарушением равномерности вращения вала из-за пульсации расхода и колебаний силы трения. С увеличением частоты вращения механический КПД также уменьшается за счет роста . Однако это уменьшение происходит не столь интенсивно.

Потери на преодоление гидравлических сопротивлений в проточных частях гидромашин учитывают гидравлическим коэффициентом полезного действия :

 

; (19)

, (20)

 

где и соответственно, теоретические давление насоса и перепад давлений гидромотора;

и потери давления на преодоление гидравлических сопротивлений в проточных частях гидромашин.

При скоростях движения рабочей жидкости в проточных частях современных гидромашин (до 6 м/с) гидравлические сопротивления незначительны, а их гидравлический КПД близок к единице.

Эффективный коэффициент полезного действия учитывает все потери в гидромашинах. Этот коэффициент определяют по следующим формулам:

 

; (21)

 

2.Виды и характеристики дросселей

 

При дроссельном управлении в гидросистеме установлены нерегулируемые насос и гидродвигатель. Изменение скорости движения выходного звена гидродвигателя в этом случае достигается изменением расхода гидросистемы посредством дросселирования.

При дроссельном управлении в каждый момент времени соблюдается следующее равенство;

 

,

 

где подача насоса;

расход гидродвигателя;

расход переливного клапана дросселя или другого дросселирующего гидроаппарата;

- объемные КПД насоса и гидродвигателя.

В зависимости от места размещения дросселя различают дроссельное регулирование с установкой дросселя у входа гидродвигателя, у выxода гидродвигателя и на ответвлении от напорной гидролинии. На рис. 4 приведены принципиальные схемы гидроприводов дроссельного управле ния скорости движения поршня гидроцилиндра. Аналогичный вид будут иметь принципиальные схемы и с другими типами гидродвигателей. Рассмотрим сущность каждого из способов и дадим им оценку. а б в

Дроссель установлен у входа гидродвигателя (см. рис. 4, а). При рабочем коде жидкость от насоса через гидрораспределитель 5 и дроссель 2 поступает к гидроцилиндру, поршень которого движется со скоростью (для гидромотора , для поворотного гидроцилиндра ). Расход гидродвигателя определяется расходом дросселя; при этом , а часть рабочей жидкости р сливается в бак через напорный клапан 1, который в этом случае выполняет функцию переливного. Пружина клапана отрегулирована по давлению рабочего хода.

При протекании через дроссель и клапан рабочая жидкость нагревается, а ее вязкость уменьшается. Это увеличивает перетечки жидкости в гидродвигателе и неравномерность скорости движения поршня. Для стабилизации сил трения и более плавного страгивания с места поршня при рабочем ходе устанавливают клапан 4, а в сливной гидролинии - клапан 6.

 

Рис. 4. Варианты схем дроссельного управления с установкой дросселя: а - на входе; б - на выходе гидродвигателя; в - на ответвлении от напорной гидролинии

 

При реверсировании весь поток рабочей жидкости поступает к гидродвигателю, а из него через обратный клапан 3 - на слив. Поршень двигается с максимальной скоростью , а напорный клапан закрыт. При рабочем ходе и при остановившемся движении равновесие сил, действующих на поршень, определяется следующим уравнением:

 

, (*)

 

Где

 

давление в рабочей полости гидродвигателя.

 

Если пренебречь потерей давления на участке гидролинии от насоса до дросселя, то

 

,

;

 

- давление в нерабочей полости гидродвигателя;

- перепад давлений у дросселя;нагрузка, преодолеваемая гидродвигателем (включающая и все силы сопротивления движению).

Из уравнения (*) определяется перепад давлений у дросселя:

 

.

 

Так как при рабочем ходе клапан 1 выполняет функцию переливного, то без учета нестабильности работы этого клапана . Таким образом, при мало изменяющемся давлении перепад давлений у дросселя, расход дросселя и скорость рабочего кода поршня зависят от преодолеваемой нагрузки R. Зависимость давлений и скорости рабочего хода от нагрузки дана на рис. 5, а. Из графика видно, что с увеличением R величины , и уменьшаются. При , , поршень остановится, весь поток рабочей жидкости будет поступать на слив через клапан, то есть . При преодолении отрицательной нагрузки (вектор действия которой совпадает с вектором скорости движения поршня) с увеличением R , и также увеличиваются. В этом случае возможен отрыв поршня от жидкости. Для исключения этого в сливную гидролинию устанавливают ограничитель потока 4 (рис. 4, а).

На участке гидросистемы насос - гидрораспределитель поддерживается постоянное давление и к этому участку можно параллельно подключать другие гидродвигатели.

Дроссель установлен на выходе гидродвигателя (см. рис. 4, б). При рабочем ходе жидкость от насоса через гидрораспределитель 5 поступает к гидродвигателю, а из него через дроссель 2 на слив. Через клапан 1, который, как и в первом случае, выполняет функцию переливного, в бак сливается жидкость в количестве . Дроссель 2, установленный на выходе гидродвигателя, создает подпор, необходимый для стабилизации сил трения и обеспечивающий плавное страгивание поршня с места при рабочем ходе. Поэтому в данном случае подпорный клапан, который был применен в схеме рис. 4, а, не требуется. После реверсирования вся жидкость поступает в гидродвигатель через обратный клапан 3, минуя дроссель, а

Похожие работы

< 1 2 3 4 5 > >>