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
нению с машинным управлением коэффициент полезного действия.

Определим мощность на выходном звене гидродвигателя и КПД привода применительно к схеме на рис. 4, а.

Мощность, развиваемая на штоке поршня гидроцилиндра, будет . Если пренебречь сжимаемостью жидкости и объемными потерями в гидродвигателе, то , а скорость рабочего хода равна

 

,

 

где .

 

Без учета противодавления

 

.

 

 

Таким образом, , имея максимальное значение в диапазоне .Считая коэффициент расхода дросселя постоянным, установим нагрузку на штоке поршня, при которой :

 

,

 

Откуда , а . Скорость движения поршня при такой нагрузке

 

.

 

Максимальная мощность, развиваемая на штоке поршня

 

.

 

Коэффициент полезного действия системы дроссель-гидродвигатель определяется по формуле

 

,

 

где мощность потока рабочей жидкости перед дросселем;

максимальный расход через дроссель, соответствующий случаю работы гидропривода, когда R= 0.

После подстановки в формулу (8,9) значений и , получим

 

.

 

Максимальное значение КПД будет при , когда , тогда

 

.

 

Таким образом, максимальное значение КПД равно 0,385 и достигается при преодолении . В этом случае мощности теряются в напорном клапане.

Мощность, теряемая при работе гидропривода, вызывает нагрев рабочей жидкости и уменьшение ее вязкости. В свою очередь, это вызывает увеличение утечек и перетечек жидкости в гидроаппаратуре и гидромашинах. Соответственно увеличивается неравномерность движения выходного звена гидродвигателя.

С учетом изложенного, дроссельное регулирование применяют при малых мощностях и в гидроприводах с кратковременным режимом работы. Для конкретных гидроприводов наибольшая мощность определяется условиями теплоотвода.

При применении дроссельного регулирования большое внимание уделяется правильному подбору гидрооборудования. При выборе насоса подбирают такой его типоразмер, чтобы в гидробак через напорный клапан сливалось наименьшее количество рабочей жидкости. Если разница в расходах при регулируемом и нерегулируемом движении рабочего органа значительна, то может оказаться целесообразной установка в гидросистему не одного, а двух насосов.

Пример такой схемы показан на рис. 8. При регулируемом рабочем ходе с малой скоростью и при помощи распределителя 3 и напорного клапана 4 насос 2 дистанционно разгружен, и весь поток от него сливается в бак при минимальном давлении, От насоса 1 большая часть потока поступает к гидроцилиндру, а из него через регулятор расхода 5 и распределитель 6 на слив. Другая часть потока от насоса 1 через напорный клапан 7 поступает в бак. Клапан 7 настраивают на максимальное давление рабочего хода, а регулятор - на пропуск расхода . Обратный клапан 8 блокирует поток от насоса 1 от сливав момент разгрузки насоса 2, т. е, при рабочем ходе поршня, При нерегулируемом холостом ходе со скоростью распределитель 3 переведен в положение, показанное на рис. 8, а клапан 4 закрыт. Потоки от обоих насосов объединяются, и через распределитель 6 и обратный клапан 9 жидкость поступает в штоковую полость гидроцилиндра. Для этого случая насосы нужно подобрать так, чтобы суммарная их подача соответствовала расходу гидродвигателя при холостом ходе, а подача насоса 1расходу при рабочем ходе.

Если при установке дросселей или регуляторов расхода на входе или на выходе гидродвигателя скорость движения его выходного звена должна изменяться в широких пределах, то выгоднее применять напорные клапаны непрямого действия. Как известно, эти клапаны имеют более стабильную статическую характеристику по сравнению с клапанами прямого действия.

Рис. 8. Вариант дроссельного управления гидроприводом

 

Назначение дросселей - устанавливать желаемую связь между пропускаемым расходом и перепадом давлений до и после дросселя. По характеру рабочего процесса дроссели являются гидравлическими сопротивлениями с регламентированными характеристиками. Применение дросселей в качестве регулирующих элементов требует от них двух качеств:

·возможность получения характеристики, т. е. зависимости , желаемого вида;

·сохранение стабильности характеристики при эксплуатации, а именно ее слабая зависимость от изменения температуры (вязкости) жидкости, неподверженность засорениям; облитерации.

Рассмотрим с этих позиций главные типы гидравлических сопротивлении и оценим возможность их использования в качестве регулирующих дросселей.

Использование в качестве дросселей капилляров, т. е. длинных трубок со значительными сопротивлениями трения в зоне ламинарного течения, позволяет получать дросселирующие элементы с линейной взаимосвязью между расходом Q и потерями р давления, что весьма желательно. Учитывая, что при ограниченной длине дроссельных капилляров длина начального участка ламинарного потока соизмерима с полной длиной капилляра, линейность указанной взаимосвязи будет приближенной. Поскольку ламинарной режим течения устойчив при значении числа Рейнольдса меньше критического и потери в этом случае прямо пропорциональны вязкости, линейные ламинарные дроссели применимы только при малых скоростях жидкости, Т. е. при малых значениях потерь давления (обычно и в условиях достаточно стабильной температуры при эксплуатации. Ввиду большой длины капилляров их выполняют обычно в виде винтов 1(рис. 9, а) с прямоугольным сечением резьбы в хорошо подогнанной по наружному диаметру гильзе 2. На рис. 9, а представлен регулируемый дроссель. Вращением винтовой головки 3 рабочая длина винта и, следовательно, характеристика дросселя могут изменяться.

Из-за указанных ограничений линейные дроссели с ламинарным течением, несмотря на удобный вид характеристики, применяют редко.

 

Рис. 9. Дроссели: а -винтовой; б -игольчатый; 1 -винт; 2 - гильза; 3 - винтовая головка; - рабочая длина винта; - угол конусности запирающего элемента

 

Капилляры с турбулентным течением жидкости имеют в широком диапазоне расхода сложный характер зависимости , отличный от квадратичного из-за переменности коэффициента трения . Поэтому квадратичные капиллярные дроссели применимы в условиях незначительных изменений давления и расхода , что соответствует условиям в предохранительном клапане при небольшом диапазоне изменения вязкости. Во избежание засорения и облитерации размер проходов капилляров должен быть не менее 0,6...0,8 мм при условии фильтрации жидкости.

Широко применяют в качестве дросселирующих устройств местные сопротивления, используемые в зоне квадратичных режимов течения, - демпфирующие дроссели в виде цилиндрических насaдков. Их назначение - гашение колебаний клапанов. Сопротивление таких дросселей должно быть достаточным, чтобы, препятствуя быстрому втеканию и вытеканию жидкости, не давать возможности возникнуть периодическим колебаниям клапана. Однако слишком большое сопротивление замедляет подъем и посадку клапана при смене его режимов работы, т.е. лишает его быстродействия, что недопустимо. Подбор сопротивлений дросселей выполняют экспериментально. На рис. 9, б показан игольчатый регулируемый квадратичный дроссель на базе конусного клапана. Для плавности регулирования угол конусности а запирающего элемента выполняют по возможности малым (10...20°).системах гидроавтоматики широко используют квадратичные дроссели для малых расходов, но с необходимостью обеспечения значительного понижения давления. Из общего уравнения пропускной способности для местных сопротивлений

 

,

 

видно, что такие дроссели должны иметь малую площадь ; следовательно, будет происходить их засорение, облитерация, изменение при этом характеристики. В связи с этим получили распространение пакеты дросселей (рис. 10, а), составленные, как правило, из шайб с отверстиями, представляющими собой цилиндрические насадки.

 

Рис. 10. Пакетные дроссели;

 

a - с цилиндрическими насадками; б - с цилиндрическими насадками и диаметральными щелями; 1- п -порядковые номера шайб в пакете дросселя; d-диаметр отверстия; , - длина сопротивления при дросселировании

 

B пакете каждая насадка работает при малом перепаде давлений и поэтому может иметь приемлемый размер прохода ( =0,6...0,8 мм). Сопротивление пакета должно равняться сумме сопротивлении отдельных насaдков, что, однако, на практике часто не соблюдается по причине взаимного влияния насадков в пакете. Такое возможно при малых размерах , и и, главным образом, из-за сближения осей отверстий по углу расположения. B последнем случае струя из предыдущего отверстия влияет на условия втекания в последующее, и сопротивление системы резко уменьшается. Сборка таких дросселей требует взаимной фиксации шайб.

Подобных недостатков не имеет пакет дросселей, изображенный на рис. 10, б, состоящий из шайб с центральными отверстиями и шайб с диаметральными шлицами. В нем не нужны разделительные камеры и несущественно взаимное расположение шайб при сборке. Шлицы, как и насадки, имеют значительное сопротивление, и поэтому в целом дроссели такого типа при реализации того же сопротивления имеют меньшее число шайб и более устойчивые характеристики.

Важным свойством квадратичных дросселей, нарушающим стабильность их характеристик, является возможность их работы в режимах безотрывного и отрывного течений. При этом скачкообразно изменяется коэффициент расхода (от - 0,8 до µ 0,6) и, следовательно, характеристика, что для систем гидроавтоматики совершенно неприемлемо.

Для дросселей, образованных цилиндрическими насадками. подобного явления можно избеж

Похожие работы

<< < 1 2 3 4 5 >