Общие принципы построения гтдроприводов. Гтдроприводы с дроссельными и объемным регулированием. Составление гидросхем

Основные технические показатели насосов.

Классификация гидравлических насосов.

Определение характеристик гидроклапана выдержки времени(ГВВ) (при опорожнении полости управления через гидродроссель).

Определение характеристик гидроклапана выдержки времени(ГВВ) (при заполнении полости управления через гидродроссель).

Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при переменном напоре

Рассмотрим опорожнение открытого в атмосферу сосуда произвольной формы через данное отверстие с коэффициентом расхода μ. В этом случае истечение будет происходить при переменном постепенно уменьшающемся напоре, т.е. процесс истечения будет нестационарным (неустановившимся).

dh – изменение уровня жидкости в сосуде за dt.

Интеграл может быть решен если известен закон изменения площади по высоте.

Для сосуда цилиндрической формы S=const.

ГВВ – это устройство предназначенное для пуска (остановки) потока рабочей жидкости в одной или нескольких гидролиниях через заданный промежуток времени после подачи управляющего сигнала – гидравлическое реле времени.

Допущения:

1)

2) Потери давления на входе только на дросселе.

3) Силы трения и инерции равны.

Составим дифференциальное уравнение данного процесса:

Из первого уравнения выражаем dx

Подставим во второе уравнение:

ГВВ – это устройство предназначенное для пуска (остановки) потока рабочей жидкости в одной или нескольких гидролиниях через заданный промежуток времени после подачи управляющего сигнала – гидравлическое реле времени

Насосом называется гидравлическая машина, предназначенная для создания напорного потока, этот поток создается в результате силового воздействия на жидкость в проточной полости (камере) или в рабочей камере насоса.

По характеру силового воздействия на жидкость различают насосы динамические и объемные.

В динамическом насосе силовое воздействие на жидкость осуществляется в проточной полости, постоянно сообщающейся со входом и выходом насоса.

В силовом воздействие на жидкость осуществляется в рабочей камере, периодически изменяющей свой объем и попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.

+ способен создавать сколь угодно высокие давления

+ высокие подачи (до2000 дм3/мин) - низкие подачи

- невысокие давления

1) Подача насоса (объемная) 2) Идеальная (теоретическая) подача

(весовая)

(массовая)

3) Рабочий объем насоса (V см3) – это количество жидкости которое насос теоретически может подать за 1 оборот вала (двойной ход вытеснителя), с течением времени он не меняется.

z-число камер

к - кратность насоса - количество подач

одной камерой за 1 один оборот вала.

-объем одной камеры.

4) Напор насоса 5) Давление насоса

6) Мощность насоса

7) Полезная мощность насоса

8) КПД насоса

45. Гидроаппараты: назначение,виды.

Гидроаппараты – это устройства предназначенные для изменения или поддержания заданного постоянства давления или расхода рабочей жидкости, либо для изменения направления потока рабочей жидкости. Гидроаппараты делятся на регулирующие и направляющие.

Регулирующие гидроапараты изменяют давление, расход и направление рабочей жидкости путем частичного открытия рабочего проходного сечения. К ним относятся предохранительный, переливной, редукционный клапан, дроссели, делители, сумматоры и регуляторы потока.

Направляющие гидроаппараты изменяют направление потока рабочей жидкости путем полного открытия или закрытия рабочего проходного сечения. К ним относятся гидрораспределители, обратные клапаны, клапаны выдержки времени, логические клапаны.

46. Гидрораспределители: классификация, устройство, выбор, обозначения на схемах.

Направляющий гидрораспределитель предназначен для изменения направления или пуска и остановки потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях в зависимости от наличия внешнего управляющего воздействия, благодаря чему происходит пуск, реверс и остановка гидродвигателей. По типу запорно – регулирующего элемента распределители подразделяются на золотниковые, клапанные, крановые.

В зависимости от числа подводящих и отводящих гидролиний различают 3-х, 4-х ходовые и т.д. распределители.

По числу положений золотника золотниковые распределители подразделяют на 2-х, 3-х, 4-х позиционные.

Промышленность выпускает распределители двух основных конструктивных типов: моноблочные и секционные.

В моноблочных распределителях несколько золотников размещаются в одном корпусе (блоке) и все соединения между ними выполнены в виде каналов в корпусе.

Секционные распределители составляются из унифицированных секций четырех типов: рабочих, напорных, промежуточных и сливных. Проектируемые гидроприводы чаще всего содержат несколько гидродвигателей, установленных в различных контурах, управление которыми может осуществляться на основе одной из трех следующих схем: параллельной, последовательной, индивидуальной. Основным элементом, обеспечивающим реализацию одной из указанных выше схем управления, является гидрораспределитель.

На мобильных машинах чаще всего используются трех- и четырехпозиционные гидрораспределители с несколькими регулирующими элементами золотникового типа, которые обеспечивают следующие рабочие режимы: «подъем», «принудительное опускание», «нейтральная» позиция, «плавающая» позиция. При переключении гидрораспределителя в позицию «плавающая» обе полости гидроцилиндра сообщаются с насосом, между собой и со сливом.

Важным требованием, которое необходимо учитывать при проектировании гидропривода, является обеспечение при установке золотников гидрораспределителя в позицию «нейтральная» разгрузки насоса, что достигается соединением напорной линии насоса со сливом, вследствие чего уменьшается давление в напорной линии насоса, а следовательно, и отбор мощности на привод насоса.

Распределитель 4/2 с управлением:

а - от рукоятки; б – от электромагнита с пружинным возвратом;

47. Гидроклапаны: предохранительные, переливные, редукционные. Назначение усройство, обозначение на схемах, основы расчета.

Предохранительный клапан предназначен для защиты объемного гидропривода от давления, превышающего установленное. Его запорно-регулирующий элемент постоянно закрыт и открывается только при повышении давления сверх установленного, соединяя напорную гмдролинию со сливной или непосредственно с гидробаком. Обычно предохранительный клапан настраивается на давление, превышающее рабочее на 15-20%. Он относится к аварийным постоянно закрытым гидроаппаратам, поэтому должен обладать герметичностью, высоким быстродействием, хорошими динамическими качествами, быть надежным и безотказным в работе.

Различают клапаны прямого и непрямого действия. Клапаны прямого действия срабатывают только при аварийном повышении давления в напорной линии; Клапаны непрямого действияне только защищают гидроприводот аварийного давления, но и могут разгружать его.

Переливной клапан конструктивно аналогичен предохранительному, но предназначен для поддержания заданного давления путем неприрывного слива рабочей жидкости во время нормальной работы гидропривода, поэтому его запорно-регулирующий элемент постоянно открыт. Он, в частности, применяется в замкнутых гидросистемах для сброса избытка рабочей жидкости в системе подкачки.

Редукционный клапан предназначен для поддержания в отводимом от него потоке рабочей жидкости давления более низкого, чем давление в подводимом потоке. Он может быть установлен для понижения давления в той части гидропривода где установлены гидромоторы, не рассчитанные на высокое рабочее давление в остальной части гидропривода.

Клапан предохранительный:

а – прямого действия;

б – управляемый гидравлически.

Редукционный клапан.

48. Гидроклапаны выдержки времени: последовательность, гидрозамки, гидроаппараты регулирования расхода: назначение, усройство основы работы, обозначение на схемах.

ГВВ при заполнении

ГВВ – это устройство предназначенное для пуска (остановки) потока рабочей жидкости в одной или нескольких гидролиниях через заданный промежуток времени после подачи управляющего сигнала – гидравлическое реле времени.

Допущения:

1)

2) Потери давления на входе только на дросселе.

3) Силы трения и инерции равны.

Составим дифференциальное уравнение данного процесса:

Из первого уравнения выражаем dx

Подставим во второе уравнение:

ГВВ при опорожнении.

49. Кондиционеры рабочей жидкости: гидробаки, фильтры, теплообменники. Выбор, основы расчета, обозначение на схемах.

Гидробак (масляный бак) предназначен для питания гидропривода рабочей жидкостью – маслом. Кроме того, в гидробаке оседают твердые частицы, загрязняющие масло, выделяется растворенный в нем воздух, а через внешние поверхности бака во внешнюю среду выделяется тепло. Для улучшения отстоя жидкости внутренний объем бака разделяют перегородками, а сливной и всасывающий патрубки располагаются в противоположных концах бака. Сливные пробки располагают так чтобы при необходимости бак опоражнивался полностью. Концы всех труб, соединенных с баком должны располагаться ниже минимального уровня масла на глубине большей трех диаметров трубы. Для контроля уровня масла применяют указатели уровня.

а – бак под атмосферным давлением,

б – бак с внутренним повышением давления,

в – бак тоже с пониженным давлением.

Вместимость бака мобильной машины назначается в 1,5 – 2,0 раза больше суммарной вместимости всех элементов гидросистемы (полостей гидроцилиндров, трубопроводов, фильтров, гидроаккумуляторов и т.д.), но не менее одной трети минутной подачи насоса. Бак заполняется рабочей жидкостью примерно на 0,8 . Двадцать процентов свободного объема предназначено для компенсации температурного расширения рабочей жидкости, а также обеспечения воздуховыделения.

Значения номинальных вместимостей гидробаков в соответствии с ГОСТ 12448-80 должны выбираться из следующего ряда: 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 320 дм³ и т.д. В соответствии с указанным рядом выбираются также объемы гидроаккумуляторов, пневмоаккумуляторов и ресиверов. Рабочая жидкость в гидроприводах постоянно загрязняется твердыми частицами, которые находясь во взвешенном состоянии, попадают вместе с жидкостью в насосы, гидродвигатели и гидроаппараты. Это существенно (порой до 10 раз) снижает срок службы гидромашин и гидроаппаратови отрицательно сказывается на их работе, т.к. твердые частицы соизмеримы с размерами зазоров, щелей, каналов, вызывающих их закупоривание, заклинивание подвижных пар и интенсивный износ трущихся поверхностей.

Для защиты фильтра от недопустимого повышения давления в сливной гидролинии, вызванного засорением фильтроэлемента или повышением вязкости маслапри низких температурах, в крышке фильтра установлен предохранительный клапан, который начинает открываться при перепаде давления на фильтроэлементе 200 кПа, а при 350кПа пропускает весь поток рабочей жидкости в обход фильтроэлемента.

В соответствии с требованиями к тонкости очистки жидкостей различают фильтры грубой, нормальной, тонкой и особо тонкой очистки, задерживающие частицы загрязнителя с условным диаметром соответственно более

100, 10, 5 и 1 мкм.

Различают фильтры линейные и встроенные. Линейные фильтры устанавливают в трубопроводы. Встроенные фильтры устанавливают в крышки гидробаков.

Выбор фильтра осуществляется по номинальному расходу рабочей жидкости в месте установки, а также необходимой для данного гидропривода тонкости фильтрации. Следует учитывать также номинальное давление, на которое рассчитан фильтр.

Теплообменники предназначены для обеспечения в гидроприводе требуемого температурного режима. Решение о необходимости установки теплообменника принимается в процессе выполнения анализа теплового режима гидропривода. При этом также определяют и площадь поверхности охлаждения.

Теплообменники устанавливают обычно на сливе, где рабочая жидкость имеет наибольшую температуру.

50. Трубопроводы и присоединительная арматура: виды, устройство, основы расчета.

Трубопроводы – это ответственная часть любого гидропривода, от их исправности и целости зависят надежность и эффективность работы гидропривода машин. Масса трубопроводов составляет 20-30% массы гидропривода, поэтому правильное проектирование трубопроводов имеет важное значение.

В зависимости от назначения гидролиний, роль которых выполняют трубопроводы, они делятся на всасывающие, напорные, сливные, управляющие, дренажные. По конструкции они могут быть жесткими (металлические трубы), и гибкими (резиновые и резинометалические рукава).

Для жестких трубопроводов применяются бесшовные трубы из стали 20 по ГОТС 8732-78 (горячедеформированные) и ГОСТ 8734-75 (холоднодеформируемые). Резинометаллические рукава высокого давления изготавливаются трех типов: 1- с одной металлической оплеткой, 2- с двумя, 3- с тремя оплетками. Их размеры и условия эксплуатации нормалями ОН 22-184-69 и МН73-64.

Соединение труб может быть разъемным и неразъемным. Неразъемные соединения выполняются сваркой, разъемные с помощью тройников, угольников, гаек, штуцеров, нителей. При давлениях 20-30 МПа применяется соединительная аппаратура под развальцовку труб, которые в этом случае должны допуска под развальцовку в холодном состоянии. При давлении 30-40 МПа рекомендуется ниппельное шаровое соединение, недостатком которого является нарушение герметичности при вибрации.

Выбор трубопроводов (определение типов, длин, диаметров, видов соединений) зависит от номинального давления в гидроприводе, назначения трубопровода, пространственного расположения соединяемых узлов, условий эксплуатации машины и других факторов.

Важнейшими параметрами трубопровода являются внутренний и наружный диаметры. Определение внутреннего диаметра трубопровода осуществляется в результате принятия компромиссного решения, так как увеличение диаметра сопровождается уменьшением потерь энергии в гидроприводе и одновременным увеличением массы.

Определение диаметров осуществляется на основе опыта, накопленного при проектировании гидроприводов. Считается, что скорость потока рабочей жидкости будет оптимальной в том случае, когда потери в трубопроводах не превышают 5 – 10 % от .

Зная расход жидкости в линии Q и задаваясь рекомендуемой скоростью , определяют диаметр трубопровода . При этом исходят из того, что , а ; – площадь сечения трубопровода.

Используя один из приведенных выше подходов, определяют диаметры трубопроводов на всех участках. Участки отмечают на расчетной схеме гидропривода. При разбиении схемы на участки используются два признака: назначение трубопровода (всасывающий, напорный, сливной) и величина расхода. Изменение назначения трубопровода или величины расхода приводит к появлению нового участка. Трубопровод, расположенный на входе в насос, – всасывающий. Трубопроводы, соединяющие насос с гидрораспределителями и гидрораспределители с гидродвигателями, – напорные, а соединяющие распределители с баком – сливные.

Гидравлическая принципиальная схема содержит информацию об элементной базе, связях между элементами и дает представление о принципах работы гидропривода. Выбор элементной базы осуществляется с учетом рекомендаций, изложенных выше, а также рекомендаций работ [ 4, 6 ]. Разрабатываемая схема должна быть простой и содержать минимальное количество элементов.

При вычерчивании схемы необходимо руководствоваться следующими стандартами:

- ГОСТ 2.704-76 "Правила выполнения гидравлических и пневматичес-ких схем";

- ГОСТ 2.780-96 "Обозначения условные графических, элементы гидравлических и пневматических сетей";

- ГОСТ 2.781-96 "Обозначения условные графические. Аппаратура распределительная и регулирующая гидравлическая и пневматическая";

- ГОСТ 2.782-96 "Обозначения условные графические. Насосы и двигатели гидравлические и пневматические";

- ГОСТ 2.784-96 "Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов";

- ГОСТ 2.721-74 "Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения".

Каждый элемент на схеме должен иметь буквенно-цифровое позиционное обозначение (ГОСТ 2.704-76). Порядковые номера присваиваются в соответствии с последовательностью расположения элементов на схеме сверху вниз и слева направо. Если на схеме имеется только один элемент данного типа, то порядковый номер допускается не ставить.

Гидравлические устройства на схеме рекомендуется изображать так, чтобы передача энергии осуществлялась снизу вверх. Цилиндры и распределители желательно располагать в горизонтальном положении. Гидролинии проводятся, по возможности, без перекрещивания. Все устройства изображаются в нейтральном положении.

Технические характеристики гидравлических устройств приводятся в отдельной таблице на чертеже схемы гидравлической принципиальной или в приложении к чертежу. При вычерчивании схемы по международным стандартам (ISO) технические характеристики каждого устройства приводятся на схеме рядом с графическим изображением этого устройства.

Правила вычерчивания гидравлических схем достаточно подробно рассмотрены в работе [ 6 ].

В данном подразделе необходимо на основе гидравлической принципиальной схемы дать описание гидропривода. При этом следует указать типы используемых в схеме устройств, их назначение и связи, в также пояснить принцип действия системы.

Дата добавления: 2015-05-23