moglobi.ru Другие Правовые Компьютерные Экономические Астрономические Географические Про туризм Биологические Исторические Медицинские Математические Физические Философские Химические Литературные Бухгалтерские Спортивные Психологичексиедобавить свой файл
страница 1
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1. Изучить принцип действия, устройство и работу гидропривода с объемным регулированием.

2. Освоить методику испытаний объемного гидропривода.



3. Получить характеристики объемного гидропривода.
Объемный гидропривод совокупность устройств, состоящая из объемного насоса, гидродвигателя, гидросети и гидроаппаратуры, предназначенная для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости.

Объемная гидропередача – это силовой узел гидропривода, состоящий из объемного насоса, гидродвигателя и гидросети. В объемных гидроприводах обычно применяют роторные насосы: аксиально-поршневые, радиально-поршневые, пластинчатые и шестеренные. В качестве гидродвигателей используются гидроцилиндры, гидромоторы и поворотные гидродвигатели


(с углом поворота вала менее 360°).

В зависимости от типа применяемого гидродвигателя различают гидроприводы вращательного, поступательного и поворотного движения. В первых гидродвигателем является гидромотор, у вторых – гидроцилиндр, у третьих, поворотный гидродвигатель.

Гидропривод, в котором скорость выходного звена объемного гидродвигателя может регулироваться по определенному закону, называют регулируемым.

Различают гидроприводы с объемным и дроссельным регулированием. В гидроприводе с объемным регулированием скорость выходного звена регулируется изменением количества рабочей жидкости, поступающей в гидродвигатель, что достигается путем изменения рабочего объема насоса qn, или гидромотора qn или того и другого одновременно (при nн=соnst). В случае отсутствия утечек жидкости



QНТ=QМТ или qн nн=qм nм , (1)

откуда получают зависимость для определения частоты вращения гидромотора



. (2)

В выражениях (1) и (2) nн, nм, qн, qм – соответственно частоты вращения и рабочие объемы насоса и гидромотора.

На основе аналогичных рассуждений можно получить формулу для определения скорости поршня (штока) гидропривода поступательного движения

, (3)

где v, Fn — скорость перемещения поршня (штока) и площадь поршня, на которую действует жидкость.

По способу циркуляции жидкости гидроприводы бывают с замкнутой и разомкнутой циркуляцией. В гидропроводах с замкнутой циркуляцией рабочая жидкость от гидродвигателя 4 поступает во всасывающую гидролинию насоса 16, а в гидроприводах с разомкнутой циркуляцией – в гидробак.

Принцип действия объемного гидропривода рассмотрим на гидравлической схеме установки, которая является типичной схемой регулируемого гидропривода вращательного движения с замкнутой циркуляцией жидкости (см. рис. 2.18). Гидропровод состоит из: гидропередачи, включающей в себя регулируемый насос 12, нерегулируемый гидромотор 4 и гидросеть 9,16; гидроаппаратуры, состоящей из предохранительных клапанов 8; системы подпитки (в нее входят: насос 26, предохранительный клапан 22, фильтр 24, охладитель 23, обратные клапаны 7) и вспомогательных устройств (фильтр 28, охладитель 18). Наличие реверсивного объемного насоса 12 позволяет изменять направление вращения гидромотора 4.

При включении насоса создается поток жидкости, направление движения которого показано стрелкой. Жидкость под давлением с определенной скоростью по напорной гидролинии 9 поступает в гидромотор 4, преодолевая нагрузку (момент на гидромоторе), а затем по всасывающей гидролинии 16 — в насос. Если момент на гидромоторе превысит определенную величину, что приведет к увеличению давления в напорной гидролинии выше заданного, предохранительный клапан 8 откроется и через него начнется перепуск части жидкости во всасывающую гидролинию 16.

Для компенсации утечек в гидропередаче служит система подпитки, которая обеспечивает во всасывающей гидролинии давление подпитки, равное 0,5… 1,0 МПа. Это происходит следующим образом. Насос подпитки 26 создает поток жидкости, который через охладитель 23 и фильтр 24 поступает к обратным клапанам 7. Если во всасывающей гидролинии 16 давление вследствие утечек снизится на некоторую величину, то часть жидкости из системы подпитки поступит через обратный клапан во всасывающую линию и компенсирует снижение давления. Остальная часть жидкости через предохранительный клапан 22 будет сливаться в гидробак. Необходимое давление во всасывающей гидролинии обеспечивается настройкой предохранительного клапана 22.

Гидропривод, по сравнению с другими приводами, обладает следующими преимуществами:

1. Позволяет в широких пределах бесступенчато изменять скорость выходного звена, обеспечивает получение больших усилий и крутящих моментов, высокое быстродействие, легко управляется и автоматизируется, что дает возможность создавать следящие системы.

2. Надежно ограничивает величину нагрузки и создает удобства в компоновке машины, благодаря возможности отделения насоса от гидродвигателя.

3. Имеет небольшие удельную массу и объем (отношение массы и объема к мощности) и высокую долговечность.

Эти важные преимущества гидропривода явились причиной его широкого внедрения в народное хозяйство. Так, например, применение гидропривода на экскаваторах позволило облегчить их конструкцию и увеличить производительность в 1,2… 1,5 раза по сравнению с механическим приводом.

В последнее время вместо механических трансмиссий на тракторах, экскаваторах и других машинах применяются гидравлические. Применение бесступенчатых гидротрансмиссий позволяет существенно повысить загрузку двигателей, снизить утомляемость водителей (появляется возможность одной рукояткой плавно изменять скорость на ходу, направление движения и осуществлять динамическое торможение.). В конечном итоге коэффициент использования рабочего времени машинотракторных агрегатов повышается на 15… 25 %.

По мере развития гидропривода изменяется и применяемое давление. Так, например, если в начале оно составляло порядка 5 МПа, то в последнее время – 16… 25 МПа и более. Анализ показывает, что общая стоимость гидропривода снижается с увеличением давления.

Оценка качества гидропривода в целом производится по характеристикам. Характеристикой гидропривода называют аналитически или графически выраженные зависимости: скорости выходного звена v, nм, коэффициента полезного действия η и мощности N от приложенной нагрузки Р, М при постоянном расходе Q, т. е. зависимости v= f (P), N=f (P), η= f (Р) или nм= f (М), N= f (M), η= f (M). При этом v= f (P) или nм= f (М) называют механическими характеристиками, a N= f (P), η= f (P) или N= f (M), η= f (M) – энергетическими.


Наряду с указанными применяют регулировочные характеристики v= f (Un) или nм= f (Uн). Типичные характеристики гидропривода с объемным регулированием (регулируемым насосом и нерегулируемым гидромотором) приведены на рис. 1. Каждая характеристика получена при определенной подаче насоса (последняя оценивается величиной параметра регулирования Uн).



Рис. 1. Типичные характеристики гидропривода

Для большей наглядности целесообразно на одном графике совмещать регулировочную и механическую характеристики (рис. 2). Такой график называют универсальной характеристикой.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ



Рис. 2. Схема экспериментального стенда.

1 – регулируемый насос; 2 – нерегулируемый гидромотор; 3 – гидравлический тормоз-весы; 4 – динамометр; 5 – стенд измерительных приборов; 6 – предохранительный клапан; 7 – мотор-весы


Установка (рис. 2) представляет собой гидропривод вращательного движения с замкнутой циркуляцией жидкости, оснащенный контрольно-измерительной аппаратурой (гидравлическая схема установки показана на рис. 3). Установка включает в себя: регулируемый насос 12, нерегулируемый гидромотор 4, напорную 9 и всасывающую 16 гидролинии, предохранительные клапаны 8, фильтр 28, охладитель 18 и систему подпитки 19 (насос подпитки 26 с электродвигателем 27, фильтр 24, охладитель 23, предохранительный клапан 22, обратные клапаны 7 и бак 25). Приборы, входящие в состав контрольно-измерительной аппаратуры, служат для замера: подачи ― (расходомер 29), давления на входе в насос pвх (манометр 11), на выходе из него pвых (манометр 10), давления на входе в гидромотор pм (манометр 5), мощности насоса (балансирный электродвигатель 13 с весами и рычагом 14 и тахометром 15), полезной мощности гидромотора (тормоз 2 с весами и рычагом 3 и тахометром 1), температуры рабочей жидкости (термометр 17). При необходимости замера утечек из насоса и гидромотора по гидролиниям 20 и 21 необходимо иметь мерную емкость и секундомер.

Установка работает следующим образом. Регулируемый реверсивный насос 12 приводится в действие балансирным электродвигателем 13 с регулируемой частотой вращения. Рабочая жидкость по напорной гидролинии 9 подается в гидромотор 4, далее проходит через расходомер 29, фильтр 28, охладитель 18 и по всасывающей гидролинии 16 в насос 12. Для предохранения установки от перегрузки служат предохранительные клапаны 8, которые пропускают через себя часть жидкости во всасывающую гидролинию при давлении, большем давления настройки клапана pнк. Утечка жидкости компенсируется системой подпитки 19. Насос подпитки 26 приводится в действие электродвигателем 27. Уменьшение давления во всасывающей гидролинии, по сравнению с давлением подпитки pпод=(0,5÷1,0) МПа, на которое настроен предохранительный клапан 22, приводит к открытию обратного клапана 7, благодаря чему жидкость поступает во всасывающую гидролинию. Когда давление во всасывающей гидролинии достигает величины давления подпитки pпод, поступление жидкости в нее прекращается и в дальнейшем жидкость от насоса подпитки через клапан 22 поступает в бак 25.

Описанная выше установка позволяет проводить испытания регулируемого (нерегулируемого) насоса, нерегулируемого (регулируемого) гидромотора и гидропривода с замкнутой циркуляцией жидкости в целом.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ОБРАБОТКА


ОПЫТНЫХ ДАННЫХ

1. Включить установку и обеспечить необходимый тепловой режим.

2. Установить требуемое значение nн= const.


Рис. 4. Механические характеристики гидропривода
3. При заданном значении параметра регулирования ин для пяти-семи ступеней нагрузки (от нуля до максимального значения), создаваемой с помощью тормоза 2, из (мерить: частоты вращения насоса nн и гидромотора nм (тахометрами 15 и 1), а также нагрузки на насосе F и гидромоторе G (с помощью весов 14 и 3). Полученные данные занести в таблицу 1.

4. Провести аналогичные измерения при пяти-шести других значениях Uн в пределах от Uн min до 1.

5. Разгрузить гидромотор 4 и выключить установку.

6. Вычислить следующие параметры: момент на насосе Мн, Нм



, (4)

где F0нагрузка на плечо при холостой работе электродвигателя, отделенного от насоса, Н; lн-длина плеча, м; Мм — момент на гидромоторе, Н∙м



(5)

полезную мощность гидропривода Nn, кВт



(6)

мощность гидропривода N, кВт



(7)

КПД гидропривода η



(8)

7. Результаты вычислений записать в таблицу 1.



Таблица 1

Измеряемые параметры

Вычисляемые параметры

Uн

UТ

nн об/мин

nм об/мин

pн,, МПа

pм, МПа

Mн,, Н∙м

Mм, Н∙м

NН, кВт

NМ, кВт


Регулировочная характеристика гидропередачи


0

0




























02

0




























04

0




























06

0




























08

0




























10

0



























Механические характеристики гидропередачи


10

0




























10

02




























10

04




























10

06




























10

08




























10

10




























08

0




























08

02




























08

04




























08

06




























08

08




























08

10




























06

0




























06

02




























06

04




























06

06




























06

08




























06

10




























04

0




























04

02




























04

04




























04

06




























04

08




























04

10




























02

10




























8. По данным табл. 2 построить характеристики: nм= f (М), N= f (M), η= f (M) и nм= f (Uн), nм= f (M).


КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называют объемным гидроприводом и объемной гидропередачей?

2. Что называют регулируемым гидроприводом и, каким путем производится регулирование скорости выходного звена?

3. Изобразите схему гидропривода с объемным регулированием и объясните его работу.

4. Какими преимуществами обладает объемный гидропривод по сравнению с другими типами приводов?

5. Приведите примеры применения гидропривода в технике.

6. Что называют характеристикой объемного гидропривода?

7. Какие параметры необходимы для получения характеристики гидропривода?

8. Что называют полезной мощностью гидропривода и какие параметры необходимы для её определения?

9. Из каких основных узлов состоит установка для испытания объемного гидропривода, назначение этих узлов?


БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учеб. для машиностр. вузов /
Т. М. Башта и др. М.: Машиностроение, 1982. 423 с.

2. Лепешкин А.В., Михайлин А.А., Шейпак А.А. Гидравлика и гидропривод: Учебник. Ч. 2. Гидравлические машины и гидропневмопривод./ Под ред. А.А. Шейпака. – М.: 2005.

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
1. Отчет оформляется на двойном тетрадном листе.

2. Первая страница отчета содержит титульный лист методического пособия с указанием фамилии студента, выполняющего работу и преподавателя, принимающего работу.

3. Последующие страницы содержат:

- цель работы;

- основные теоретические сведения (кратко);

- схема лабораторной установки;

- основные формулы для расчета;

- итоговую таблицу с результатами опытов и вычислений;

- выводы по результатам работы.




ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


К а ф е д р а «Теоретические основы теплотехники и гидромеханика»



ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОПРИВОДА

С ОБЪЕМНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ


Указания к компьютерной

лабораторной работе № 20

Самара

Самарский государственный технический университет

2008
Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ

УДК 536.24 (07).



Определение характеристик гидропривода с объемным регулированием:
метод. указ/ Сост. Л.И.Бабенкова, Е.В.Стефанюк, Д.А.Довгялло. Самара, Самар. гос. техн. ун-т, 2008. 12 с.
Методические указания предназначены для студентов технических специальностей при выполнении ими лабораторных работ по курсу «Основы гидравлики и гидропривода».

Ил. 5. Табл. 1. Библиогр. 2 назв.

УДК 536.24 (07).

Составители: Л.И. Бабенкова, Е.В. Стефанюк, Д.А. Довгялло

Рецензент: д-р техн. наук, профессор А.А.Кудинов

© Л.И. Бабенкова, Е.В. Стефанюк,

Д.А. Довгялло, составление, 2008

© Самарский государственный

технический университет, 2008

Определение характеристик гидропривода с объемным регулированием
Составители: БАБЕНКОВА Лидия Ивановна,

СТЕФАНЮК Екатерина Васильевна

ДОВГЯЛЛО Данила Александрович
Редактор В. Ф. Е л и с е е в а

Технический редактор В. Ф. Е л и с е е в а


Подп. в печать 07.06.08. Формат 60х84 1/16.

Бум. офсетная. Печать офсетная.Усл. п. л. 1.

Уч-изд. л. 0,88. Тираж 50. Рег № 189 .

__________________________________________________________________________


Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244.

Главный корпус.
Отпечатано в типографии

Самарского государственного технического университета

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244.

Корпус № 8.





страница 1
скачать файл


Смотрите также: