Расчет нагрузочных характеристик

Под нагрузочными характеристиками гидропривода будем понимать экспериментальные или теоретические зависимости между силовыми и кинематическими параметрами исполнительного механизма на входном элементе ИМ, жестко соединенном с выходным элементом ГП. Если задан вид механической нагрузочной характеристики (например, уравнение (3)), то вид энергетической нагрузочной характеристики определяется подстановкой уравнение заданной механической характеристики в зависимость:

или . (4)

Таким образом, кривые мощности нагрузки в общем случае являются кривыми третьей степени относительно скорости нагрузки.

Если при выборе гидромотора (пункт 5.1.1) возникает необходимость установки редуктора (или мультипликатора) между гидромотором и нагрузкой, то нагрузочная характеристика “приводится” (пересчитывается) к входному валу редуктора (мультипликатора).

Для расчета и выбора элементов ГП необходимо определить и выделить на графиках нагрузочных характеристик параметры номинального режима работы и предельных режимов.

ПРИМЕР №1

В гидроприводе вращательного действия между выходным валом гидропривода и входным валом нагрузки установлен передаточный механизм – механический редуктор Р. Передаточное число редуктора i_р= 5. Нагрузочные механические характеристики ИМ имеют вид уравнения (3). Начертить структурную схему этого машинного агрегата. Построить фактические и приведенные к валу гидромотора нагрузочные характеристики исполнительного механизма для следующих исходных данных: Номинальные параметры на входном валу нагрузки - М_{и ном} = 200 Нм; n_{и ном} = 500 об/мин; Коэффициенты уравнения (3) нагрузочной характеристики - М_{и о} = 100 Нм; b_м =+5 Нм/(об/мин).

 

Решение

Структурная схема машинного представлена ниже на рисунке.

Для этой схемы действительны следующие соотношения параметров

N_о > N₁ > N₂ > N_и > N_в;

М₁ < М₂ < М_и; (А)

n₁ > n₂ > n_и;

; .

Коэффициент полезного действия редуктора для одноступенчатого редуктора принимается в пределах η_р = 0,95 … 0,97. Для построения фактических нагрузочных характеристик из (3) определяем недостающее значение коэффициента с_м :

 

.

Таким образом, фактические нагрузочные характеристики и

имеют вид:

Приведенные к валу ГМ нагрузочные характеристики будут иметь такой же вид, но иные, с учётом соотношений (А), постоянные коэффициенты:

; ;

; ,

т.е. в численном виде эти характеристики имеют вид (при η_р = 0,95):

Таким образом, графически фактические и приведенные нагрузочные характеристики совпадают, различаясь масштабными коэффициентами к₁, к₂ и к₃: по оси абсцисс – к₁ = i_р, а по осям ординат – для моментов – к₂ = 1/i_рη_р, а для мощностей – к₃ = 1/η_р. В случае использования в передаточном механизме мультипликатора М (вместо редуктора Р) с передаточным числом i_м= 1/i_р и КПД η_м масштабные коэффициенты будут иметь вид:

; ; .