Построение нагрузочной Характеристики гидропривода

 

Нагрузочная характеристика гидропривода отражает зависимость скорости движения выходного звена гидродвигателя (штока гидроцилиндра или вала гидромотора) от нагрузки на нем.

Для нахождения зависимости между нагрузкой R (или крутящим моментом М _кр) и скоростью υ_пр перемещения поршня гидроцилиндра (или частотой вращения вала гидромотора) воспользуемся формулой

,

где μ – коэффициент расхода дросселя, для дросселей золотникового типа μ = 0,4–0,6;

F _др – площадь проходного отверстия дросселя.

Применительно к схеме гидропривода, представленного на рисунке 2.1, найдем перепад давлений на дросселе.

На основании зависимостей (2.11) и (2.13), составим систему уравнений

                            (6.1)

Решая систему уравнений (6.1) относительно Δ Р _др, получим

.

Из рисунка 2.1 видно, что Q _ц2 = Q _др = υ_пр F ₂. При заданном в исходных данных значении внешней нагрузки R найдем перепад давлений на дросселе и площадь проходного отверстия дросселя

.

Далее для построения силовой характеристики привода зададимся рядом значений R и найдем Δ Р _др. Для этих значений Δ Р _др найдем скорости перемещения поршня

.

Переменная величина усилия R изменяется в пределах от нуля до максимального значения R _max, при котором скорость перемещения поршня гидроцилиндра равна нулю (остановка штока).

Вычисленные параметры для построения нагрузочной характеристики гидропривода сводятся в таблицу (см. таблица 6.1).

По данным вычислений строится график υ_пр = f (R).

Применительно к гидроприводу вращательного движения, см. рисунок 3.1

,

где μ – коэффициент расхода дросселя; μ = 0,4 - 0,6.

 

Таблица 6.1 – Параметры гидропривода для построения нагрузочной

характеристики

R, кН	, МПа	, м/с
0
…
…

 

Для определения перепада давлений Δ Р _др воспользуемся формулами (3.1)–(3.4), из которых составим систему уравнений

                                 (6.2)

 

Пояснения значений в приведенных формулах даны в разделе 3. Решая систему (6.2) относительно Δ Р _др, получаем

.

Для построения силовой характеристики по заданному значению М _кр, приведенному в задании, найдем перепад давлений Δ Р _др и площадь проходного отверстия дросселя F _др для заданного числа оборотов п вращения вала гидромотора

.

Затем зададимся рядом значений М _кр и найдем перепады давлений Δ Р _др при частоте вращения вала гидромотора

.

Для построения силовой характеристики зададимся рядом значений М _кр от нуля до максимального значения, при котором п = 0. Все вычисления сведем в таблицу (см. таблица 6.2).

Таблица 6.2 – Параметры гидропривода для построения силовой

характеристики

, Нм	, МПа	n, об/мин
0
…
…

 

По полученным данным необходимо построить график п = f (М _кр).

ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

 

Варианты исходных данных

 

В таблицах 7.1 и 7.2 приведены исходные данные к расчету курсового проекта по вариантам, соответствующим номерам гидросхем, представленных в конце седьмого раздела данного учебно-методического пособия.

Таблица 7.1 – Исходные данные для гидроприводов поступательного

движения

№ вар.	, кН	, мм	, кН	, мм	, с		, м	, м	, м	, м
1	65	320	45	500	5	0,70	4	7	-	-
2	40	650	-	-	6	0,65	3	9	-	-
3	12	400	50	370	7	0,70	5	5	7	8
5	60	450	17	330	8	0,75	8	9	6	5
6	20	320	-	-	6	0,70	-	-	9	-
8	13	280	-	-	5	0,80	7	9	-	-
9	60	630	-	-	12	0,80	7	8	-	-
10	10	360	15	390	5	0,70	6	5	7	4
11	14	400	-	-	6	0,65	6	7	-	-
13	18	450	25	640	7	0,70	8	8	9	6
14	35	420	43	420	9	0,80	4	7	5	6
15	47	500	39	360	10	0,70	9	4	7	5
17	50	800	-	-	14	0,75	2	9	-	-

 

Таблица 7.2 – Исходные данные для гидроприводов вращательного движения

№ вар.	, кН	, об/мин	, кН	, об/мин	, м	, м	, м	, м
1	0,03	600	-	-	-	-	2	3
2	0,05	570	-	-	-	-	3	5
4	20	1100	-	-	5	7	6	8
6	15	900	-	-	45	63	-	55
7	25	800	8	1100	70	65	35	27
8	8	1400	20	900	5	67	9	30
9	12	1550	-	-	-	-	12	70
11	7	1000	-	-	-	-	25	52
12	17	1250	-	-	40	60	20	13
16	24	600	19	800	50	59	23	18
17	10	730	-	-	-	-	14	21
18	45	1050	-	-	14	27	42	30
19	60	1500	30	800	5	9	31	28
20	28	970	12	950	16	13	23	25

 

В состав принципиальных гидравлических схем входят несколько гидродвигателей поступательного и вращательного действия. При расчете основных параметров гидропривода необходимо учитывать особенности каждого из рассматриваемых типов приводов, а также влияние конструктивных особенностей гидромашин и гидроаппаратов на динамические характеристики привода при совмещении операций, выполняемых одновременно двумя или несколькими гидродвигателями.

Исходными данными для расчета гидропривода являются (приведены в таблицах 7.1 и 7.2):

R – усилие на штоке гидроцилиндра;

М _кр – момент на валу гидромотора;

S – ход поршня гидроцилиндра;

t _p, t _x – время рабочего и холостого хода поршня;

п – число оборотов вала гидродвигателя;

l ₁, l ₂, l ₃, l ₄ – длины трубопроводов.

Для каждой гидросхемы предусмотрено несколько вариантов, отличающихся друг от друга усилием R (гидропривод поступательного движения) или моментом М _кр (гидропривод вращательного движения).

Задание по курсовому проекту выдается каждому студенту индивидуально и содержит дополнительные параметры к расчету, а также наименование гидромашины и гидроаппарата для выполнения сборочного чертежа и деталировки.

В графической части курсового проекта студенту необходимо выполнить принципиальную гидравлическую схему на листе формата А1 или А2 с обязательным указанием над основной надписью перечня элементов гидросхемы в соответствии с ГОСТ 2.704–76; сборочный чертеж (на формате А1) одного из гидроэлементов схемы, наименования которых указываются преподавателем в задании, а также рабочие чертежи двух сопрягаемых деталей устройства (на форматах А4–А2, в зависимости от сложности деталей), для которого выполнен сборочный чертеж. К сборочному чертежу гидроэлемента составляется спецификация.

Ниже приведен список гидромашин и гидроаппаратов, для которых выполняются сборочные чертежи в графической части курсовой работы:

– гидроклапан предохранительный;

– гидрораспределитель;

– клапан переливной;

– дроссель регулируемый;

– дроссель с обратным клапаном;

– фильтр пластинчатый;

– насос пластинчатый нерегулируемый;

– насос пластинчатый регулируемый;

– насос шестеренный;

– насос аксиально-поршневой;

– насос радиально-поршневой;

– гидроцилиндр;

– реле давления;

– регулятор потока;

– гидромотор радиально-поршневой;

– гидроаккумулятор и др.

Варианты принципиальных гидравлических схем приводов