Испытания гидропривода поступательного движения с дроссельным регулированием

 

В чём заключается сущность дроссельного способа регулирова­ния скорости выходного звена гидропривода?

Дроссельное регулирование осуществляют изменением гидравлического сопротивления гидросети дросселем, в результате чего только часть жидкости, подаваемой насосом, поступает к гидродвигателю.

Этот способ регулирования позволяет иметь простые нерегулируемые насос и гидродвигатель, однако он неэкономичен, поскольку имеет низкий КПД (0,3…0,4) и, кроме того, создаёт трудности при отводе значительного количества тепла, вы­деляющегося при дросселировании. Дроссельное регулирование применяют при небольших мощностях, при крат­ковременном режиме работы, или когда другой способ регулирования практически невозможен. Например, если в гидроприводе один насос или несколько параллельно работающих гидродвига­телей с различными нагрузками.

 

Что входит в состав гидропривода с дроссельным регулированием?

В состав гидропривода с дроссельным регулированием, кроме гидропередачи (нерегулируемые насос и гидродвигатель, гидроли­нии) входят: предохранительный (переливной) клапан, дрос­сель, регулятор потока, распределитель и т.д., которые являются специфическими элементами, влияющими на характеристики гид­ропривода.

 

Для чего служат предохра­нительный и редукционный клапаны?

Предохранительный клапан применяют для защиты гидро­привода от превышения давления над установленным. Включается он в напорную гидролинию и находится в закрытом положении; в случае превышения установленного давления клапан открывается для слива части жидкости, а при восстановлении давления – зак­рывается.

Редукционный клапан предназначен для поддержания давления в отводимом от него потоке рабочей жидкости более низкого, чем давление в подводимом пото­ке.

 

Что такое дроссель, чему равен расход через него?

Дроссель – это регулирую­щее устройство, предназна­ченное для ограничения подачи жидкости к исполни­тельному органу (гидроци­линдру, гидромотору) с целью регулирования скоро­сти его движения.

Расход через дроссель Q _др определяется по формуле:

,

где μ_др ‑ коэффициент расхода дросселя (0,6…0,7);

f _др ‑ площадь проходного сечения дросселя;

Δ p _др ‑ перепад давления на дроссе­ле;

ρ ‑ плотность жидкости.

 

Что такое регулятор потока и для чего он предназначен?

Регулятор потока – это регулирующее устройство, предназна­ченное для поддержания заданной величины расхода вне зависимо­сти от величины перепада давлений в подводимом и отводимом потоках рабочей жидкости. Регулятор потока состоит из дросселя и редукционного клапана, помещённых в одном корпусе. Необходимый расход обеспечен дросселем, а посто­янство перепада давления Δ p _др – редукционным клапаном.

 

Для чего предназначен рас­пределитель непрерывного дей­ствия, его условное обозначе­ние на схемах, расход через него?

Распределитель – это устройство, предназначенное для направ­ления потока рабочей жидкости в ту или иную гидролинию с целью изменения направления движения исполнительного органа.

По чи­слу фиксированных позиций рабочего органа различают двух-, трех-, и многопозиционные, а по числу внешних линий – двух-, трех-, четы­рех- и многолинейные распределители.

При изображении распределителей на схемах число позиций изображается квадратами; каналы – линиями со стрелками, пока­зывающими направление потоков в каждой позиции; места соеди­нений отмечены точкой, а перекрытие канала – знаком «Т». На рисунке а, б, в, г даны условные изображения: 4‑линейного 3‑позиционного распределителя, а – исходная позиция; б – в ле­вой рабочей позиции; в – в правой рабочей позиции; г – распре­делителя непрерывного действия (дросселирующего распредели­теля).

Расход жидкости Q _др через золотниковый дросселирующий рас­пределитель (г) можно определить по формуле:

,

где μ_др ‑ коэффициент расхода дросселирующего распределителя;

Х ‑ величина открытия щели;

Δ p _др ‑ перепад давлений на распре­делителе;

D ‑ диаметр золотника.

 

Как определить скорость выходного звена гидропривода с дроссельным регулированием при расположении дросселя по­следовательно и параллельно гидроцилиндру?

В случаегидропривода поступательного движенияс перемен­ным давлением насоса (при параллельном включении дросселя), рабочая жидкость, подаваемая насосом, распределя­ется на два потока. Один поток проходит к гидродвигателю, дру­гой – через дроссель на слив. При этом скорость штока равна:

где Q ‑ подача насоса.

 

Если гидропривод вращательного движения, вместо V опреде­ляют частоту вращения гидромотора по формуле:

Гидропривод поступательного движения с постоянным давле­нием насоса (с дросселем на выходе из гидроцилиндра) допускает регулирование скорости гидродвигателя при знакопеременной на­грузке, т.к. при любом направлении действия силы Р изменению скорости препятствует сопротивление дросселя, через который ра­бочая жидкость поступает из штоковой полости на слив.

Скорость штока в этом случае определяется по формуле

Δ р _др = р _ш∙n – р _сл (здесь р _сл ‑ давление в сливной гидролинии).

Q _др ‑ расход через дроссель, равный расходу гидроцилиндра;

p _нк ‑ давление настройки предохранительного (переливного) кла­пана;

р ‑ нагрузка на шток гидроцилиндра;

F _n ‑ площадь поршня;

u _др = f _др/ f _др.mах -параметр дросселирования. Здесь f _др, f _др.max ‑ площа­ди проходного сечения дросселя (текущая и максимальная);

 

 

Назовите достоинства и недостатки гидропривода с дроссельным регулированием.

Основное достоинство дроссельного регулирования – простота конструкции и надёжность в работе.

Основным недостат­ком – низкий КПД, обусловленный самим принципом дроссельного регулирования.

 

Что называют характеристикой гидропривода с дроссельным регулированием? Типичные формы характеристик

Характеристиками гидропривода поступательного движения с дроссельным регулированием называют зависимости скорости вы­ходного звена, КПД и мощности гидропривода от приложенной к нему нагрузки, т.е. зависимости: v = f (P); η = f (P); N = f (P) или n _м = f (M); η = f (M); N = f (M) при постоянном расходе. На рис. 28, а, б приведены типичные формы кривых v = f (P) или n _м f (M) для гидропривода с дроссельным регулированием при пос­тоянном (а) и переменном (б) давлении насоса. Эти кривые на­зывают механическими характеристиками гидропривода.

а

б

Назовите и укажите на схеме установки основные её узлы и объясните их назначение.

 

 

Установка содержит гидро­привод поступательного движения с дроссельным регулированием, устройство для создания нагрузки и контрольно-измерительную аппаратуру.

Он состоит из насоса 11, который может быть регулируемым и нерегулируемым, гидроцилиндра 1, всасывающей 15, напорной 8 и сливной 23 гидролиний, предохранительного (пере­ливного) клапана 20, 3‑позиционного распределителя золотни­кового типа с ручным управлением 6, дросселей: 4 (Др. 1), 5 (Др. 2), 22 (Др. 3), фильтра 21, охладителя 19 и бака 16.

Устройство для создания нагрузки 29, которое содержит гидроцилиндр нагрузки 28, дроссель 25 (Др. Н), обратный клапан 26 и гидролинию 18.

Контрольно-измерительная аппаратура: расходомер 24 (для замера подачи); манометры 10 и 9 (для измерения давления на вхо­де р _вх и выходе р _вых из насоса 11); манометры 2 и 36 (для изме­рения давления на входе р _ц и выходе р из гидроцилиндра 1); манометры 3 и 2 (для измерения перепада давления на дросселе Др. 1); манометр 27 (для измерения давления нагрузки р _наг в гидро­цилиндре 28); устройство 33, состоящее из включателя секундо­мера 31, секундомера 32, рычага 34 для приведения в действие включателя (для измерения скорости движения поршня 37 гидро­цилиндра 1); балансирный электродвигатель 12 с рычагом 14, весы и тахометр 13 (для измерения мощности насоса); устройство 7 (для измерения перемещений плунжера 6 распределителя); тер­мометр 17 для измерения температуры рабочей жидкости.

Как определить нагрузку на поршень и его скорость при испытаниях?

Нагрузк на гидроцилиндр

где р _наг ‑ давление нагрузки;

F _наг ‑ площадь поршня нагрузоч­ного гидроцилиндра;

Скорость поршня

где l ‑ путь поршня, когда автоматически включен секундометр;

Т ‑ время прохождения поршнем расстояния l;

 

Как определить полезную мощность, мощность и КПД гидропривода?

Полезная мощность гидропривода мощность гидропривода

 

КПД гидропривода η:

 

Лабораторная работа 3