Расчет требуемых расходов рабочей жидкости и полезных перепадов давления в гидродвигателях

Рассчитываем расходы рабочей жидкости для линий напора и слива для каждого элемента цикла.

1) При быстром подводе.

Рис. 3.1. Расчётная схема определения расходов рабочей жидкости

при быстром подводе

Расходы жидкостей для полостей напора и слива определяем по формулам:

где Q_БПн – рабочий расход жидкости в напорной полости цилиндра при быстром подводе, л/мин;

Q_БПс – рабочий расход жидкости в сливной полости цилиндра при быстром подводе, л/мин;

v _БП - скорость перемещения поршня силового цилиндра при быстром подводе, по заданию v _БП=6,5 м/мин;

S _н и S _с – рабочие площади в напорной и сливной полостях цилиндра при быстром подводе, мм².

 

Рабочая площадь поршня в линии напора:

Рабочая площадь поршня в линии слива:

Тогда расходы рабочей жидкости в линии напора и слива при быстром подводе:

2) При рабочей подаче.

Рис. 3.2. Расчётная схема определения расходов рабочей жидкости

при рабочей подаче

Расходы жидкостей для полостей напора и слива определяем по формулам:

где Q_рпн – рабочий расход рабочей жидкости в напорной полости цилиндра при рабочей подаче, л/мин;

Q_рпс – рабочий расход рабочей жидкости в сливной полости цилиндра при рабочей подаче, л/мин;

v_РП – скорость перемещения поршня силового цилиндра при рабочей подаче, по заданию v_РП =0,15 м/мин;

S _н и S _с – рабочие площади в напорной и сливной полостях цилиндра при рабочей подаче, мм².

 

Рабочая площадь поршня в линии напора:

Рабочая площадь поршня в линии слива:

Тогда расходы рабочей жидкости в линии напора и слива при рабочей подаче:

3) При быстром отводе.

Рис. 3.3. Расчётная схема определения расходов рабочей жидкости

при быстром отводе

Расходы жидкостей для полостей напора и слива определяем по формулам:

где Q_БОн – рабочий расход рабочей жидкости в напорной полости цилиндра при быстром отводе, л/мин;

Q_БОс – рабочий расход рабочей жидкости в сливной полости цилиндра при быстром отводе, л/мин;

v_БО – скорость перемещения поршня силового цилиндра при быстром отводе, по заданию v _БО=6,5 м/мин;

S _н и S _с – рабочие площади в напорной и сливной полостях цилиндра при рабочей подаче, мм².

Рабочая площадь поршня в линии напора:

Рабочая площадь поршня в линии слива:

Тогда расходы рабочей жидкости в линии напора и слива при быстром отводе:

Требуемый полезный перепад давления в гидроцилиндре определяется по формуле:

1) При быстром подводе

2) При рабочей подаче

3) При быстром отводе

 

Длительность элементов цикла

1) При быстром подводе

 

где - длина хода рабочего органа при быстром подводе, по условию задания

v _БП - скорость перемещения поршня силового цилиндра при быстром подводе, по заданию v _БП=6,5 м/мин;

 

2) При рабочей подаче

где - длина хода рабочего органа при рабочей подаче, по условию задания

v_РП – скорость перемещения поршня силового цилиндра при рабочей подаче, по заданию v_РП =0,15 м/мин;

 

3) При быстром отводе

где - длина хода рабочего органа при быстром отводе, по условию задания

v_БО – скорость перемещения поршня силового цилиндра при быстром отводе, по заданию v _БО=6,5 м/мин;

 

 

 

Диаграмма полезных расходов для линии напора

 

Диаграмма полезных перепадов давления в гидроцилиндре

4. Описание разработанной гидравлической схемы

 

Разработанная по условию задания гидравлическая схема реализует цикл ИП(исходное положение) – БП (быстрый подвод) – РП (рабочая подача) – БО (быстрый отвод) – торможение. Управление циклом комбинированное.

Исполнительный орган проектируемого гидропривода – гидроцилиндр с односторонним штоком расположен наклонно и при быстром подводе его шток выдвигается вниз. В этом случае рабочая жидкость, при включении направляющего гидрораспределителя РН2 электромагнитом 1в крайнее левое положение и при включении направляющего гидрораспределителя РН1 в крайнее правое положение, проходит через дроссель ДР1, который регулирует скорость быстрого подвода. Затем рабочая жидкость проходит через гидрозамок и в бесштоковую полость гидроцилиндра. Из штоковой полости гидроцилиндра рабочая жидкость проходит через гидрозамок, и на слив в бак. Клапан давления работает в качестве предохранительного.

Схема движения исполнительного органа при быстром подводе

Б-Н-Ф1-РН2-РН1-ДР1-ГЗ-Ц-ГЗ-КО2-РН2-Ф2-Б

При достижении исполнительным органом конечного выключателя ВК2 происходит переключение с БП на РП и осуществляется рабочая подача. При этом направляющий распределитель РН1 находится в крайнем левом положении, и рабочая жидкость в напорной линии проходит через регулятор расхода РР, который регулирует скорость рабочей подачи. Затем рабочая жидкость перемещается через гидрозамок и в штоковую полость гидроцилиндра. Клапан давления работает в качестве переливного.

Схема движения исполнительного органа при рабочей подаче

Б-Н-Ф1-РН2-РР-ГЗ-Ц-ГЗ-КО2-РН2-Ф2-Б

При достижении исполнительным органом конечного выключателя ВК3 осуществляется быстрый отвод. В этом случае направляющий гидрораспределитель РН1 переключается в крайнее правое положение, и рабочая жидкость по напорной линии проходит через дроссель с обратным клапаном ДРК, который регулирует скорость быстрого отвода, через гидрозамок в штоковую полость гидроцилиндра. На слив рабочая жидкость поступает из бесштококвой полости гидроцилиндра в гидрозамок, и затем через обратный клапан КО1 на направляющий гидрораспределитель РН1, через фильтр Ф2 в бак. Клапан давления работает в качестве предохранительного.

Схема движения исполнительного органа при быстром отводе

Н-Ф1-РН2-ДРК-ГЗ-Ц-ГЗ-КО1-РН2-Ф2-Б

В данном гидроприводе присутствуют также аппараты: реле температуры РТ – для диагностикик температуры, реле уровня РУ – для диагностики количества рабочей жидкости в баке, манометр МН – для наблюдения за давлением в системе, переключатель манометра ПМ - для подключения манометра, клапан КД – предохранительный прямого действия.