Визначення механічної характеристики гідроприводу обертального руху

Мета роботи

Вивчити будову, принцип дії та основні характеристики гідроприводу обертального руху з дросельним регулюванням; побудувати залежності:

Теоретичні відомості

Гідромотори – це гідромашини, які призначені для перетворення енергії стиснутої рідини в обертовий рух.

Гідромотори за конструкцією аналогічні гідронасосам. У порівнянні з електродвигунами мають такі переваги:

- у 6 разів менші за об'ємом за однакової потужності;

- в 4...5 разів менші за масою;

- просте регулювання швидкості обертання, в окремих випадках від 2500 хв^-1 до 1 хв^-1 з забезпеченням високої стабільності;

- час розгону та гальмування не перевищує сотих частин секунди тощо.

Рисунок 5.1– Залежність частоти обертання вала гідромотора (п) від витрат робочої рідини Q_M та перепаду тисків ()

 

Обертовий момент Т_м (Н·м) та частота n (хв^-1) обертання вала гідромотора визначаються за виразами

де – перепад тисків на гідромоторі, МПа;

q – об'єм робочої камери, м³;

– ККД гідромотора ( =0,86);

Q_M – витрати робочої рідини гідромотора.

Потужність (кВт) гідромотора

Згідно наведеним залежностям частота обертання вала гідромотора визначається витратами робочої рідини з урахуванням об'ємних втрат у моторі, які зростають зі збільшенням різниці тисків.

Гідромотори можуть бути регульовані та нерегульовані, тобто з регульованою та нерегульованою частотою обертання валу.

Експериментальний стенд (рисунок 5.2) включає: гідростанцію 8, гідромотор 9, модель аксіально-поршневої гідромашини 10, навантажувальний пристрій 11 – порошкове гальмо з системою управління по напрузі та силі струму, імпульсний датчик 12 – фотоелемент для визначення обертів вала гідродвигуна, лічильник кількості обертів 6, і секундомір 5.

Рисунок 5.2 - Загальний вигляд стенду: 1,2 - манометри; 3 – індикатор годинникового типу; 4 - випрямлювач струму; 4.1 - вольтметр; 4.2 - рукоятка зміни напруги; 4.2 -тумблер включення випрямлювача; 5 - секундомір; 5.1 -кнопка обнулення секундоміра; 6 - лічильник імпульсів; 6.1 - кнопна обнулення лічильника імпульсів; 6.2 - кнопка пуску лічильника імпульсів і секундоміра; 7 - пульт керування; 7.1 - контрольна лампочка; 7.2 -кнопка пуску; 7.3 – кнопка стопу; 8 - гідростанція; 9 -гідромотор; 10 - аксіальна-поршнева гідромашина; 11 -навантажувальний пристрій; 12 - імпульсний датчик.

 

Принцип роботи гідроприводу стенду наступний (рисунок 5.3). При включенні гідростанції рідина надходить від насоса Н1 через фільтри Ф1 грубого та Ф2 тонкого очищення і дросель ДР1 до гідродвигуна ГМ1. Паралельно по трубопроводу 7 вона також надходить до гідростатичних підшипників плунжерів аксіально-поршневої гідромашини ГМ2 і на змащення підшипників кочення по трубопроводу 8. Гідродвигун ГМ1 обертає ротор електропорошкового гальма ЕПГ та похилий диск аксіально-поршневої гідромашини ГМ2. Із зливної порожнини гідродвигуна ГМ1 рідина по трубопроводу 6 через регулюємий дросель ДР2 надходить у маслобак Б1. Із кишень підшипників ГМ2 рідина надходить у маслобак Б2, а з нього повертається по трубопроводу 9 у маслобак Б1.

Рисунок 5.3 – Принципова схема гідроприводу.

 

Баланс витрат рідини у гідросистемі можно представити наступним чином

(1)

де Q_H – витрати насосу;

Q_др – витрати рідини, що проходить через дросель ДР1 у гідродвигуні;

Q_кл – витрати рідини, що проходить через клапан КП1 у маслобак Б1;

Q_змащ. – витрати рідини, що надходить для змащування підшипника.

Під впливом перепаду тиску (р₁-р₂) на валу гідромотора виникає обертовий момент момент

(2)

де М_гальм. – гальмівний момент, що створюється електропорошковим гальмом, Нм;

М_{терЕПГ.} – момент тертя, електропорошкового гальма;

М_{терАПГ.} – момент тертя аксіально-поршневої гідромашини.

Об’єм робочої камери q гідромотора, що досліджується,становить

1,6·10^{-4 м3}.

 

Порядок виконання роботи.

1. Ввімкнути гідропривод кнопкою 7.2.

2. Тумблером 4.3 ввімкнути випрямлювач 4. Рукоятку 4.2 на випрямлювачі повернути проти годинникової стрілки до упору на відмітку "0".

3. Встановити в нульове положення індикатор 3 для вимірювання гальмівного моменту на валу гідромотора.

4. Натисненням кнопки 6.2 увімкнути секундомір 5 на час приблизно 20 сек. і цією ж клавішою вимкнути секундомір.

5. З табло лічильника 5 зняти показання кількості обертів вала гідромотора за час вмикання секундоміра.

6. За допомогою манометрів 1 і 2 визначити тиск відповідно на вході гідродвигуна і на його виході.

7. Зробити скидання показань секундоміра і лічильника кількості обертів, натиснувши на клавіши 5.1 і 6.1.

8. Аналогічні досліди провести при напрузі U = 5, 10, 15, 20, 24 В. При цьому зняти показання індикатора гальмівного моменту (відлік показань індикатора 3 робити у напрямку проти годинникової стрілки по червоним цифрам шкали); кількість імпульсів на табло лічильника 6 (n_і); показання манометрів (р₁, р₂). Величину гальмівного миоменту знаходять по тарувальному графіку (рисунок 5.4).

Рисунок 5.4 – Тарувальний графік

9. Експериментальні дані занести в таблицю 5.1

Таблиця 5.1 – Експериментальні дані вимірювань

U, В	, мм	Мгальм,Н·м	р1, МПа	р2, МПа	р, МПа		t, с

 

10. По формулі (2) розраховується значення обертового моменту та будцється графік залежності обертового моменту від перепаду тисків на вході і виході з гідромотора М_еф.=f(Δр).

11. Визначається частота обертання вихідного валу n=n₂₀/20, хв^-1 та будується експериментальна залежність n= f (М_гальм.).

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6