735
.pdf
Рис. 15.10. Расчётная схема |
Рис. 15.11. Расчётная схема |
к выбору зажимного пневмоцилиндра: |
к выбору транспортирующего пневмоцилиндра: |
1 – опорная поверхность; 2 – деталь; 3 – пружина; |
РО – рабочий орган; Ц – пневмоцилиндр; |
4 – питающая магистраль; Р — трёхходовой кран; |
Р – распределитель; КР – редукционный клапан; |
МН – манометр; КР – редукционный клапан; |
4 – питающая магистраль |
ДР1, ДР2 – дроссели; F1 – вес детали; F2 – сила |
|
прижатия; F3 – упругая сила в пружине 3 |
|
в конце её сжатия |
|
Диаметр транспортирующего пневмоцилиндра должен удовлетворять условию:
Fшт = рпπ D2 ηц мех / 4 = mv/tр + Fро , |
(15.26) |
где m – масса рабочего органа; v/tр – ускорение разгона, м/с2; v – скорость штока после разгона, м/с; tр – продолжительность разгона, с.
Внутренний диаметр трубопровода d – из условия пропуска расхода Qкм со ско-
ростью vc = 10…20 м/с:
d |
4Qкм pa |
, |
(15.27) |
|
vc pм
где ра /рм – множитель, приводящий расход Qкм (производительность компрессора) к расходу в напорной магистрали.
15.8. Дроссельное регулирование скорости пневмодвигателя
Регулирование обычно осуществляют дросселированием потока в напорной линии. На рис. 15.12 изображена схема регулирования скорости штока пневмоцилиндра Ц при подаче воздуха из ресивера РС через регулируемый дроссель ДР.
РО FРО
А; с2
Рис. 15.12. Схема дроссельного регулирования скорости пневмодвигателя
151
В установившемся движении давление р2 в поршневой полости зависит от сопротивления Fро на рабочем органе РО. Расход воздуха через дроссель ДР и скорость поршня зависят от разности давлений в ресивере р1 и поршневой полости р2, а также от площади А сечения щели дросселя. Для получения расчётных зависимо-
стей рассмотрим истечение воздуха из ёмкости
Рис. 15.13. Истечение воздуха из ёмкости через дроссель (рис. 15.13). через короткое сопло (дроссель)
Емкость принята бесконечно большой, т.е. абсолютное давление в ней р1 при истечении не изменяется. Остаются в ней постоянными также плотность 1 и температура Т1 воздуха. Истечение происходит в пространство с постоянным давлением р2 р1. В процессе истечения воздух приобретает скорость с2, его температура становится равной Т2, а плотность 2.
В соответствии с формулами (15.12)–(15.14) полная механическая энергия в единице объёма воздуха при турбулентном течении равна:
W |
p |
p |
v2 |
|
pk |
|
v2 |
|
||||
1 |
|
c1 |
1 |
|
c1 |
. |
(15.28) |
|||||
k 1 |
2 |
k 1 |
2 |
|||||||||
V |
1 |
|
|
|
|
|||||||
Энергия в единице массы воздуха:
W |
p k |
|
v2 |
|
|
1 |
|
c1 |
. |
(15.29) |
|
1 k 1 |
|
||||
m |
2 |
|
|
||
Проходя через сопротивление (сопло, дроссель) из ёмкости с давлением р1 в пространство с давлением р2, воздух теряет часть энергии. Применительно к единице его массы закон сохранения энергии (уравнение Бернулли) имеет вид:
р k |
|
v2 |
p |
k |
|
v2 |
v2 |
|
||||
1 |
|
c1 |
|
2 |
|
|
c2 |
|
c2 |
, |
(15.30) |
|
1 k 1 |
2 |
2 k 1 |
2 |
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
где vс1 и vс2 – скорости воздуха в ёмкости и в конце сопла; – коэффициент местного сопротивления дросселя, отнесенный к скорости vс2.
При большом объёме ёмкости скорость воздуха в ней во время истечения может быть принята равной нулю. Потери энергии при истечении оценим позже через показатель политропы или коэффициент расхода, а пока, приняв = 0 и vс2 = 0, запишем из формулы (15.30) выражение для определения скорости истечения воздуха:
vс2 |
|
2k |
|
|
p1 |
|
p2 |
|
|
|
|
|
|
|
. |
(15.31) |
|||||
k 1 |
1 |
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
Массовый расход воздуха при истечении: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qm A 2vc2 A 2 |
2k |
|
|
p1 |
|
p2 |
|
|
|||
|
|
, |
(15.32) |
||||||||
k 1 |
1 |
2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
где А – площадь поперечного сечения потока в конце сопла (дросселя). Для политропного процесса:
|
|
|
1 |
|
|
||
|
|
p2 |
|
|
|
|
|
|
n |
|
|||||
2 |
1 |
. |
(15.33) |
||||
p1 |
|||||||
|
|
|
|
||||
152
После подстановки (15.33) в (15.32), преобразований и введения обозначения
= р2/р1 получено: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
Ap |
2k 1 |
|
2 |
n 1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
n |
n |
|
. |
(15.34) |
|||
|
|
|
|||||||||
m |
1 |
|
k 1 RT1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В формуле (15.34) показатель политропы n учитывает потери энергии при истечении. Чаще формулу (15.34) записывают, учитывая потери энергии через коэффициент расхода :
Q |
Ap |
2k 1 |
|
2 |
k 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
k |
k |
|
, |
(15.35) |
||
|
|
|
||||||||
m |
1 |
k 1 RT1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где R = 287 Дж/(кг К) – газовая постоянная; Т1 – абсолютная температура воздуха в емкости, К; k – показатель адиабаты.
Формула (15.35) получена в 1839 году и носит имя её создателей (формула СенВенана – Ванцеля).
Недостатком формул (15.34) и (15.35) является наличие в них экспериментально определяемых величин n и , которые изменяются в довольно широких пределах: 1 n 1,4; 0,1 0,6. Величину экспериментально определить проще, поэтому формула (15.35) предпочтительнее.
Коэффициент расхода – это отношение действительного расхода воздуха к теоретическому, который имел бы место при отсутствии всех видов потерь энергии. Он учитывает гидравлические потери в сопле, теплообмен с окружающей средой, сжатие струи при входе в сопло из ёмкости и другие факторы, вызывающие снижение действительного расхода воздуха. Расчётным путём учесть все эти факторы практически невозможно, поэтому коэффициент расхода определяют экспериментально.
Очевидно, что при = 1, т.е. при р2 = р1 истечения воздуха нет, Qm = 0. При уменьшении расход увеличивается. Исследование зависимости (15.35) на экстремум по параметру показало, что расход Qm достигает максимума при так называемом критическом значении = кр, значение которого:
|
|
2 |
|
|
n |
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|||
кр |
|
|
|
. |
(15.36) |
||
|
|
||||||
|
n 1 |
|
|
||||
Например, кр = 0,5457 при n = 1,3; кр = 0,5283 при n = k = 1,4.
Максимальное значение расхода воздуха при истечении через сопло (дроссель) может быть определено по формуле (15.35) при = кр. «Здравый смысл» подсказывает, что чем больше разность давлений р1 – р2, тем больше должен быть расход воздуха. Вычисления по формуле (15.35) показывают, что при р2 /р1 кр расход воздуха уменьшается. Эксперименты же показали, что при кр расход воздуха остаётся постоянным и равным максимальному, достигаемому при = кр (рис. 15.14). Столь существенное различие результатов расчёта и эксперимента говорит о том, что при = кр изменились характер течения потока и его закономерности. При = кр скорость истекающего воздуха достигла скорости звука, а при такой скорости уменьшение давления на выходе не может передаваться через дроссель, так как оно (разрежение) уносится струёй воздуха со скоростью распространения возмущений в воздухе, т.е. со скоростью звука.
По образному выражению Паскаля, в этом случае поток в дросселе «не знает» о том, что давление за дросселем снизилось. Скорость истечения воздуха при р2 кр р1 не может превзойти звуковую. Для получения сверхзвуковых скоростей необходима специальная форма дросселя (сопло Лаваля). В таком дросселе воздуху, достигшему
153
звуковой скорости в сужающейся его части, дана возможность при дальнейшем течении увеличивать свой объем в расширяющейся части. Но максимально возможный расход воздуха через сопло Лаваля также определяется скоростью звука и площадью сечения в самой узкой его части.
На рис. 15.14 линией 1–2 показана закономерность изменения расхода Qm прикр 1 – это так называемое подкритическое истечение. В диапазоне 0 кр расход Qm постоянный и максимально возможный при принятом значении площади А сечения сопла – это так называемое надкритическое истечение. Изображенная пунктиром линия 2–3, определяемая формулой (16.37), физического смысла не имеет.
Задача. Дано: р1, 1, Т1, D, Fшт = Fро, vшт = vро (см. рис. 15.12).
Найти: А – площадь щели дросселя. Последовательность решения.
1. Вычислить необходимое абсолютное давление р2 в рабочей полости пневмоцилиндра из условия получения при установившемся движении необходимой силы на штоке:
Fро = Fшт = D2(р2 – ра) цгм/4, |
(15.37) |
где ра – атмосферное давление.
2.Вычислить отношение = р2 /р1 и сравнить его с критическим значением, вычисленным по формуле (15.36) при n = 1,2…1,3.
3.Вычислить массовый расход воздуха, необходимый для получения требуемой скорости штока и рабочего органа:
Qm = D2 шт 2/4, |
(16.40) |
1
где 2 1 р2 / р1 n – плотность воздуха после истечения из ресивера с давлением р1 в
пневмоцилиндр с давлением р2.
4.Вычислить необходимую площадь щели дросселя А, используя формулу (15.35)
ипринимая = р2/р1, если кр, и = кр, если р2 /р1 кр.
Как сказано выше, использование формул (15.34) и (15.35) предполагает знание эмпирических величин n или , характерных для разрабатываемой системы регулирования скорости. Значения этих величин заранее неизвестны. В рассматриваемом расчете их принимают ориентировочно, затем вычисляют приблизительное значение площади А, устанавливают регулируемый дроссель с близким значением площади и экспериментально подбирают искомое значение А из условия получения требуемой скорости штока.
Контрольные вопросы и задачи
1. Изобразите структурные схемы пневмопривода и компрессорной установки. 2. Перечислите достоинства и недостатки пневматического привода. 3. Чем объясняется низкий КПД пневмопривода? 4. Почему не применяют пневмопривод, если необходимо получить большую движущую силу? 5. Основные характеристики воздуха и воздушного потока. 6. Какой из расходов воздуха – массовый или объёмный – остаётся неизменным по длине трассы в пневмопередаче? Почему? 7. В компрессоре в конце сжатия абсолютная влажность воздуха увеличивается в несколько раз. Как изменяется при этом относительная влажность? 8. Каким
154
способом можно исключить образование водяного конденсата в исполнительной части пневмопривода? Отрицательные последствия образования конденсата летом и зимой. 9. Опишите систему подготовки воздуха для летних условий работы пневмопривода. 10. Опишите систему подготовки воздуха для зимних условий работы пневмопривода. 11. Определите понятие «точка росы». Чему должна быть равна точка росы на выходе из системы подготовки воздуха летом и зимой? 12. Опишите работу исполнительной части пневмосистемы: а – при управлении тормозом; б – при управлении реверсивным пневмодвигателем. Как обеспечивается автоматическое размыкание тормоза при включении пневмодвигателя? 13. При каких условиях работы пневмопередачи протекающие в ней процессы приближаются: а – к изотермическим; б – к адиабатным? 14. Используя уравнение состояния газа и уравнение политропного процесса, получите зависимость для определения температуры воздуха в конце его сжатия в компрессоре. 15. Почему при работе компрессорной установки давление в ресивере остается практически равным давлению на выходе из компрессора? 16. Какая из трёх механических энергий, переносимых воздушным потоком (сжатия, статического давления или кинетическая) наиболее полно используется в пневмодвигателях? 17. Изобразите схему устройства простейшего поршневого компрессора, обозначьте и назовите его основные геометрические и кинематические параметры. 18. Изобразите индикаторную диаграмму реального компрессоров. 19. Вычислите мощность привода компрессора, обеспечивающего подготовку 0,2 кг воздуха в секунду, если показатель политропы 1,25, абсолютное давление на выходе компрессорной установки 8 атм, плотность атмосферного воздуха 1,2 кг/м3. 20. Как влияет объём мертвого пространства на производительность компрессора? 21. Вычислите объёмную и массовую производительности компрессора, если диаметр поршня 140 мм, ход поршня 150 мм, частота вращения коленчатого вала 1 600 об/мин, число поршней 4. 22. Алгоритмы выбора зажимного и транспортирующего пневмоцилиндров. 23. Почему расход воздуха через дроссель перестаёт увеличиваться при р2/р1 кр?
16.ЗАДАНИЯ И ЗАДАЧИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
ИСАМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1.Ответить на контрольные вопросы, приведённые в главах 1–15.
2.Начертить графические обозначения элементов, изображенные в п. 1.5.
3.По рис. 16.1 выполнить описание работы гидропередач бульдозера при подъёме, опускании и повороте отвала в плане (включение, выключение, защита от перегрузок).
Рис. 16.1 Принципиальная гидравлическая схема бульдозера:
Б – бак; ВН1, ВН2 – вентили; ДР – дроссель; КО1, КО2 – обратные клапаны;
КОУ1, КОУ2 – клапаны обратные управляемые (гидрозамки односторонние); КП – клапан предохранительный; МН1, МН2 – манометры; Н – насос; РВД1 – РВД4 – рукава высокого давления; Р1 – распределитель семилинейный четырехпозиционный с открытым центром; Р2 – распределитель семилинейный трехпозиционный с открытым центром;
Т – термометр; Ф – фильтр; Ц1, Ц2 – гидроцилиндры подъёма отвала;
Ц3, Ц4 – гидроцилиндры поворота отвала в плане
155
Пример описания
«При чрезмерном сопротивлении перемещению штоков гидроцилиндров Ц1 и Ц2 открывается предохранительный клапан КП, масло идёт по пути: Б – Н – КП – Ф – Б. Штоки гидроцилиндров Ц1 и Ц2 останавливаются. Давление в трубопроводе на участке
Н– КП колеблется относительно давления рmax настройки клапана КП».
4.По рис. 4.3 выполнить описание работы и свойств управляемого предохранительного клапана непрямого действия:
– назначение клапана и его соединение с линиями гидросистемы машины;
– название и назначение элементов конструкции клапана;
– условия, при которых клапан работает в режиме предохранительного, и пути движения потоков масла при такой работе;
– условия, при которых клапан работает в переливном режиме, и пути движения потоков масла при такой работе;
– процедура настройки клапана без его демонтажа из гидросистемы машины.
5.По рис. 4.10 выполнить описание работы и свойств редукционного управляемого клапана непрямого действия:
– назначение клапана и его соединение с линиями гидросистемы машины;
– название и назначение элементов конструкции клапана;
– пути движения потоков масла при работе клапана в режиме редукционного;
– пути движения потоков масла при открытой на слив линии управления Х.
6.По рис. 6.3 выполнить описание работы и свойств распределителя с закрытым центром и гидравлическим управлением:
– назначение распределителя, название и назначение элементов его конструкции;
– определение площади открытого окна распределителя;
– чем объяснить недостаточную надёжность запирания полостей гидродвигателя при нейтральной позиции распределителя?
– как разгрузить насос при постановке распределителя в нейтральную позицию?
7.По рис. 6.4 и 6.9 выполнить описание работы и свойств распределителя с открытым центром и гидравлическим управлением:
– название и назначение элементов конструкции распределителя;
– пути движения напорных и сливаемых потоков масла по каналам распределителя в нейтральной и рабочих позициях;
– как разгружается насос при постановке распределителя в нейтральную пози-
цию?
– чем достигается чувствительность управления распределителем?
8.По рис. 6.11 и 6.12 выполнить описание работы и свойств распределителя с электрогидравлическим управлением:
– название и назначение элементов конструкции;
– действие оператора при включении распределителя;
– откуда берётся управляющий поток масла, подводимый к пилоту?
– пути движения управляющих и силовых потоков при переводе распределителя в рабочую позицию.
9.Задача. Рассчитать и изобразить график зависимости потерь давления pP-А в
распределителе в функции расхода Q при течении масла из линии Р в линию А. Исходные данные (dз – диаметр золотника; хо – величина открытия окна; Qmin и Qmax) принять в соответствии с номером варианта:
156
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
11 |
12 |
13 |
14 |
|
15 |
16 |
17 |
18 |
|
19 |
20 |
|
dЗ , мм |
|
10 |
|
|
16 |
|
|
|
20 |
|
|
|
|
25 |
|
|
|
32 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
xO , мм |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Q |
, л/мин |
5 |
10 |
|
15 |
20 |
25 |
30 |
|
35 |
40 |
45 |
50 |
|
55 |
60 |
65 |
70 |
|
75 |
80 |
85 |
90 |
|
95 |
100 |
min |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qmax , л/мин |
20 |
25 |
|
30 |
35 |
60 |
65 |
|
70 |
75 |
105 |
110 |
115 |
120 |
185 |
190 |
195 |
200 |
205 |
210 |
215 |
220 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Указания к решению. При движении масла по пути Р – А (см. рис. 6.3) потеря давления ∆р = ξρv2/2, где ξ ≈ 1 – коэффициент местного сопротивления, отнесенный к скорости масла v в окне. Скорость рассчитать через расход масла и площадь окна. Зависимость pP-А = f(Q) вычислить и построить по четырём точкам в диапазоне Qmin – Qmax.
При выполнении расчётов использовать базовые единицы СИ (в этой и других задачах). Результаты вычислений округлять до трёх значащих цифр (например: 53700; 5,37; 0,00537; 5,37·10–3).
10. Задача. Распределитель в рабочей позиции (см. рис. 6.3). Вычислить расход перетечек Qу из напорной линии Р в сливную линию Т.
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
11 |
12 |
13 |
14 |
|
15 |
16 |
17 |
18 |
|
19 |
20 |
dз , мм |
|
10 |
|
|
16 |
|
|
|
20 |
|
|
|
|
25 |
|
|
|
32 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
, мм |
|
0,005 |
|
|
0,006 |
|
|
0,007 |
|
|
0,008 |
|
|
0,009 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
L, мм |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|||||
pр-т , мм |
40 |
38 |
|
36 |
34 |
32 |
30 |
|
28 |
26 |
24 |
22 |
|
20 |
40 |
38 |
36 |
|
34 |
32 |
30 |
28 |
|
26 |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Другие величины: = 860 кг/м3; кинематическая вязкость = 15·10-6 м2/с. Указания к решению. Расход через кольцевой зазор между золотником и корпусом
зависит от вязкости масла, величины зазора и разности давлений между напорной и сливной линиями pр-т . При L/δ > 120 и числе Re < 800 расход через одну щель, м3/с:
|
d |
3k p |
|
|
0,5Q |
з |
р-т |
, |
(16.1) |
|
|
|||
у |
12 L |
|
||
|
|
|||
где dз – диаметр золотника, м; δ – радиальный зазор между корпусом и пояском золот-
ника, м (см. рис. 6.3); k = 2,5 – коэффициент, учитывающий смещение оси золотника относительно оси отверстия на величину ; pр-т – разность давлений, Па; L – длина щели, измеренная вдоль оси золотника, м.
11.По рис. 2.27 и 2.28 выполнить описание устройства и работы насосов с зубчатыми колёсами внешнего и внутреннего зацепления: названия элементов; пути переноса масла из всасывающей линии в напорную; назначение пружин 6 и полости А.
12.Задача. Вычислить рабочий объём qн, производительность Qн, мощность в напорной линии Pнвых и мощность привода Рпн шестерённого насоса при: z1 = z2 = 15;
nн = 25 об/с; ηн = 0,85; ηно = 0,92; pн = 16 МПа. Размеры b и m приведены ниже.
При использовании |
формулы (2.20) принять известные соотношения: |
da dw 2m; df dw 2m; |
dw mz ; m – модуль зубьев. |
|
157 |
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
b, мм |
15 |
18 |
21 |
24 |
27 |
30 |
12 |
15 |
18 |
21 |
24 |
27 |
30 |
12 |
15 |
18 |
21 |
24 |
27 |
30 |
m, мм |
3 |
3 |
3 |
3,5 |
5 |
5,5 |
2,5 |
3,5 |
3,5 |
4 |
4 |
5 |
5 |
2 |
2,5 |
4 |
3 |
5 |
5,5 |
6 |
13. Задача. Для шестерённого насоса подобрать параметры b, z, m, nн. КПД насо-
са: ηн = 0,85; ηно = 0,92. Номинальное давление 20 МПа. Мощность на валу насоса Pвх : |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
|
20 |
Pвх , кВт |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
46 |
|
48 |
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14. Задача. Выбрать дизельный двигатель, насос, гидромотор и трубопроводы (всасывающий, напорный, сливной) для гидропередачи привода рабочего органа (РО). Номинальное давление 20 МПа. КПД: м н 0,9; н-гд-Б = 0,95; про пн 0,97.
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
nро , об/с |
1 |
2 |
|
3 |
2,5 |
1 |
1,5 |
|
2 |
1,2 |
1 |
1,5 |
1,3 |
0,7 |
0,5 |
0,1 |
0,7 |
0,3 |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тро , кН·м |
|
|
10 |
|
|
15 |
|
|
|
20 |
|
|
25 |
|
|
30 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчётная схема приведена на рис. 11.1. Алгоритмы расчёта изложены в главе 11. Характеристики выбираемых элементов см. в таблицах, приведённых ниже.
|
|
|
Таблица 16.1 |
|
Мощность и частота вращения вала дизельных двигателей |
||||
|
|
|
|
|
Марка двигателя |
Завод-изготовитель |
Номинальная мощность |
Номинальная частота |
|
Рд , кВт |
вращения вала nд , об/с |
|||
|
|
|||
|
|
|
|
|
Д21А1 |
Владимирский тракторный |
19,5 |
30,0 |
|
Д210 |
23,5 |
33,3 |
||
Д144 |
|
46 |
33,3 |
|
Д-240; Д-240 Л |
Минский моторный |
57 |
36,66 |
|
Д-243; Д-243 Л |
60,4 |
36,66 |
||
|
||||
СМД-15 Н |
Харьковский моторострои- |
61,1 |
30,0 |
|
СМД-17 Н |
тельный |
73,6 |
30,0 |
|
Д-245 (Д-240 Т) |
Минский моторный |
77 |
36,66 |
|
Д-440-1 |
Алтайский моторный |
93,5 |
29,16 |
|
А-01 М |
99 |
28,33 |
||
|
||||
СМД-62 |
Харьковский моторный |
128,8 |
35 |
|
ЯМЗ-238 ГМ |
|
125 |
28,33 |
|
ЯМЗ-238 НД |
|
158 |
28,33 |
|
ЯМЗ-240 БМ |
Ярославский моторный |
221 |
31,66 |
|
ЯМЗ-240 М |
265 |
35 |
||
|
||||
ЯМЗ-240 ПМ |
|
309 |
35 |
|
ЯМЗ-240 НМ |
|
368 |
35 |
|
У1Д6-ТК-С5 |
Екатеринбургский моторный |
202 |
25,0 |
|
У2Д6-ТК-С5 |
||||
|
|
|
||
158
|
|
|
|
|
Таблица 16.2 |
Характеристики аксиально-поршневых насосов-гидромоторов |
|||||
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
Марка насоса-мотора |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
310.12 |
310.16 |
410.56 |
410.112 |
310.224 |
Рабочий объём, см3 |
11,6 |
28,1 |
56 |
112 |
224 |
Давление, МПа: |
|
|
|
|
|
номинальное |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
максимальное |
35 |
35 |
35 |
35 |
32 |
Частота вращения вала, об/с |
|
|
|
|
|
номинальная |
40 |
32 |
25 |
25 |
20 |
максимальная |
100 |
83,3 |
62,5 |
50 |
33,3 |
минимальная для моторов |
0,83 |
0,83 |
0,83 |
0,83 |
0,83 |
минимальная для насосов |
6,7 |
6,7 |
6,7 |
6,7 |
6,7 |
Номинальная производительность насоса, л/мин |
27,0 |
52,3 |
79,8 |
159,6 |
256 |
Вращающий номинальный момент мотора, Н·м |
36,2 |
87,6 |
171,2 |
342,8 |
669 |
Номинальная мощность насоса на валу, кВт |
9,8 |
19,1 |
29,2 |
60,3 |
95,1 |
КПД: |
|
|
|
|
|
насоса полный |
0,925 |
0,925 |
0,91 |
0,91 |
0,88 |
насоса объемный (коэффициент подачи) |
0,97 |
0,97 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
мотора полный |
0,92 |
0,92 |
0,91 |
0,91 |
0,90 |
мотора гидромеханический |
0,98 |
0,98 |
0,96 |
0,96 |
0,938 |
Таблица 16.3
Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные по ГОСТ 8734
Наружный диаметр dнар |
*, мм |
Толщина стенки |
** |
|
|
|
|
, мм |
|
Номинал |
|
Допуск |
|
|
5 |
|
|
0,3…1,5 |
|
6 |
|
±0,15 |
0,3…2 |
|
7…9 |
|
0,3…2,5 |
|
|
|
|
|
||
10 |
|
|
0,3…3,5 |
|
11; 12 |
|
|
0,3…3,5 |
|
13…15 |
|
|
0,3…4 |
|
16…19 |
|
|
0,3…5 |
|
20 |
|
±0,3 |
0,3…6 |
|
21…23 |
|
0,3…6 |
|
|
|
|
|
||
24 |
|
|
0,3…6,5 |
|
25…28 |
|
|
0,4…7 |
|
30 |
|
|
0,4…8 |
|
32…36 |
|
|
0,4…8 |
|
38; 40 |
|
±0,4 |
0,4…9 |
|
42 |
|
1…9 |
|
|
45; 48 |
|
|
1…10 |
|
50 |
|
|
1…12 |
|
51…76 |
|
|
1…12 |
|
80…95 |
|
|
1,2…12 |
|
100 |
|
±0,8 |
1,5…18 |
|
110…130 |
|
1,5…22 |
|
|
|
|
|
||
140 |
|
|
1,6…22 |
|
150 |
|
|
1,8…22 |
|
159
Окончание табл. 16.3
Наружный диаметр dнар |
*, мм |
Толщина стенки |
** |
|
|
|
|
, мм |
|
Номинал |
|
Допуск |
|
|
160 |
|
|
2…22 |
|
170; 180 |
|
|
2…24 |
|
190 |
|
|
2,8…24 |
|
*В указанных пределах брать из ряда: 7; 8; 9; 13; 14; 16; 17; 18; 19; 21; 22; 23; 25; 26; 27; 28; 32; 34; 35; 51; 53; 54; 56; 57; 60; 63; 65; 68; 70; 73; 75; 76; 80; 83; 85; 89; 90; 95; 100; 102; 108; 110; 120; 130; 200; 210; 220.
**В указанных пределах брать из ряда: 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1 (с допуском ±0,12 мм); 1,2; 1,4; 1,5; 1,6; 1,8; 2; 2,2; 2,5; 2,8; 3; 3,2; 3,5; 4; 4,5; 5 (с допуском ±10 %); 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 24 (с допуском ±8 %).
15.Задача. Вычислить необходимую
р = 32 МПа |
частоту вращения вала насоса с рабочим объё- |
|
мом 160 см3, который при номинальном давле- |
||
М |
||
Н |
нии 32 МПа обеспечивает питание гидромотора |
|
|
и подъём груза весом 250 кН на высоту 12 м за |
|
nН = ? |
36 с. |
|
v – скорость подъёма |
16. Задача. Построить график изме- |
|
груза |
нения частоты вращения вала гидромотора |
|
Груз |
||
nм, если сначала увеличивали рабочий объ- |
||
F = 250 кН |
||
ём насоса qн от qно = 5 см3 до qн max = 100 см3 |
||
Рис. 16.1. Расчётная схема |
при постоянном рабочем объёме гидромо- |
|
к решению задачи 15 |
тора qм max = 100 см3, а затем уменьшали ра- |
|
|
бочий объём гидромотора от qм max = 100 см3 |
|
до qм min = 20 см3. Объёмный КПД: ηно= ηмо = 0,9. |
||
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
nн, об/с |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
25 |
27 |
29 |
31 |
33 |
35 |
37 |
39 |
41 |
17. Задача. Вычислить диаметр поршня D и штока d гидроцилиндра, преодолевающего втягиванием штока сопротивление движению рабочего органа Fро. Отношение d/D = 0,5. Величины Fро и pном :
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
11 |
12 |
13 |
14 |
|
15 |
16 |
17 |
18 |
|
19 |
20 |
Fро , кН |
100 |
120 |
140 |
160 |
200 |
220 |
240 |
260 |
300 |
330 |
360 |
380 |
400 |
420 |
440 |
460 |
480 |
500 |
520 |
540 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pном , МПа |
|
|
16 |
|
|
|
20 |
|
|
25 |
|
|
|
|
32 |
|
|
|
32 |
|
|||||
18. Задача. Вычислить диаметр поршня D гидроцилиндра, преодолевающего выдвижением штока сопротивление на рабочем органе Fро. Скорость рабочего органа vро = 4 м/с, ход Хро = 8 м. Параметры Fро и pном принять по исходным данным задачи 17.
160