Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Чарей В.Е. Гидравлические машины учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.58 Mб
Скачать

-67

Ре ш е н и е . Общая площадь фильтра

Скоро

кид..........

 

 

 

 

 

 

коз#ицибят

потерь по формуле

(71)

 

 

С

=

1,3

( 1 - 0 ,з б И 2 ,7 6 - 1 )2= 3 ,9 ; принимаем

С =

4 .

Потери

напора по формуле (70)

 

 

 

 

 

6 . гидравлический расчет домкрата

 

 

Гидравлический расчет домкрата сводится прежде всего

к

определению

диаметра поршня домкрата, при условии, что время

его подъема

на будет превышать определенного времени

(обычно

1-3 мин.).

 

 

 

 

 

 

На рис.

46 показаны схема гидравлического домкрата. Комп­

рессор I и домкрат 2 соединены трубопроводом d длиной

6 с

краном 3 .

 

 

 

 

 

 

Для расчета

домкрата необходимо

знать:

 

 

т- массу домкрата;

р— к .п .д . домкрата;

d u t

-

диаметр и длина трубопровода;

ft

-

давление в компрессоре;

Л- высота подъема домкрата.

Пример I I .

Произвести гидравлический

расчет домкрата,

т .е . определить

диаметр

домкрата

В

при

у р о в н и ,

чтобы вре­

мя подъема

t

на

превышало

1-3

мин., т

- 4200

к г ,р

=0,8,

d = 5

си, £

=

50

м, f t

= 60

м во д .о т.

(600 000 h/ m^ j A. =

1,3м.

Р е

ш е

н и е .

Площадь поршня

(полагая

потери

напора

в

трубопроводе

равными нулю.

 

 

 

 

 

 

-6 8 -

Расход ЖИДКОСТИ, подводимой по трубопроводу (при этом вре­

мя подъема

принято

t

-• 100

сек.)*

 

 

 

 

 

 

г

й| 100

=

И 20 см3/сек к 1,12 л /сак.

 

 

 

 

 

 

 

 

J 3 * p y j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

3 \

/

 

 

fJ

L

ГТч*»

 

 

 

 

 

■А------L .......т

~ rf"

t

 

 

 

 

 

 

 

\d _

 

 

 

 

 

 

Рис.

46. Схема гидравлического

 

 

 

 

 

 

 

домкрата.

 

 

 

 

Скорость

движения жидкости в трубопроводе

 

 

 

 

7Г- £

_ Ж

= Щ

О

= 5 7 см Jсек

 

Потери

напора

в трубопроводе

(принимая соответствующие

коэффициенты потерь по справочнику)

 

 

 

ilr I C fg

 

 

я С *+ ^ 9 ***)% =0+{+2‘О ,5+ЗОн)^-56сггО £6п.

 

 

 

 

Cgx j Сф] &к - приняты

ориентировочно;

 

 

с = л ^ = 2дШ _1-50Ш _ = 3 0 ,

 

 

 

 

 

У

D

5

 

 

 

 

 

при

этом

Л -"коэффициент Дарси -принят

ориентировочно для

воды

равным 0 ,0 3 ;

более

точное

определение

Л

указано в кур­

сах

гидравлики.

 

 

 

 

 

 

 

 

Площадь поршня домкрата с учетом потерь напора в трубопро­

воде

с р

т р

_ 7/200-9,87

 

df200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[бОООО-ЮОО-ЩОрбрб1/75600 ■Ot067М2~ 870см а.

Диаметр поршня домкрата

- 69 -

Разумеется, диаметр поршня зависит от принятого времени

подъема (в данном случае было принято

t

= 100 сан.)*

7 . Понятие о гидравлических следящих системах

Гидравлические следящие системы нашли широкое применение

в рулевых управлениях самолетами, катками,

автопогрузчиками

и др.

 

 

Следящее действие обеспечивается системой обратной связи между ведомым элементом и рукояткой управления распределите­ ля. Э^а система прекращает движение ведомого элемента, как только прекращается движение золотника распределителя. В боль­ шинстве современных конструкций обратная связь осуществляет­ ся тем, что корпус золотника объединяется с корпусом силового цилиндра.

Принцип действия следящей системы состоит в следующем:

при перемещении

ручки

управления I

(рис. 47)

перемещается

узел 2. Так как

силы,

противодействующие смещению золотников

8, значительно

меньше сил в системе силового

цилиндра порш­

ня 7 , то

узел

5

в первый момент движения узла

2 может рассмат­

риваться

как

неподвижный, поэтому

движение ручки I вызывает

через рычаг 4 смещение золотника 8. В результате этого жид - кость поступает в соответствующую полость цилиндра б , что вы­ зывает перемещение поршня 7, а следовательно, и узла 5 выхода

Рис. 47. Схема следящего действия гидростатической передачи.

на некоторый путь, пропорциональный отклонению узла 2 системы ручки управления. ■

Если движение ручки I будет прекращено, то узел 2 токе ос­ тановится, и движущийся поршень 7 сообщит через рычаг 4 плун - жеру золотника 8 перемещение,противоположное тому, которое он

70

получил до этого. Вследствие того, что окна золотника из-за обратного движения его плунжера будут перекрываться, количе­ ство масла, поступающего в цилиндр, уменьшится, и скорость движения поршня 7, будет уменьшаться до тех пор, пока в среднем (нейтральном) положении плунжера золотника, в кото­ ром окна полностью перекрываются, она не станет равна нулю. При смещении плунжера золотника 8 в другую сторону движение всех элементов регулирующего устройства будет происходить в

противоположном напразлеиии..

 

 

 

 

Следящая система

применяется в основном

для

разгрузки

ручки управления

и улучшения маневренности агрегата.

 

Г Л А В А

4.

Гидродинамические

передачи

 

 

л. Принцип действия гидродинамических передач

 

 

Г и д р о д и н а м и ч е с к о й

п е р е д а ч е й

н а з ы в а е т с я

машина, ооеспечивающая передачу мощно­

сти

с ведущего

вала

на ведомый без жесткой

связи

за счет

взаимодействия

лопастных колес с рабочей жидкостью.

 

По принципиальному устройству гидропередачи

делятся на

два

вида:

 

 

 

 

 

 

-гидродинамические муфты (сцепления); представлены на рио. 48;

-гидродинамические трансформаторы (преобразователи кру­ тящего момента); даны на рио. 49.

Рио. 48. Схема гидромуфты:

Рис. 49.

Схема гидротранс-

I и П - ведущий и

 

 

 

 

ведомый валы;

ДиМСШ .ВсиШ)

 

1

- насосное колесо;

колесо;

2

- турбинное колесо,

1

-

насосное

 

 

2

-

турбинное

колесо;

 

 

3

-

направляющий аппа­

 

 

 

 

рат.

 

- 71 -

Принципиальная схема гидродинамической передачи показана на рис. 50. Через ведущий вал I мощность ос двигателя подво­ дится к насосу i ; при вращении насоса жидкость, которой за - полнена внутренняя полость гидропередачи, высасывается из трубы б, и в рабочем колесе насоса происходит преобразование механической.энергии в энергию жидкости. Затем жидкость через спиральную камеру, направляющий аппарат 2 и груоокрозод 3 по­ ступает в направляющий аппарат 4 , а затаи в спиральнуюкамеру турбинного колеса 5.

Рис. ЬО. Схема гидродинамической передачи.

з рабочем колесе турбины энергия жидкости превращается в механическую энергию ведомого вала И, через который подводит­ ся к рабочей машина. Из турбины рабочая жидкость возвращается в трубопровод б и процесс повторяется. Из рис. 50 видно, что вследствие большой длины подводящих и отводящих труоопроводов потери напора будут велики, а схема не экономична. Поэтому гидродинамическая передача решается конструктивно путем сое­ динения всех рабочих элементов в общий кожух.

г. Основные параметры гидродинамических передач

Косновным параметрам передач относятся мощность или мо­ мент на ведущем и ведомом валах, число оборотов, а также на­

 

 

 

 

- 7 2

-

 

 

 

 

 

пор

Н и производительность

Q.

 

 

 

 

 

 

Мощность следует относить

как к насосу,

гак и к

турбине:

 

 

 

 

 

 

 

 

(72)

 

 

 

 

М' =£т ^

. к6т >

 

 

(Vi)

 

 

 

где

AfH yMr -

полезная

мощность

турбины

и насоса;

 

 

 

 

QH, Qr -

производительность, расход циркуляции,

насоса

 

 

и турбины;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нц,Нг ~

напор насоса и турбины; ( Нн

- положительный,

 

 

так как энергия жидкости увеличивается за счет

 

 

подводимой энергии от двигателя; Нг

-

отрица­

 

 

тельный,

так

как

напор

уменьшается

 

за

счет

 

 

передачи его

на

движитель).

 

 

 

 

.

Как видно из формул

(72),

и

(7 3 ), мощность зависит

от

;

в связи с этим существенное значение имеет способность гидро -

трансформатора

изменять

расход при n ^ c o n s t и /гг= гга г .

Отношение

полезной

мощности Мн и Мг к подводимой

называется к .п .д . колеса

ч1* ф II II

№ )

(75)

М о щ н о с т ь , подводимая к турбине, не что иное, как по­ лезная мощность насоса, т.,е. Жн = ЖТ

тогда к .п .д . гидропередачи будет

равен произведению

у т ,

т .е . получим

Л т_

 

 

 

Ан

жг

(77)

 

Г ? н?т

Жн

Жн

 

fT А'н

1

 

или отношение полезной мощности турбины к подводимой мощности

нвсоса.

 

П е р е д а т о ч н ы м

ч и с л о м ' гидропередачи

называется отношение числа оборотов турбины к числу оборотов насоса

 

 

 

 

-

73

 

 

 

 

 

я ,

(78)

 

 

 

 

L =

 

 

 

 

 

Пн

 

Если принять

во внимание что

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

А/= Мсо

,

(79)

где

М

-

крутящий момент,

 

 

со

-

угловая

скорость,

 

то к .п .д , гидропередачи можно предотэвить из (77) и (79) в ви-

Д0

Мг '(л>г

? s ~ ± —Г " = (80).

Мн сдн

где к -. коэффициент трансформации;

3 . Гидродинамические ычФтьГ

На рис. 51 и 52 приведена принципиальная схема гидроиуф - ты (о тором и без тора). Гидромуфта состоит из двух основных элементов: насосного колеса 1 и турбинного колеса 2 , которые крепятся соответственно к первичному ведущему валу I и ко вторичному - ведомому валу П; кроме этого, необходимыми эле­ ментами являются кожух З и уплотнение 4,

Насооное и турбинное колеса в гидромуфте обычно имеют одинаковую лопастную систему и располагаются в непосредствен­ ной близости друг от друга. Лопатки гидромуфт в большинстве случаев делают радиальными (рис. 53).

Рабочая жидкость, находяоь в этих колеоах, отбрасывается

- 74 -

лопастями вращающегося насосного колоса к периферии и нагне­ тается о турбинное колесо, которое реализует энергию, получек ную через жидкость от насосного колеса, и вращается в ту же сторону. С лопастей турбинного колеса рабочая жидкость воз - вращается в насосное колесо, образуя замкнутый круг циркуля­ ция (в мервдиальной плоскости гидромуфты). Система охлаж­

Рис. бЗ. колесо гидромуфты (без тора)

дается путэм естественной теплопередачи или принудительным спо­ собом.

Гидромуфта обеспечивает гибкое соединение валов и переда­ чу момента без изменекия его величины, а следовательно, про - исходит изменение скорости ведомого вала при постоянной ско -

росги ведущего вала,

.

Как и в обычном центробежном

насосе, жидкость, вращаясь .

вместе с колесом, приобретает от рабочих органов насоса доба­ вочную энергию, дополнительно к гой, которой она обладазт, подтекая к наеоеу. Небольшую чаоть этой добавочной энергии (Й-3ft) жидкость затрачивает на преодоление гидравлических сопротивлений, а большую часть приобретенной в насосе энергии (97-98$) отдает на ведомый вал при протекании по каналам тур­ бины.

Как и во всяком механизме, мощность на ведомом валу будет меньше, чем на ведущем, на величину, затрачиваемую на преодо­ ление различных сопротивлений. Поэтому происходит повышение температуры рабочей жидкости и деталей муфты.

Турбина вращается внутри корпуса насоса, но с оборотами меньшими, чем обороты насоса. Таким образом, вое элементы гидромуфты вранц стоя, что является ее основной особенностью. Кожух и лопаточные колеса гидромуфты перед пуском должны быть заполнены рабочей жидкостью. Чаще всего в качестве рабочей жидкости применяются масла с плотностью 880-930 к г /и 3 и вяз - костью от. I до 8°(градуоов Энглера).

Гидромуфта по сравнению с механическими муфтами имеет ряд

- 75 -

преимуществ, одним из которых является отсутствие жесткой свя­

зи между ведущим и ведомым валами, что защищает двигатель от ударных нагрузок и уменьшает износ деталей.

Из закона моментов количества движения системы при устано­ вившемся движении следует

 

м н - - м т .

( 81)

Э т о

п е р в о е

о с н о в н о е

у р а в н е н и е

г и д р о м у ф т ы ,

откуда видно, что. при

любых установив­

шихся условиях момент двигателя, измеренный непосредственно на ведущем валу (у насоса), равен моменту на ведомом валу ( у

турбины). В условиях неустаиовившегося движения, когда проис­

ходит изменение оборотов системы (при трогании о места, при

 

остановке и регулировке), равенства моментов Мн и /1Т

не

бывает, так как разность моментов вызывается'появлением уско - рения системы.

Отношение

полезного момента турбины И т

к подводимому

моменту насоса

называется коэффициентом

трансформации

при изменении оборотов КФ J .

При работе гидромуфта на ее рабочее колесо действуют кру - тящие моменты (согласно, уравнению Эйлера для центробежных ма -

шин):

 

 

 

 

 

-

для

насоса

Мн =f Q ( Ъ со*

° ( г н 00^ , ^ - и ->)

( 82)

-

ДЛЯ

ТурбИНЫ

-fO-faz-тC° S ° (z ^ r ~ iC^ T COSo(!^ T -/)-

(35)

Рассмотрим процесс преобразования энергии в гидромуфте.

Вдоль

линии тока

( р и с .Ы ) в точке

1 на выходе из трубины

и

на входа в насос значение энергии будет минимальным. При вра­

щении

насосного колеса жидкость за счет подводимой мехзниче -

ской

энергии будет

перемещаться от

точки а

к

точке б .

По­

кинув

колесо насоса, жидкость попадает на турбинное колесо

я ,

по мере протекания

в ном от точки б

к точке

а

, энергия

ее

будет

уменьшаться,

превращаясь в механическую энергию ведомого

вала

и частично в

потери.

 

 

 

 

76 -

Коэффициент полезного действия гидромуфты определяется по формуле

где

N T

- мощность, отдаваемая валу турбины;

 

 

 

N T= Мт t o r

 

Мт -

момент на валу турбины;

 

сог

-

угловая скорость колеса турбины;

 

А/н

-

мощность, подводимая к валу наоооа;

 

 

 

МН=МН сон

 

Мн

-

момент на валу насоса;

 

оон

-

угловая скорость колеоа насоса.

 

 

 

Хвяерь можно написать

 

_ Mr СОт _ СО-р_tc г

 

 

~ГЬМ *н = 00н ~ л „ *

(84)

Э т о

в т о р о е

о с н о в н о е

у р а в н е н и е

г и д р о м у ф т ы ,

которое показывает,

что /? муфты

равен отношению оборотов вала турбины к оборотам

вала насоса.

движение потока кидкооти в гидромуфте весьма

сложное

и

мало изучено. Поэтому чаще воего прибегают к опытам, оценку качества муфт производят на основании характеристик. Внешняя характеристика гидромуфта (рис. 54) строится на основании ис-

 

 

Рис. ЬЬ.

Внешняя характеристика «гидромуфты,

нытания или расчета, при

постоянном числе оборотов насосного

колеса

п н

и постоянной вязкости V ^ c o n s t . Она определи-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ