Файл: Уч пособие по лаб раб 1 часть.doc

5. Заменить напорный клапан прямого действия на клапан непрямого действия.

6. Повторить эксперимент по п. 2 –4 увеличив число промежуточных точек измерений при малых расходах жидкости для выявления зоны работы управляющего ЗРЭ.

Обработка и анализ результатов испытания

1. Рассчитать расходы жидкости для всех точек измерений.

2. По результатам расчетов построить на одном графике характеристики p=f(Q) для клапанов прямого и непрямого действия.

3. Для каждого клапана определить неравномерность поддерживаемого им давления как разность наибольшего и наименьшего значений в выбранном диапазоне изменения расхода. Результаты расчета выразить в процентном отношении к давлению настройки клапана.

4. Объяснить различие в характеристиках напорных клапанов прямого и непрямого действия.

Содержание отчета

В отчете приводятся гидравлическая схема испытаний; таблицы с результатами измерений и расчетов расходов рабочей жидкости для каждого типа напорного клапана; графические зависимости p=f(Q);рассчитанные значения неравномерностей поддерживаемых ими давлений и их оценка.

Контрольные вопросы для домашней подготовки

1. Какое функциональное назначение имеют напорные клапаны в гидравлических системах?

2. Каково устройство и принцип действия напорных клапанов прямого и непрямого действия?

3. В чем принципиальное отличие напорных клапанов прямого и непрямого действия?

4. Что представляют собой статические характеристики напорных клапанов и какие их качества они характеризуют?

5. В чем состоит назначение управляющего ЗРЭ в напорном клапане непрямого действия?

6. В чем состоит особенность снятия статических характеристик напорных клапанов прямого и непрямого действия?

7. За счет чего обеспечивается примерное постоянство давления на входе в напорный клапан прямого (непрямого) действия при различных расходах рабочей жидкости через него?

8. Какие параметры напорного клапана определяют отклонение установленного давления и какие существуют возможности его уменьшения?

9. Из каких соображений выбираются пружины напорных клапанов прямого и непрямого действий?

10. Зачем необходим прогрев рабочей жидкости до начала испытаний клапанов?

Лабораторная работа №4 испытание редукционного клапана Устройство и принцип действия редукционного клапана

Редукционные клапаны предназначены для поддержания в отводимом от них потоке рабочей жидкости стабильного давления p₂, более низкого, чем давлениеp₁в подводимом потоке. Они применяются в гидросистемах, в которых от одного насоса питается несколько потребителей, требующих разных давлений.

Редукционные клапаны могут быть выполнены в виде двухлинейных и трехлинейных. Двухлинейные клапаны обеспечивают стабильное пониженное давление на выходе только при наличии расхода рабочей жидкости от редукционного клапана к потребителю. Трехлинейные клапаны поддерживают пониженное давление в выходной гидролинии при любом направлении движения жидкости и даже при его отсутствии.

На рис. 4.1 приведена схема трехлинейного редукционного клапана. Давление в выходной гидролинии определяется усилием регулируемой пружины 1 управляющего клапана, начальное сжатие которой изменяется с помощью винта и соответствует давлению настройки клапана. Основной запорно-регулирующий элемент (ЗРЭ) имеет два рабочих проходных сечения. Проходное сечение Iобеспечивает понижение давленияp₂ на выходе из клапана по сравнению с давлениемp₁на входе. Проходное сечениеIIобеспечивает слив жидкости при обратном направлении течения рабочей жидкости или при отсутствии расхода в выходной гидролинии.

Рис. 4.1. Схема трехлинейного редукционного клапана

При работе клапана через вспомогательный ЗРЭ 1 всегда имеет место какой-то расход рабочей жидкости. При изменении давления на выходе из клапана, например увеличении, происходит увеличение проходного сечения ЗРЭ 1 и расхода рабочей жидкости через постоянный дроссель 3. При этом возрастает перепад давления на дросселе, в результате чего золотник основного ЗРЭ 4 перемещается вверх уменьшая его рабочее проходное сечение I. Гидравлическое сопротивление рабочей щелиIосновного ЗРЭ уменьшается, что приводит к снижению давленияp₂. При изменении направления движения жидкости золотник основного ЗРЭ поднимается вверх приоткрывая рабочее проходное сечениеIIи не допуская повышения давленияp₂выше давления настройки клапана. При отсутствии расхода в выходной линии клапана рабочая жидкость из входной линии направляется на слив последовательно через рабочие щелиIиII, а давлениеp₂ все также определяется давлением настройки пружины 1 клапана. Таким образом, редукционный клапан работает как автоматическое устройство, стремящееся поддерживать давление во выходной гидролинии постоянным, в силу чего он иногда называется регулятором давления.

К основным параметрам редукционных клапанов относятся: условный проход D_у, характеризующий размер проходного сечения; номинальные значения расходаQи давленияp₁на входе в клапан, диапазон изменения давленияp₂, а также точность поддержания давленияp₂ постоянным в рабочем диапазоне изменения расхода.

Теоретические характеристики

Статические характеристики редукционного клапана определяют зависимости давления на выходе из клапана от давления на входе и от расхода жидкости через него.

Они могут быть получены из следующих уравнений, при записи которых сила трения и гидродинамическая сила приняты равными нулю.

Уравнение силового равновесия золотника клапана

, (4.1)

где D – наибольший диаметр золотника, h – открытие рабочего проходного сечения I, R₀ – усилие сжатия пружины, соответствующее h = 0, с – жесткость пружины основного золотника.

Уравнение расхода жидкости через рабочее проходное сечение I

, (4.2)

где d –диаметр рабочего проходного сечения I.

Из этих уравнений получаем выражение, связывающее p₂, p₁ иQ.

. (4.3)

Анализируя уравнение (4.3) можно заметить, что с увеличением расхода рабочей жидкости давление, поддерживаемое редукционным клапаном, уменьшается. Причем степень изменения давления уменьшается с увеличением наибольшего диаметра золотника и уменьшением жесткости пружины. Учитывая, что пружина золотника несиловая, трехлинейные редукционные клапаны поддерживают выходное давление с достаточно высокой степенью точности.

Цель и содержание работы

Целью работы является экспериментальное получение характеристик трехлинейного редукционного клапана. При выполнении работы определяются зависимости p₂ = f(p₁) при различных давлениях настройки клапана и p₂ = f(Q). Рассчитывается точность поддержания давления p₂ постоянным в полном диапазоне изменения расхода.

Описание схемы испытаний

Для получения характеристики клапана собирается гидравлическая схема, приведенная на рис. 4.2. К выходному штуцеру насосной установки НУ подсоединяется напорный клапан КН, с помощью которого изменяется давление на входе в испытуемый редукционный клапан КР. Дроссель ДР предназначен для изменения расхода рабочей жидкости через редукционный клапан. Измерение расхода проводится с помощью мерного бака МБ.