Файл: Уч пособие по лаб раб 1 часть.doc

Теоретические характеристики

К статическим характеристикам регуляторов расхода относятся: регулировочная Q = f (f_др) – зависимость расхода Q от площади проходного сечения дросселя f_др при постоянной разности давлений во входной и выходной гидролиниях и зависимость расхода от разности давлений в выходной и входной гидролиниях Q = f (p₁- p₂) для постоянных проходных сечений дросселя.

Для двухлинейного регулятора расхода (см. рис. 6.1) зависимость, связывающая перечисленные параметры имеет вид

(6.1)

где μ – коэффициент расхода дросселя, f_др – площадь рабочего проходного сечения, ρ – плотность рабочей жидкости.

Из уравнения равновесия золотника клапана

(6.2)

где R_пр(0) – усилие пружины с жесткостью c при h = 0, следует, что

(6.3)

где h₀ –начальное сжатие пружины, соответствующее положению золотника при h = 0.

Тогда из уравнений (6.1 и 6.3) получаем

(6.4)

Пружина золотника предназначена для преодоления только сил трения при его перемещении, и следовательно, она несиловая. Поэтому начальное сжатие пружины может быть обеспечено намного больше максимального перемещения золотника, в результате чего расход рабочей жидкости можно считать практически постоянным.

С учетом действительного соотношения между h₀ и h при увеличении давления p₂ имеет место некоторое уменьшение расхода жидкости через двухлинейный регулятор расхода.

Также можно показать, что регулятор расхода будет поддерживать постоянным расход и при изменении давления p₁ на входе в него.

Для преодоления сил трения достаточно перепада давления на торцах золотника Δp = p₃ – p₂ = 0.2...0,5 МПа. Т.е. клапан постоянной разности давлений обеспечивает достаточно малые потери энергии на регулируемом дросселе, что делает применение двухлинейного регулятора расхода более экономичным по сравнению с обычным дросселем. Конечно, при этом надо учитывать и некоторую разность в их стоимости.

Цель и содержание работы

Целью работы является экспериментальное получение статических характеристик двухлинейного регулятора расхода. Определяются зависимости расхода от разности давлений во входной и выходной гидролиниях Q = f (p₁-p₂) для различных проходных сечений дросселя. При выполнении работы устанавливаются три проходных сечения дросселя, одно из которых максимальное. Рассчитываются площади выбранных проходных сечений.

Описание схемы испытаний

Для получения статических характеристик регулируемого двухлинейного регулятора расхода собирается гидравлическая схема, приведенная на рис. 6.3. Регулятор расхода РР подключается к выходной гидролинии насосной установки НУ. Давление на входе в регулятор расхода настраивается с помощью напорного клапана КН1. Изменение давления на выходе из регулятора расхода осуществляется напорным клапаном КН2. Измерение расхода проводится с помощью мерного бака МБ. Давления определяются по показаниям манометров М1 и М2.

Рис. 6.3. Гидравлическая cхема испытаний регулятора расхода

Порядок выполнения работы

1. Собрать гидравлическую схему приведенную на рис. 6.3.

2. Настроить напорный клапан КН1 на давление 5 МПа, обеспечив максимальный расход рабочей жидкости через него путем закрытия регулятора расхода РР, и дать прогреться жидкости в течение 10 мин.

3. Установить на дросселе регулятора расхода максимальное рабочее проходное сечение f_{др 1} = f_{др max}.

4. Изменяя давление p₂ на выходе из регулятора расхода с помощью напорного клапана КН2 в диапазоне от минимального до максимального (6 – 8 значений) измерять расход Q, давления p₁ и p₂. Результаты измерений заносить в таблицу по форме табл. 6.1.

Таблица 6.1

5. Повторить п. 4 при проходном сечении дросселя регулятора расхода, равном f_{др 2} = 0, 5 f_{др max} . Установку заданного проходного сечения дросселя рекомендуется проводить по времени наполнения одинакового объема мерного бака по сравнению с f_{др max} (т.е. в два большем) при минимальном давлении на выходе из регулятора расхода.

6. Установить давление на выходе из регулятора расхода p₂, равное (1 – 1,5) МПа при максимальном рабочем проходном сечении дросселя регулятора расхода.

7. Изменяя давление p₁ на входе в регулятор расхода с помощью напорного клапана КН1 в диапазоне от минимального до максимального (6 – 8 значений) измерять расход Q, давления p₁ и p₂.

8. Повторить п. 7 при проходном сечении дросселя, равном половине от максимального.

Обработка и анализ результатов испытания

1. Рассчитать расходы жидкости для всех точек измерений.

2. По результатам измерений построить на одном графике статические характеристики двухлинейного регулятора расхода –зависимости расхода от разности давлений во входной и выходной гидролиниях Q=f (p₁- p₂) (при изменении давленияp₂) для трех проходных сечениях дросселя.

3. На втором графике построить Q=f (p₁- p₂) (при изменении давленияp₁) также для двух проходных сечениях дросселя.

4. По результатам измерений в п. 4 и 7 рассчитать площади выбранных проходных сечений дросселя регулятора расхода по формуле (6.1) при трех средних значений перепадов давления на нем, считая режим течения жидкости в дросселе близким к турбулентному и приняв μ= 0, 65; ρ = 900 кг/м³. Принять, что при работе регулятора расхода, давлениеp₃отличается от давленияp₁примерно на 0, 25 МПа.

Содержание отчета

В отчете приводятся гидравлическая схема испытаний, 4 таблицы с результатами измерений и расчетов расходов рабочей жидкости, графические зависимости Q = f (p₁- p₂) для двух проходных сечений дросселя, приведенные ни двух рисунках (при изменении давления p₁ и p₂,) и расчет выбранных площадей проходных сечений дросселя регулятора расхода.

Контрольные вопросы для домашней подготовки

1. Какое функциональное назначение имеют регуляторы расхода в гидравлических системах и чем отличие их от дросселей?

2. Почему расход рабочей жидкости в регуляторе расхода можно считать практически постоянным?

3. В чем принципиальное отличие трехлинейных регуляторов расхода от двухлинейных и каковы области их применения?

4. В чем состоит экономичность работы гидросистемы с трехлинейным регулятором расхода?

5. Что представляют собой статические характеристики двухлинейного регулятора расхода и какие его качества они характеризуют?

6. Какие факторы определяют характер зависимости расхода рабочей жидкости от выходного давления для двухлинейного регулятора расхода?

7. От чего зависит точность поддержания постоянным расхода рабочей жидкости с помощью регулятора расхода?

8. Из каких соображений выбирается жесткость пружины клапана постоянной разности давлений в регуляторе расхода и к чему может привести установка более жесткой пружины?

9. Почему расход рабочей жидкости через регулятор расхода поддерживается постоянным не в полном диапазоне изменения давлений p₁ и p₂, устанавливаемых в ходе испытаний?

10. Почему при изменении проходного сечения дросселя и постоянном давлении на выходе из регулятора расхода изменяется входное давление?

Лабораторная работа №7 испытание делителя потока Устройство и принцип действия делителя потока

Делители потока предназначены для разделения одного потока рабочей жидкости на два или более потоков и поддержания в них заданного соотношения расходов вне зависимости от давлений в отводимых потоках. Обычно расходы в отводимых потоках поддерживаются равными, что обеспечивает одинаковые скорости перемещения нескольких гидравлических исполнительных устройств независимо от различия воспринимаемых ими нагрузок.

Конструктивная схема делителя потока, обеспечивающего деление потока на два, показана на рис. 7.1. Делитель потока состоит из золотника 1, перемещающегося во втулке 2 и образующего с ней два переменных дросселя с рабочими щелями h₁иh₂, и двух постоянных дросселей 3 и 4 с проходными сечениямиf₃иf₄. Подводимый поток рабочей жидкости через постоянные дроссели с расходамиQ₁иQ₂направляется в торцовые камеры золотника с давлениямиp₃иp₄.

(7.1)

(7.2)

В состоянии силового равновесия золотника без учета осевых гидродинамических сил и сил трения p₃=p₄. Тогда приравняв коэффициенты расходов дросселей 3 и 4μ₃=μ₄, получаем

(7.3)

Рис. 7.1. Схема делителя потока

Следовательно, соотношение расходов в гидролиниях делителя потока определяется площадями проходных сечений постоянных дросселей. При f₃=f₄имеет место равенство расходовQ₁=Q₂.

Если произойдет изменение давления в одной из отводимых гидролиний, например давление p₁ увеличится по сравнению с тем, которое было при равенстве расходовQ₁=Q₂, и оно станет больше давленияp₂, то увеличится и давлениеp₃, что приведет к смещению золотника вправо. При этом рабочая щельh₁увеличится, аh₂уменьшится, в результате чего давлениеp₄также увеличится, что обеспечит остановку золотника. Восстановившееся равенство перепадов давлений на дросселях 3 и 4 снова приведет к равенству расходовQ₁иQ₂. Но так как эти перепады давлений уменьшились, то и расходы в каждой гидролинии также уменьшатся. При работе делителя расхода с постоянным расходом, соответствующем подаче насосной установке, обеспечивается синхронность и постоянство расходов независимо от давлений в выходных гидролиниях. Такие режимы работы имеют место при небольших давленияхp₁илиp₂, когда суммарная пропускная способность двух постоянных дросселей больше подачи насоса.