Файл: Краткие сведения из теории общие сведения о гидропередачах и гидромашинах.pdf

17 мент на валу насоса, перепад давлений в рабочих полостях, теоретическая и действительная производительность, потребляемая насосом мощность, по- лезная мощность, теоретическое давление, объемный, гидромеханический и общий КПД насоса.
На основании результатов опытов и вычислений, в соответствии с инди- видуальным заданием, строятся графики основных характеристик насоса.
Варианты задания
№ вари- антов
Параметры
Значения параметров
1
t
м,
ºС
n
1, об/мин
p
1, кгс/см
2 35 400 600 800 1000 1200 1500 8 10 12 14 16 20 2
t
м,
ºС
n
1, об/мин
p
1, кгс/см
2 40 500 800 1100 1400 1700 2000 10 14 16 18 20 22 3
t
м,
ºС
n
1, об/мин
p
1, кгс/см
2 45 600 800 1000 1200 1400 1600 8 10 14 18 22 24 4
t
м,
ºС
n
1, об/мин
p
1, кгс/см
2 50 400 700 1000 1300 1600 1900 9 12 15 18 20 22 5
t
м,
ºС
n
1, об/мин
p
1, кгс/см
2 55 300 600 900 1200 1500 1800 8 10 12 14 16 18 6
t
м,
ºС
n
1, об/мин
p
1, кгс/см
2 60 700 900 1100 1300 1500 1700 7 10 13 16 19 22 7
t
м,
ºС
n
1, об/мин
p
1, кгс/см
2 65 500 800 1100 1400 1700 2000 8 10 12 15 18 20 8
t
м,
ºС
n
1, об/мин
p
1, кгс/см
2 70 600 800 1000 1200 1400 1600 6 8 10 12 14 16
Последовательность выполнения работы
1. Распределить участников эксперимента по рабочим местам: а) дроссель, манометр и тахометр на валу приводного электродвигателя
(насоса); б) реостаты; в) термометр и рубильник электронагревателя; г) весы; д) мановакуумметр и рубильник на щите стенда; е) тaxoметр на валу расходомера (гидромотора); ж) ведение протокола испытаний.
2. Подготовить бланки протокола испытаний по форме 2.1.
3. Совместно с преподавателем или лаборантом опробовать установку.
4. Нагреть (остудить) рабочую жидкость до заданной температуры.

18 5. Согласно заданному варианту провести испытания шестеренного насоса, соблюдая при этом следующие правила: а) установить рычаги реостатов в положение «min»; б) подать питание 220 В из розетки на стенде цифровому тахометру ТЦ-
3М и включить его тумблер; в) на распределительном щите (на стенде) включить рубильники 380 В и
110 В; г) открыть вентиль у бака; д) открыть дроссель на напорном трубопроводе; е) держа рычаг электродвигателя, включить на щитке стенда вниз; ж) опустить рычаг на платформу весов; з) воздействуя на рукоятки реостатов и дросселя, установить требуемые частоту вращения вала насоса и давление в полости нагнетания; и) одновременно снять показания со всех приборов и записать их в про- токол испытаний (форма 2.1); в форме 2.1 представлен образец заполнения соответствующих столбцов до начала эксперимента для варианта №1. к) в пределах данной группы опытов при переходе от одного давления к другому строго поддерживать заданную частоту вращения вала насоса.
Примечания.
1. При проведении всех опытов отклонения температуры рабочей жидкости от заданного значения допускаются в пределах ±2° С.
2. Последовательность проведения опытов может быть произвольной. Поэтому если температура ра- бочей жидкости на 1–2 °С ниже заданной, то целесообразно начинать эксперимент с максимальных значе- ний скорости вращения вала насоса, если выше – с минимальных. Изменяя таким образом после- довательность проведения опытов, можно получить заметный выигрыш в затратах времени на операции по стабилизации температуры рабочей жидкости.

19
Форма 2.1
Протокол испытаний шестеренного насоса
№ гр
№ опыта
n
1
G
M
10
n
2
p
1
П
p
2
∆ p
t
м
υ
Q
1
Q
10
N
1
N
10
p
0
η
гм1
η
об1
η
1
η
1
'
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 2/1 2/2 2/3 2/4 2/5 2/6 3/1 3/2 3/3 3/4 3/5 3/6 4/1 4/2 4/3 4/4 4/5 4/6 5/1 5/2 5/3 5/4 5/5 5/6 6/1 6/2 6/3 6/4 6/5 6/6 400 400 400 400 400 400 600 600 600 600 600 600 800 800 800 800 800 800 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1500 1500 1500 1500 1500 1500 8
10 12 14 16 20 8
10 12 14 16 20 8
10 12 14 16 20 8
10 12 14 16 20 8
10 12 14 16 20 8
10 12 14 16 20 22

20
Обозначения в форме 2.1
n
1
– частота вращения вала насоса, устанавливаемая по тахометру на ва- лу приводного двигателя, об/мин;
G – нагрузка на платформу весов, кгс;
М
10
–теоретический момент на валу насоса, кгс-м;
n
2
– частота вращения вала расходомера (гидромотора), об/мин;
р
1
– давление рабочей жидкости в полости нагнетания, кгс/см
2
;
П – показание мановакуумметра; мм рт. ст.;
р
2
– давление рабочей жидкости в полости всасывания, кгс/см
2
;
∆р – перепад давлений в полостях насоса (рабочее давление), кгс/см
2
;
t
м
– температура рабочей жидкости, °С;
υ – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости, сст;
Q
1
– действительная производительность насоса, л/мин;
Q
10
– теоретическая производительность насоса, л/мин;
N
1
– полезная (действительная) мощность насоса, л.с.;
N
10
–потребляемая насосом (теоретическая) мощность, л.с.;
р
0
–теоретическое давление рабочей жидкости, кгс/см
2
;
η
гм1
– гидромеханический КПД насоса;
η
об1
–объемный КПД насоса;
η
1
, η
1
' – общий КПД насоса, вычисляемый для проверки по различным формулам.
Примечания. Графы 1,2,6 заполняются до начала эксперимента; графы 3,5,7,10 – в процессе проведе- ния опытов; прочие графы – при обработке полученных данных.
Расчетные формулы
По данным измерений и заранее известным параметрам для каждого опыта определяют: а) теоретический момент на валу насоса
l
G
M


10
кгс·м, где l = 0,6 м – длина рычага, закрепленного на статоре приводного элек- тродвигателя; б) давление рабочей жидкости в полости всасывания
р
2
= –П · 0,0013596 кгс/см
2
; в) перепад давлений в полостях насоса
2 1
p
p
p



кгс/см
2
; г) действительную производительность насоса
1000
·
2 2
1
n
q
Q

л/мин, где q
2
= 10 см
3
/об – рабочий объем расходомера (гидромотора); д) теоретическую производительность насоса
1000
·
1 1
10
n
q
Q

л/мин, где q
1
= 15 см
3
/об – рабочий объем испытуемого насоса;

21 е) полезную (действительную) мощность насоса
450 1
1
Q
p
N



л.с.; ж) потребляемую насосом (теоретическую) мощность
2
,
716 1
10 10
n
M
N


л.с.; з) теоретическое давление рабочей жидкости р
0
= 41,9 М
10
кгс/см
2
,
(получено из соотношения
2
,
716 450 1
10 10 0
n
M
Q
p


); и) гидромеханический КПД насоса
0
гм1
p
p



; к) объемный КПД насоса
10 1
об1
Q
Q


;
л) общий КПД насоса
10 1
1
N
N


и η
1
' =η
гм1
·η
об1
Кинематический коэффициент вязкости υ определяется при заданном значении температуры и крайних ее отклонениях по имеющемуся в лабора- тории графику υ = f(t
м
).

22
Работа № 2
ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОГО КПД
И РАСЧЕТ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОПРИВОДА
ГСП-100
Цель работы – самостоятельно изучить принцип устройства и действия гидропривода ГСП-100, экспериментальным путем определить его объем- ный КПД при различных нагрузках, рассчитать и построить скоростную ха- рактеристику и характеристику объемного КПД в функции от параметра ре- гулирования при заданных условиях работы привода.
Последовательность изучения устройства привода
1. Рассмотреть принципиальную схему привода по имеющимся в лаборато- рии учебному пособию «Описание устройства и действия ГСП-100» и плакату.
2. Ознакомиться с устройством и принципом действия основных элементов гидропривода, используя при этом вышеуказанное пособие и комплект специально подобранных узлов.
3. Составить эскиз и краткое описание одного из элементов гидропривода согласно индивидуальному заданию.
Экспериментальная установка
Для экспериментального определения объемного КПД привода при раз- личных нагрузках служит стенд, принципиальная схема которого приведена на рис. 3.1.
В состав стенда входят: гидромеханическая часть привода, размещенная в общем корпусе (условно показан пунктирной линией), который одновре- менно выполняет функции масляного бака; основной насос 1 аксиально- плунжерного типа переменной производительности с наклонной шайбой
(опорно-управляющим диском); гидромотор 8 аксиально-плунжерного типа постоянной производительности с наклонной шайбой; манометры 4 и 5,
предназначенные для фиксирования давлений в полостях нагнетания и вса- сывания соответственно; нагрузочный генератор 11, в цепь якоря которого включен реостат 12,а в цепь возбуждения – реостат 14;термометр 16,галь- ванометр 15 и термопара 19,с помощью которых определяется температура рабочей жидкости (масла); приводной асинхронный электродвигатель 18;та- хометры 13 и 17,служащие для замера частоты вращения выходного и вход- ного валов гидропривода.
Гидропривод состоит из двух основных элементов: реверсивного регу- лируемого насоса 1, который служит для преобразования механической энер- гии приводного двигателя 18 в гидравлическую энергию движущегося пото- ка жидкости; реверсивного нерегулируемого гидромотора 8, который служит для преобразования гидравлической энергии движущегося потока жидкости обратно в механическую, передающуюся через редуктор 10 нагрузочному ге-

23 нератору 11, служащего в данной схеме исполнительным органом. Также в гидропривод входит ряд вспомогательных устройств.
Рис. 3.1. Принципиальная схема гидромеханической части ГСП-100 и стенда для его ис- пытаний:
1 – основной насос,2 – гидроусилитель,3 – клапанная коробка,4– манометры в основ- ных магистралях,5 – манометр в линии подпитки,6 – фильтр с предохранительным кла- паном, 7 – золотник-выключатель,8 – гидромотор, 9 – вспомогательный насос,10 – ре- дуктор,11 – генератор,12– нагрузочный реостат в цепи якоря,13 – цифровой тахометр,
14 – реостат в цепи индуктора, 15 – гальванометр, 16 – термометр, 17 – цифровой тахо- метр, 18 – приводной электродвигатель, 19 – термопара.
К основным вспомогательным устройствам относятся: вспомогательный шестеренный насос 9, клапанная коробка 3, гидроусилитель 2, золотник- выключатель 7, фильтр 8 и ряд других, которые в схеме не приведены.
Вспомогательный насос 9 служит для восполнения утечек из рабочих камер насоса 1 и гидромотора 8, а также надежного поджатия их плунжеров к рабочим поверхностям наклонных шайб.
Клапанная коробка 3 предназначена для установки в ней двух предохра- нительных, одного сливного и двух подпиточных (обратных) клапанов. Пер- вые предохраняют основную гидросистему от давления, превышающего до- пустимое; сливной клапан поддерживает в полости нагнетания вспомога- тельного шестеренного насоса заданное давление, необходимое для осу- ществления подпитки, поджатия плунжеров к шайбам и нормальной работы гидроусилителя; через подпиточные клапаны производится восполнение неизбежных утечек рабочей жидкости из замкнутой гидросистемы.
Гидроусилитель 2 предназначен для усиления момента до величины, до- статочной для поворота опорно-управляющего диска насоса 1.

24
Золотник-выключатель 7 предназначен для отключения гидропривода от механизма наведения пушки при переходе на ручную наводку или при непредвиденных аварийных ситуациях. При приведении его в действие по- лость нагнетания соединяется с полостью слива гидросистемы, и жидкость переходит из одной полости в другую, не создавая вращающего момента на валу гидромотора 8.
Отметим, в гидроприводе объемные потери (утечки) имеют место в ра- бочих камерах основного насоса и гидромотора, поэтому объемный КПД всего гидропривода учитывает одновременно утечки в насосе и гидромоторе, и он определяется как произведение объемных КПД насоса
1
об

и гидромо- тора
2
об

:
2
об
1
об гп об




То же относится к гидромеханическому гп гм

и общему гп

КПД гидро- привода, а именно,
2
гм
1
гм гп гм




;
2 1
гп




, где
2
гм
1
гм
,


– гидромеханический КПД насоса и гидромотора соответствен- но;
2 1
,


– общий КПД насоса и гидромотора соответственно.
Объем и содержание эксперимента
Эксперимент состоит из двух групп опытов (по числу направлений вра- щения выходного вала). Каждая группа подразделяется на пять опытов, про- водимых при следующих давлениях на стороне нагнетания: давление холо- стого хода p
н хх
, 20, 25, 30 и 35 кгс/см
2
В каждом из опытов замеряются давление в полости всасывания, частота вращения входного и выходного валов, температура окружающей среды (хо- лодного спая термопары) и отклонение стрелки гальванометра от нулевого положения.
Рис. 3.2. Примерный вид экспериментальных графиков объемного КПД гидропривода