Файл: Краткие сведения из теории общие сведения о гидропередачах и гидромашинах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 54
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
25
На основании результатов опытов и вычислений строится график объем- ного КПД в функции от перепада давлений, примерный вид которого показан на рис. 3.2.
Примечание. График строится в укрупненном масштабе по оси ординат (с разрывом этой оси) до зна- чения ∆р, заданного каждому индивидуально.
Последовательность проведения эксперимента
1. Распределить состав бригады по рабочим местам: а) кнопки пускателя и валик управления гидропривода; б) тахометр на валу насоса (приводного электродвигателя); в) тахометр на выходном валу гидропривода (нагрузочного генератора); г) манометры и термометр; д) гальванометр; е) рубильник в цепи возбуждения генератора и реостаты; ж) ведение протокола испытаний.
2. Подготовить бланк протокола испытаний по форме 3.1.
3. Совместно с преподавателем или лаборантом опробовать установку.
4. Провести эксперимент, соблюдая при этом следующие правила: а) перед включением приводного электродвигателя через посредство ва- лика управления 1 установить в нулевое (среднее) положение управляющий орган насоса; б) после включения электродвигателя плавно повернуть валик управле- ния в одно из двух крайних положений и застопорить его (при совпадении направлений вращения входного и выходного валов гидропривода условно считать, что параметр регулирования (e
01
) имеет знак «+», при разных направлениях вращения – знак «–»); в) при работе гидропривода на холостом ходу снять показания с прибо- ров и записать результаты в протокол испытаний; г) подать напряжение в обмотку возбуждения генератора; д) воздействуя на рукоятки реостатов установить на стороне нагнетания требуемое давление и записать в протокол испытаний показания приборов при данной нагрузке; е)в каждом следующем опыте установить новую увеличенную нагрузку и записать показания приборов; ж) после окончания опытов первой группы снять нагрузку, произвести реверс привода и застопорить рычаг управления в другом крайнем положе- нии; з) провести вторую группу опытов, соблюдая последовательность опе- раций, изложенных в пп. «в–е»; и) вывести реостаты в исходное положение, отключить обмотку воз- буждения генератора, установить валик управления в нулевое (среднее) по- ложение и выключить приводной электродвигатель.
26
Форма 3.1
Протокол испытаний ГСП-100
№ гр
№ опыта
e
01
p
н
p
в
∆p
n
1xx
n
1
n
2xx
n
2
E
∆t
м
t
окр
t
м
η
об гп
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 1/1
+1
-
-
1/2
+1 20
-
-
1/3
+1 25
-
-
1/4
+1 30
-
-
1/5
+1 35
-
-
2/1
-1
-
-
2/2
-1 20
-
-
2/3
-1 25
-
-
2/4
-1 30
-
-
2/5
-1 35
-
-
Обозначения в форме 3.1
е
01
– параметр регулирования в относительных величинах;
p
н
– давление рабочей жидкости в полости нагнетания, кгс/см
2
;
р
в
– давление рабочей жидкости в полости всасывания, кгс/см
2
;
∆р = р
н
– p
в
– перепад давлений (рабочее давление), кгс/см
2
;
n
1xx
– частота вращения вала насоса при работе гидропривода вхоло- стую, об/мин;
n
1
– частота вращения вала насоса при работе гидропривода под нагруз- кой, об/мин;
n
2хх
– частота вращения выходного вала при работе гидропривода вхо- лостую, об/мин;
n
2
– частота вращения выходного вала при работе гидропривода под нагрузкой, об/мин;
Е – показания гальванометра в цепи термопары, дел.;
∆t
м
– определяемая по имеющемуся в лаборатории графику разность между температурами горячего и холодного спаев термопары,
0
С;
t
окр
– температура окружающей среды (холодного спая термопары),
0
С;
t
м
= t
окр
+∆t
м
– температура рабочей жидкости, °С;
1
хх
1
хх
2 2
гп об
n
n
n
n
– объемный КПД гидропривода.
Порядок расчета скоростной характеристики и объемного КПД
в функции от параметра регулирования
Исходными теоретическими зависимостями для расчета скоростной характеристики n
2
= f(e
01
) и объемного КПД в функции от параметра регули- рования η
об гп
= f(e
01
) при заданных условиях работы гидропривода являются:
n
2
= n
20
–∆n
2
об/мин
(3.1) и
27
η
об гп
=
20 2
n
n
(3.2)
Таким образом, чтобы рассчитать вышеуказанные характеристики, необходимо определить:
n
2
– частоту вращения выходного вала гидропривода при текущем зна- чении параметра регулирования, заданной нагрузке и заданной скорости вращения вала насоса, об/мин;
n
20
– частоту вращения выходного вала гидропривода при том же значе- нии параметра регулирования и той же скорости вращения вала насоса, но при условии отсутствия утечек рабочей жидкости в системе (в насосе и гид- ромоторе), об/мин;
∆n
2
– падение частоты вращения выходного вала гидропривода при за- данных условиях его работы вследствие наличия в системе утечек рабочей жидкости, об/мин.
Определять значения этих величин можно двумя способами: либо с ис- пользованием заранее известных геометрических размеров насоса и гидро- двигателя, либо только по измерениям, полученным в процессе эксперимен- та.
Первый способ
Текущее теоретическое значение частоты вращения выходного вала при- вода ГСП-100 подчиняется зависимости:
20 10
Q
Q
;
1 2
01
max
1 20
n
i
q
e
q
n
об/мин, где Q
10
, Q
20
– теоретические производительности насоса и гидромотора со- ответственно;
q
1max
– 32 см
3
/об – максимальный рабочий объем насоса;
e
01
– параметр регулирования, выраженный в относительных величи- нах;
q
2
= 25,2 см
3
/об – рабочий объем гидромотора;
i = 2,48 – передаточное число редуктора, расположенного между валом гидромотора и выходным валом гидропривода;
n
1
– частота вращения вала насоса, об/мин.
Тогда, подставляя заранее известные параметры, получим:
n
20
= 0,512·n
1
·e
01
= n
20 max
·e
01
об/мин, где n
1
– заданная частота вращения вала насоса, об/мин;
e
01
– текущее значение параметра регулирования (по модулю).
Имея в виду формулу (3.2), максимальная действительная частота вра- щения выходного вала гидропривода при заданной нагрузке, очевидно, мо- жет быть найдена из выражения:
p
n
n
гп об max
20
max
2
об/мин,
(3.3) где
p
гп об
– значение объемного КПД гидропривода при заданной нагрузке, определяемое по экспериментальному графику η
об гп
= f(∆p).
28
Для определения значения объемного КПД гидропривода
p
гп об
, необ- ходимо построить графики (продлить прямые) до заданного значения ∆p (см. рис. 3.2), и при этом значении ∆p найти объемный КПД.
При неизменных рабочем давлении (∆p), частоте вращения вала насоса
(n
1
) и температуре рабочей жидкости (t
м
) абсолютная величина падения ча- стоты вращения выходного вала гидропривода (∆n
2
) будет постоянной при любом (одного знака) значении параметра регулирования. Поэтому в форму- лу (3.1) следует подставлять значение ∆n
2
, найденное из зависимости: max
2
max
20 2
n
n
n
об/мин.
(3.4)
Второй способ
Если геометрические размеры насоса и гидромотора неизвестны, то максимальную частоту вращения выходного валагидропривода при идеаль- ных условиях его работы и заданной частоте вращения вала насоса можно найти из выражения: xx
1 1
гп об xx
2
max
20
xx
n
n
n
n
p
об/мин, где n
2хх
– взятая из данных эксперимента частота вращения выходного вала при максимальном значении параметра регулирования и работе гидро- привода вхолостую, об/мин; xx гп об
p
– определяемое по экспериментальному графику η
об гп
= f(∆p) значение объемного КПД гидропривода при перепаде давлений холостого хода;
n
1хх
– взятая из данных эксперимента частота вращения вала насоса при работе гидропривода вхолостую, об/мин;
n
1
– частота вращения вала насоса, при которой требуется рассчитать скоростную характеристику и график объемного КПД гидропривода.
Теоретическая текущая частота вращения выходного вала гидропривода вычисляется по формуле:
01
max
20 20
e
n
n
об/мин.
Действительная максимальная частота вращения и падение частоты вращения вследствие утечек рабочей жидкости определяются соответственно по формулам (3.3) и (3.4).
Все расчеты следует свести в таблицу по нижеприведенной форме 3.2.
Примечания.
1. Способ основного расчета выбирается по усмотрению расчетчика. В строках 11 и 12 для сравнения приводятся данные, подсчитанные иным способом.
2. Шаг параметра регулирования выбирается по усмотрению расчетчика, но не крупнее 0,2.
3. Значения n
1
и ∆р задаются каждому студенту индивидуально.
4. В графе 9 указывается среднее значение температуры рабочей жидкости для соответствующей группы опытов.
5. По результатам расчета строятся скоростная характеристика и графики объемного КПД, пример- ный вид которых показан на рис. 3.3 и 3.4.
29
Форма 3.2
N п/п
e
01
n
1
∆p
n
20
∆n
2
n
2
η
об гп
t
м
Значение пара- метров взятых из эксперимента
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10 1
2 3
4 5
+1,0
+0,8
+0,6
+0,4
+0,2
При e
01
=+1 xx гп об
p
=
n
1xx
=
n
2xx
=
η
об гп
∆p
=
6 7
8 9
10
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
При e
01
=–1 xx гп об
p
=
n
1xx
=
n
2xx
=
η
об гп
∆p
=
11 12
+1,0
-1,0
—
Рис. 3.3. Примерный вид скоростной характеристики
Рис. 3.4. Примерный вид графиков объемного КПД
30
Контрольные вопросы
1. Перечислить основные и вспомогательные устройства гидропривода.
2. Рассказать о назначении каждого устройства в отдельности.
3. Назвать элементы стенда и рассказать об их назначении
4. Показать вид идеальной скоростной характеристики гидропривода.
5. Дать определение понятию «мертвая зона».
6. Какие факторы влияют на величину «мертвой зоны»?
31
Работа № 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
1 2 3 4 5
УНИВЕРСАЛЬНОГО РЕГУЛЯТОРА СКОРОСТИ КИРОВСКОГО
ЗАВОДА
Цель работы – изучить принцип устройства и действия гидравлического регулятора скорости Кировского завода и получить представление о методах определения основных характеристик гидроприводов с объемным регулиро- ванием экспериментальным путем.
Краткие сведения об универсальных регуляторах скорости Кировского
завода
Появление универсальных регуляторов скорости (УРС) в России отно- сится к 1909 году, когда Путиловский завод по закупленному в США патенту начал изготовление этого механизма для нужд военно-морской артиллерии.
С того времени в УРС было внесено ряд конструктивных изменений и усо- вершенствований.
Эта машина относится к числу наиболее долговечных и технологически отработанных. Поэтому, несмотря на существенные недостатки (относитель- ная тихоходность и низкое рабочее давление), обусловленные кинематиче- скими особенностями конструкции, она до настоящего времени серийно вы- пускается в России. Наиболее широкое распространение получили агрегаты номинальной мощностью в 2,5, 5, 10 и 20 л. с.
УРС дает возможность весьма плавно изменять частоту вращения ведо- мого вала от 0 до 500 об/мин, как в одном, так и в другом направлениях при постоянной скорости вращения приводного двигателя. Остановка выходного вала УРС осуществляется при работающем двигателе. В момент перемены направления вращения управляемого объекта УРС действует как быстрый эластичный тормоз.
Универсальный регулятор скорости состоит из двух основных частей: регулируемого насоса и гидромотора, имеющего постоянный рабочий объем.
По способу соединения насоса с гидромотором различают УРС нераздельно- го исполнения, когда насос и гидромотор соединены в единый блок и имеют общий распределительный диск, и раздельного, когда насос и гидромотор со- единяются при помощи труб и имеют самостоятельные распределительные диски.
Конструкции УРС раздельного и нераздельного исполнения практически одинаковы. Видимые различия относятся лишь к некоторым деталям и не имеют принципиального характера.
Насос и гидромотор универсального регулятора скорости Кировского за- вода относятся к классу аксиально-поршневых машин с качающейся шайбой.
В некоторых литературных источниках имеются указания на то, что в основу конструктивной схемы таких машин положен кривошипно-шатунный меха- низм, в других – механизм кулисного типа, в третьих – пространственный