Принцип действия и основные рабочие параметры гидравлического привода

Принцип действия ГП Объемного типа основан на использовании потенциальной энергии давления жидкости. В насосе механическая энергия преобразуется в потенциальную энергию давления жидкости, которая поступает в гидродвигатель. В гидродвигателе происходит обратное преобразование – потенциальная энергия преобразуется в механическую энергию.

Такое преобразование энергии легко проследить на простейшей модели ГП, состоящей из двух последовательно соединенных силовых цилиндров, представленной на рисунке.

Один из этих цилиндров выполняет функции насоса, если к его штоку приложить усилие R₁, а другой гидродвигателя, преобразующего давление жидкости в рабочее усилие R₂ на штоке.

Сила R₁, приложенная к штоку насоса, преобразуется в насосе в статическое давление жидкости P. Считая, что механические потери в насосе и двигателе отсутствуют можно записать

R₁=P*S₁,

Где R₁-рабочая площадь поршня насоса.

Вытесненная из насоса жидкость под действием перемещения поршня S₁ поступает в гидродвигатель. Если пренебречь потерями давления на пути жидкости из насоса в двигатель, то на поршень двигателя S₂ , жидкость будет действовать с тем же давлением P, создавая движущее усилие на штоке:

R₂=PS₂.

Сила R₂ приводит в движение выходной вал ГП, совершая при этом исходную работу.

Давление жидкости хотя и создается насосом, но величина этого давления не зависит от параметров насоса, т.е. размера, типа и т.д.

Разумеется насос должен быть спроектирован так, чтобы он мог обеспечивать максимальное рабочее давление и мощность.

Однако давление P определяется, главным образом, нагрузкой на выходном валу ГП. Это подтверждается предыдущей формулой, если переписать ее в виде:

P=R₂/ R₂, или P=М/Км;

Где Км-постоянный по величине коэффициент момента в см³, зависящий от конструкции двигателя, для нашего рис. Км=r *S₂;

M- нагрузочный момент, действующий на выходной вал:

M=R₂*r

С увеличением нагрузочного момента М для одного и того же двигателя давление жидкости увеличивается, а с уменьшением-уменьшается. Давление жидкости зависит также от геометрических размеров гидродвигателя- площади поршня S₂. Давление обратно пропорционально рабочей площади поршня, т,е. При одном и том же нагрузочном моменте давление будет больше в том гидроприводе, в котором Км или S₂. Исходя из этого при проектировании ГП давление подбирают, изменяя геометрические размеры двигателя.

Гидропривод характеризуется же не только давлением, но и расходом, т.е. объемом жидкости, проходящей через данное сечение в единицу времени:

Q=V/t,

где V- объем жидкости в см³ , (м³)

t- время в сек,

Q- расход жидкости в см³/с (м³/с)

Рассматривая работу гидропривода при допущении, что жидкость не сжимается, и утечки отсутствуют, можно записать

h₁*S₁= h₂*S₂ или V₁= V₂

Подставляя значения V в формулу расхода можно получить:

Q_H= V₁*S₁, Q_H=(h₁/t)*S₁= V₁*S₁

Q_д =V₂*S₂, Q_д =(h₂/t)*S₂= V₂*S₂

где Q_H- расход или производительность насоса- объем жидкости насосом в единицу времени;

V₁- скорость поршня насоса V₁=h₁/t;

Q_д- расход гидродвигателя-объем жидкости ,проходящей через рабочую камеру двигателя в единицу времени.

V₂- скорость поршня гидродвигателя.

При отсутствии утечки жидкости, расход гидродвигателя равен расходу насоса:

Q_H=Q_д=Q.

Исходя из этого можно найти:

для поступательного движения поршня гидродвигателя

V₂=Q/S₂, (см/с), (м/с)

или для вращательного движения выходного вала

Ω=Q/q_г (рад/с),

где q_г- удельный расход за один радиан поворота для силового цилиндра с рейкой и шестерней.

q₂=S₂*r

Ω-угловая скорость вращения выходного вала.

Из соседних формул вытекает, что скорость выходного вала гидродвигателя прямо пропорциональна расходу жидкости, проходящей через рабочую камеру этого двигателя.

Мощность ГП можно определить по формуле

N=R₂*V₂ (кг*см/с) (H*м/с)

N=M*Ω (кг*см/с) (H*м/с)

Подставляя в них формулы выражения R₂ и V₂, мощность ГП можно выразить через давление и расход жидкости:

N=Q*P (кг*см/с) (H*м/с)

Мощность ГП можно записать также в виде:

N=Q*P/61r (кВт)

где Q- расход жидкости в л/мин.

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 257; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!