Лекция 3 Основные элементы и параметры гидропривода Содержание лекции: 1. Принцип действия объемного гидропривода 2. Основные элементы гидропривода 3. Основные параметры гидромашин Основные параметры гидромашин Принцип действия объемного гидропривода основан на высоком модуле упругости жидкости и законе Паскаля Rн Rн Pн Sн Vг Rг Vн Pн Pн Pг Sн Sг Pг Rг Pн Sг Rг Pг Sг Давление в насосе не зависит от его параметров, а зависит только от нагрузки на гидродвигателе Основные параметры гидромашин Схема простейшей гидропередачи 1- Насос; 2- Бак; 3- Трубопровод; 5- Гидроцилиндр Основные параметры гидромашин 3- Обратный клапан, служит для фиксации поршня гидроцилиндра при отключении насоса Основные параметры гидромашин 4- Предохранительный клапан, защищает гидропривод от чрезмерного нарастания давления при полном выдвижении гидроцилиндра Основные параметры гидромашин 6 – Гидрораспределитель -служит для управления направлением движения поршня Основные параметры гидромашин 7 – Дроссель -служит для изменения скорости перемещения поршня в гидроцилиндре Основные параметры гидромашин К основным параметрам гидромашин относят: • • • • • давление, подачу, напор, мощность, коэффициент полезного действия (КПД) Основные параметры гидромашин Давление P=F/A Единицы измерения H Па м 2 , МПа 106 Па H , мм 2 5 бар 10 Па 750 мм. рт.ст, ат 101325 Па 760 мм. рт.ст, мм. рт.ст 133,3 Па, кгс м 2 9,81 Па, кгс 98100 Па. см 2 Основные параметры гидромашин Различают: •Абсолютное давление •Избыточное (манометрическое) давление •Вакууметрическое (вакуум) давление Основные параметры гидромашин Абсолютное давление – давление, отсчитанное от абсолютного нуля Pабс Pатм Pизб Pб Pм , где Pатм атмосферное давление, Pизб избыточное давление, Pб барометрическое давление, Pм манометрическое давление. Основные параметры гидромашин Если абсолютное давление в жидкости или газе меньше атмосферного, то говорят, что имеет место разрежение, или вакуум. Pвак Pатм Pабс . Давление насоса - разность между давлением на выходе из насоса Р2 и давлением на входе в него Р1 : Pн P2 P1. Основные параметры гидромашин Напор Напор – это энергия, сообщаемая единице веса жидкости, проходящей через насос. Напор H принято измерять в метрах столба перекачиваемой жидкости. H E вых E вх 2 вых p вых p вх V V g 2g 2 вх z вых z вх Основные параметры гидромашин Подачей называют количество жидкости, перекачиваемой насосом в единицу времени. Различают: объемную подачу, равную объему перекачиваемой жидкости в единицу времени V м3 л Q , t с с м3 л 1 1000 с с массовую подачу, которая равна массе перекачиваемой в единицу времени G, кг/с. кг м3 кг G Q 3 с м с жидкости, Основные параметры гидромашин Объемную подачу также можно найти по формуле м 2 м3 Q vS м , с с где v скорость потока жидкости в канале, S площадь поперечного сечения канала. Основные параметры гидромашин Уравнение неразрывности потока Q v1 A1 v2 A2 const Q v1 , A1 Q v2 . A2 Основные параметры гидромашин Для трубы круглого сечения имеем: d12 A1 4 d A2 4 2 2 4Q Q v1 2 2 d1 0, 785 d1 4Q Q v2 2 d 2 0, 785 d 22 Основные параметры гидромашин 1. Подача насоса Теоретическая подача насоса Qнт qн nн , qн - рабочий объем насоса nн - частота вращения насоса Фактическая подача насоса всегда меньше теоретической Qн Qнт Основные параметры гидромашин 2. Расход гидродвигателя Теоретический расход гидродвигателя вращательного действия Qгт qг nг , qг - рабочий объем гидродвигателя nг - частота вращения гидродвигателя Основные параметры гидромашин Теоретический расход гидродвигателя поступательного действия Qгт vп Sп , vп - скорость поршня Sп - площадь поршня Фактический расход гидродвигателя всегда больше теоретического Qг Qгт Основные параметры гидромашин 3. Мощность насоса представляет собой энергию, подводимую к нему от двигателя за единицу времени. • Полезная мощность насоса Nп (мощность, передаваемая потоку) определяется выражением N п Q Pн Q g H Основные параметры гидромашин • Мощность, потребляемая насосом N, больше полезной мощности на величину потерь в нем. Она измеряется на ведущем звене насоса (на валу, приводном штоке). Потери в насосе учитываются с помощью КПД насоса. Nп N п N пр Nпр Основные параметры гидромашин Коэффициент полезного действия равен отношению полезной мощности насоса к потребляемой: Nп N пр Основные параметры гидромашин 4. Выходная характеристика гидродвигателя вращательного действия: M кр N N 1 qP 2n 2 поступательного действия: R P Sп R - усилие на поршне Основные параметры гидромашин 5. Потери в гидромашине разделяют на три вида: • гидравлические, • объемные, • механические. Основные параметры гидромашин • Гидравлические потери - доля полной энергии потребляемой гидромашиной, теряемая на преодоление гидравлических сопротивлений внутри машины. Их величину оценивают гидравлическим КПД. N вх N г N г Q Pг г 1 1 N вх N вх N вх Основные параметры гидромашин Объемные потери- потери мощности за счет внутренних перетоков (утечек) рабочей жидкости в гидромашине. Обусловлены наличием зазоров в насосе, через которые жидкость получает возможность перетекать из области с большим давлением в область с меньшим давлением. Основные параметры гидромашин Этот вид потерь оценивают объемным КПД Основные параметры гидромашин Механические потеридоля полной, потребляемой гидромашиной, энергии, расходуемая на преодоление трения в подвижных соединениях, в подшипниках и уплотнениях, а также на дисковое трение поверхностей, вращающихся в жидкости. Они оцениваются механическим КПД. N вх N м N м м 1 N вх N вх Основные параметры гидромашин Коэффициент полезного действия гидромашины равен произведению гидравлического, объемного и механического коэффициентов полезного действия г о м Гидравлическими потерями, в связи с их малостью, часто пренебрегают. Тогда ом