1.9 Построение характеристик гидропривода и определение общего кпд
В первую очередь проводится построение характеристики выбранного насоса (рисунок 1). Если для выбранного насоса эти характеристики имеются в справочной литературе, то они полностью переносятся на рисунок. При отсутствии построение производится упрощёнными методами.
Для построения зависимости поступают следующим образом. Строят теоретическую напорную характеристику насоса при n = const. Так как теоретическая подача объемного насоса не зависит от напора (давления), то теоретическая напорная характеристика изобразится прямой линией, параллельной оси напоров (давлений). На эту линию наносим рабочую точку , соответствующую расчётному режиму работы насоса при максимальной скорости выходных звеньев гидропривода. Учитывая, что действительная подача зависит от давления (так как с его увеличением растут объёмные утечки), действительная напорная характеристика отклоняется влево от теоретической на величину объёмных утечек . Их можно определить по зависимости
. (42)
При отсутствии в справочной литературе значений объемного КПД насоса иx можно принять равными 5 - 10 % ;. Отложив значение влево от теоретической характеристики насоса при давлении, равном 2 , получим точку В'. Проведя наклонную линию через точки В к В', получим действительную характеристику насоса .
Для построения характеристики воспользуемся значением общего КПД насоса , взятого из справочной литературы. Это значение будет соответствовать рабочей точке В. Для получения остальных точек зависимости воспользуемся соотношениями:
при ;
при ;
при ;
По полученным значениям для различных значений строим характеристику .
Для построения характеристики необходимо воспользоваться формулой определения приводной мощности насоса (в кВт)
, (43)
где - рабочее давление в насосе;
- подача насоса.
Рис. 1 -Характеристика гидропривода с дроссельным
регулированием скорости выходного звена
Используя формулу (41) определяем приводную мощность насоса для точек, соответствующих и , сняв при этих значениях и .
Строится характеристика трубопровода. Для этого подсчитываем коэффициент (сопротивления) пропорциональности
(44)
и просчитываются текущие значения давления в нагнетательном трубопроводе при различных величинах расхода от 0 до и несколько больше
. (45)
Построенная характеристика должна пройти через точку В. Такие расчёты для построения характеристики трубопровода необходимо производить в случае турбулентного режима движения жидкости, при ламинарном режиме она может быть построена по двум точкам: при Q = 0 и при , т. е. характеристика трубопровода представляет собой прямую, проходящую через точки и В (линия 4).
Далее наносится характеристика предохранительного клапана. Для этого на оси ординат откладывается значение давления настройки предохранительного клапана ( ), а на характеристике нacoca находится точка по ординате
, (46)
где - номинальный рекомендуемый расход предохранительного клапана;
- потери давления (перепад давления) при этом расходе.
Через полученные точки проводится линия 2 - характеристика предохранительного клапана.
Дальнейшее построение характеристики зависит от того, где установлен регулятор скорости выходного звена.
Пусть регулятор скорости установлен на нагнетательной или сливной линии. В этом случае необходимо построить характеристику совместной работы регулятора скорости с предохранительным клапаном при подаче Qmin, соответствующей минимальной скорости гидродвигателя (она задаётся в исходных данных; если она отсутствует, то принимается 25 % от максимальной). Минимальная подача насоса определяется с учётом объёмного КПД гидродвигателя и утечек
. (47)
Влево от характеристики насоса откладывается значение подачи Qmin так, чтобы точка А' попала на характеристику предохранительного клапана (линия).
Через точки А' и А проводится горизонтальная линия, на которой от оси ординат откладывается значение Qmin. Через полученную точку А" и проводят линию 1, которая является характеристикой главного трубопровода с прикрытым дросселем (в случае ламинарного режима движения). При турбулентном режиме построение её аналогично вышеописанному для линии 4, только коэффициент сопротивления будет находится по известным координатам Qmin и , т.е.
и ,
где - потери давления при Qmin, a Q изменяется от 0. до Qmin и немного больше.
В точке (при давлении ) вступает в действие предохранительный клапан и характеристика переместится на линию 3, которая является характеристикой совместной работы регулятора скорости с предохранительным клапаном. Строится она путем суммирования при одинаковых давлениях расходов через регулятор скорости (линия 1) и предохранительный клапан (линия 2).
Как видно из полученной характеристики гидропривода (см. рис. 1), изменение скорости гидродвигателя в пределах соответствует изменению давления в пределах и подаче , мощности на валу привода, которая для точки А может быть определена по значениям . Зона регулирования в этом случае будет находиться в промежутке между точками А и В характеристики насоса.
Рассмотрим случай, когда регулятор скорости расположен на ответвлении от главного трубопровода. В этом случае также производится построение характеристики совместной работы гидродвигателя с регулятором скорости при .
На характеристике трубопровода (линия 4) находится точка , соответствующая минимальной подаче Qmin и через нее проводится горизонтальная до пересечения с характеристикой насоса - точка С. От точки С откладываются влево вдоль этой же линии величины (точка С). Через точку и начало координат проводится линия 5 - характеристика регулятора скорости, коэффициент сопротивления которой находится по координатам точки . На линии 5 находится точка , соответствующая давлению в гидродвигателе. Через точки и С проводится линия 6 - характеристика совместной работы гидродвигателя с регулятором скорости, установленном на ответвлении. Она получается суммированием при одинаковых давлениях расходов гидродвигателя и регулятора скорости. Положение точки С определяет параметры насоса при минимальной скорости выходного звена.
Следовательно, в случае установки регулятора скорости нп ответвлении изменению скорости гидродвигателя в пределах будет соответствовать изменение давления и подачи , мощности . Зона регулирования будет находится в промежутке между точками С и В характеристики насоса.
При полном открытии дросселя в случае его установки на ответвлении вся жидкость уйдёт опять в бак, гидродвигатель остановится и характеристика линии ответвления пойдет по линии 7, коэффициент сопротивления которой находится по известным координатам точки .
Общий КПД гидропривода представляет собой отношение выходной мощности гидродвигателя к приводной мощности насоса, т.е.
, (48)
где - выходная мощность гидродвигателя.
Задаваясь различными значениями Q в пределах от 0 до можно найти значения и общего КПД гидропривода и по полученным значениям построить характеристику .
- Введение
- 1. Лабораторный практикум
- 1.1. Лабораторная работа № 1. Энергетические испытания шестеренного насоса с переливным клапаном
- 1.1.1. Теоретические основы
- 1.1.2. Методика выполнения эксперимента
- 1.1.3. Порядок выполнения лабораторной Работы
- 1.1.4. Содержание отчета и его форма
- 1.2. Лабораторная работа № 2. Испытания центробежных насосов
- 1.2.1. Теоретические основы
- 1.2.2. Методика выполнения эксперимента
- 1.2.3. Порядок выполнения лабораторной работы «Испытание одиночного центробежного насоса»
- 1.2.4. Порядок выполнения лабораторной работы «Испытание двух последовательно соединенных центробежных насосов»
- 1.2.5. Порядок выполнения лабораторной работы «Испытание двух параллельно соединенных центробежных насосов»
- 1.2.6. Содержание отчета и его форма
- 1.3. Лабораторная работа № 3. Исследование объемного гидропривода с дроссельным регулированием
- 1.3.1. Теоретические основы
- 1.3.2. Методика выполнения эксперимента
- 1.3.3. Порядок выполнения лабораторной работы
- 1.3.4. Содержание отчета и его форма
- 1.4. Лабораторная работа № 4 испытания центробежных вентиляторов
- 1.4.1. Теоретические основы
- 1.4.2. Методика выполнения эксперимента
- 1.4.3. Порядок выполнения лабораторной работы
- 1.4.4. Содержание отчета и его форма
- 1.5. Контрольные тестовые вопросы к лабораторным работам
- 2. Контрольные практические работы
- 2.1. Расчет регулирующих устройств гидравлических и пневматических систем
- 2.1.1. Пример решения задачи
- 2.1.2. Задача № 1 для самостоятельного решения
- 2.1.3. Задача № 2 для самостоятельного решения
- 2.2. Расчет гидропневматических приводов технических систем
- 2.2.1. Пример решения задачи
- 2.2.2. Задача № 3 для самостоятельного решения
- 2.2.3. Задача № 4 для самостоятельного решения
- 3. Курсовой проект
- 3.1. Тематика и содержание курсового проекта
- 3.2. Общие правила оформления курсового проекта
- 3.3. Методика гидравлического расчета сложных трубопроводных систем
- 1 Расчет гидравлического привода
- 1.1 Определение основных параметров и выбор силовых цилиндров
- 2. Выбор рабочей жидкости для гидропривода
- 1.3 Подбор распределительно-регулирующей и предохранительной аппаратуры
- 1.3.1 Выбор распределителя
- 1.3.2 Выбор напорного клапана давления
- 1.4 Подбор и расчёт вспомогательных элементов гидропривода
- 1.4.1 Расчёт и выбор гидролиний
- 1.4.2 Выбор кондиционеров рабочей жидкости
- 1.4.3 Расчет и выбор гидроемкостей
- 1.5 Определение объемных утечек и расчет потерь давления в гидроприводе
- 1.7 Обоснование способа регулирования скорости выходных звеньев гидропривода
- 1.8 Составление принципиальной гидравлической схемы гидропривода
- 1.9 Построение характеристик гидропривода и определение общего кпд
- 1.10 Расчет теплового режима работы гидропривода
- 1.11 Определение металлоемкости гидропривода
- 1.12 Приборы контроля параметров рабочей жидкости
- Библиографический список
- 3.4.2 Гидравлический расчет приводов главного движения протяжных станков
- Заключение
- Библиографический список
- 12. Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам: учеб. Пособие/ под ред. Б.Б. Некрасова.- м.:Высш. Шк., 1989. - 245 с.
- 13. Бутаев д.А. И др. Сборник задач по машиностроительной гидравлике: учеб. Пособие/под ред. И.И. Куколевского и л.Г. Подвивза.- м.: Машиностроение, 1981. - 484 с.
- 20. Киселев п.Г. И др. Справочник по гидравлическим расчетам: учебное пособие. - м.: Энергия, 1972. – 312 с.
- Оглавление
- Гоувпо «Воронежский государственный технический университет»
- 394026 Воронеж, Московский просп., 14