Гидравлика, гидравлический привод и газовая динамика (стр. 17 )

. (20)

Частота вращения вала гидромотора для гидропривода с дросселем, включенным параллельно,

, (21)

где

.

Частота вращения вала гидромотора для гидропривода с дросселем, включенным последовательно,

. (22)

Подставляя в формулы (18 – 22) различные значения нагрузки и изменяя величину параметра регулирования qдр, можно получить графические зависимости и при различных значениях qдр, которые являются механическими характеристиками гидропривода с дроссельным регулированием.

Немаловажным является установление пределов регулирования. Утечки в гидромашинах можно найти из уравнений:

. (23)

Утечки в гидроаппаратуре определяются по техническим характеристикам. При практических расчетах утечками в гидроаппаратуре можно пренебречь, т. к. они значительно меньше утечек в гидромашинах.

Минимальный параметр регулирования:

. (24)

Коэффициент диапазона регулирования:

. (25)

Минимальная скорость штока гидроцилиндра:

. (26)

Минимальная частота вращения вала гидромотора:

. (27)

Исходными данными для расчета характеристик гидропривода с объемным регулированием являются: момент на валу гидромотора Мс, Н×м; частота вращения вала гидромотора nг; объемный коэффициент полезного действия гидромотора hог; производительность насоса Q, м3/с; частота вращения вала насоса nн, об/с; объемный КПД насоса hон; давление, развиваемое насосом, рн, Па; параметр регулирования насоса qн и гидромотора qг.

В ходе расчета определяют следующие параметры:

коэффициент момента гидромотора:

; (28)

рабочий объем гидромотора:

; (29)

теоретическую производительность насоса:

; (30)

утечки в насосе:

; (31)

утечки в гидромоторе:

. (32)

Коэффициенты утечек насоса Qн и гидромотора Qг:

. (33)

Общий коэффициент утечек:

. (34)

Уравнение механической характеристики для гидропривода с регулируемым насосом и нерегулируемым гидромотором имеет вид

. (35)

Уравнение механической характеристики для гидропривода с регулируемым гидромотором и нерегулируемым насосом имеет вид

. (36)

Уравнение механической характеристики для гидропривода с регулируемым насосом и регулируемым гидромотором имеет вид

. (37)

Минимальный параметр регулирования насоса:

. (38)

Коэффициент диапазона регулирования:

. (39)

Минимальная частота вращения вала гидромотора:

. (40)

Максимальная частота вращения nг макс достигается при максимальном расходе и ограничивается конструктивными особенностями гидродвигателя.

Минимальная частота вращения при номинальной нагрузке может достигать 0,67–0,75 об/с для гидросистем с замкнутой циркуляцией жидкости и 0,05–0,067 об/с для гидросистем с разомкнутой циркуляцией жидкости.

Подставляя величину момента в формулы (35–37) в пределах от нуля до заданного значения, получим зависимость частоты вращения в функции момента нагрузки при различных параметрах регулирования насоса и гидромотора.

Примечание. При расчете коэффициента Кг момента гидромотора в уравнение (28) значения моментов Мг и рг можно подставлять из технической характеристики гидромотора при номинальном расходе. Общий вид характеристик гидроприводов с дроссельным и объемным регулированием показан на рис. 1 и 2.

Рис. 1

Рис. 2

Пример расчета механических характеристик гидропривода с дрос­сельным регулированием для гидропривода типа «насос – гидроцилиндр».

Исходные данные для расчета: площадь поршня Sп = 5×10-3 м2; производительность насоса Qн = 0,92×10-3 м3/с при номинальном давлении рн = 6,3 МПа; hон = 0,86; нагрузка на штоке гидроцилиндра Rг = 20000 Н. В качестве регулирующего элемента применен дроссель типа Г77-34 с номинальной пропускной способностью Qдр = 1,17×10-3 м3/с.

Потери давления в дросселе при номинальном расходе составляют Dрдр = 0,3 МПа. Плотность рабочей жидкости r = 900 кг/м3, коэффициент расхода a = 0,7.

В ходе расчета необходимо определить:

1) максимальное проходное сечение дросселя по формуле (17):

2) скорость штока в зависимости от нагрузки по формуле (18):

;

Подставляя в это выражение различные значения нагрузки при различных значениях параметра регулирования дросселя, получим графики семейства зависимости .

Расчетные данные для построения графика

№ п/п	qдр	Расчетное значение скорости поршня при нагрузке R, кН
0	4	8	12	16	20	24	28	31,5
1	1,0	1,06	1,01	0,936	0,85	0,76	0,65	0,53	0,36	0
2	0,8	0,84	0,81	0,75	0,68	0,61	0,52	0,42	0,29	0
3	0,6	0,63	0,61	0,56	0,51	0,46	0,39	0,32	0,22	0
4	0,4	0,42	0,40	0,38	0,34	0,30	0,26	0,21	0,14	0
5	0,2	0,21	0,20	0,19	0,17	0,15	0,13	0,11	0,072	0

3) утечки в гидроприводе по формуле (23):

;

4) минимальное значение параметра регулирования дросселя по (24):

;

5) дапазон регулирования, выраженный коэффициентом, по (25):

;

6) минимальную скорость штока гидроцилидра по формуле (27):

Здесь взята максимальная скорость при нагрузке Rг = 20000 Н и qдр = 1,0 V = 0,65.

Пример расчета механических характеристик гидропривода с объемным регулированием.

Исходные данные: насос регулируемый Qн = 2,5×10-3 м3/с, nн = 1470 об/мин, рн = 10 МПа, hон = 0,88; гидромотор нерегулируемый Мгн = 140 Н×м, рг = 10 МПа, nг = 6,67 oб/c, hог = 0,9.

Необходимо определить:

1) коэффициент момента гидромотора по формуле (28):

;