Практическое занятие №2 по дисциплине «Гидропневмопривод и гидропневмоавтоматика»
Наименование работы: Изучение конструкций гидроаппаратуры объемных гидроприводов
Цель работы: систематизация, закрепление, углубление и расширение полученных теоретических знаний студентов
Основные понятия:
Гидравлическим аппаратом называется устройство гидропривода, которое управляет потоком рабочей жидкости и выполняет хотя бы одну из следующих функций:
- изменяет направление потока рабочей жидкости;
- открывает или перекрывает поток рабочей жидкости;
- изменяет параметры потока рабочей жидкости (расход, давление);
- поддерживает заданные значения параметров потока рабочей жидкости
(расход, давление).
Для любого гидроаппарата характерно наличие запорно-регулирующего
элемента - подвижной детали (клапана, золотника, крана), при перемещении которой частично или полностью перекрывается рабочее проходное сечение гидроаппарата.
Порядок выполнения:
1. Ознакомиться с назначением, классификацией гидроаппаратов, основными параметрами, терминами и определениями;
2. Используя литературу, оборудование, схемы изучить устройство и принцип действия следующих гидроаппаратов:
- гидрораспределителя;
- предохранительного клапана;
- обратного клапана;
- гидрозамка.
3. Произвести расчет параметров гидрораспределителя по данным своего
варианта (указанного преподавателем):
- площади проходного сечения S;
- осевого смещения золотника Х
Перечень оборудования: (ТСО, наглядные пособия): Распределительная,
регулирующая, направляющая аппаратура гидроприводов
Вопросы для повторения: (при необходимости)
Литература:
1. Навроцкий, К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмо-
приводов: учебник для студентов вузов по спец. «Гидравлические
машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика» / К.Л. Навроцкий. – М.: Машиностроение, 1991. – 384 с.
2. Холин К.М. Основы гидравлики и объемные гидроприводы: учебник. -2-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1989. -264с.
Пример выполнения работы: (при необходимости)
Методика расчёта параметров гидрораспределителя
Определив Qmax гидромашины, выбираются конструктивные параметры гидрораспределителя.
Расчетная схема четырехщелевого золотникового распределителя приведена на рис. 1.2.
Условный проход Dy(dк) внутренних каналов гидрораспределителей (направляющих гидроаппаратов) и коротких трубопроводов (до 0,5 м) определяется по формуле
где υдоп – допустимая скорость потока рабочей жидкости, м/с (υдоп
выбирается в зависимости от номинального давления (табл. 1.1)).
Таблица 1.1
Зависимость допустимой скорости от номинального давления
Диаметр запорно-регулирующего элемента (пояска золотника)
гидрораспределителя определяют по выражению
где 
– отношение диаметра шейки золотника к его номинальному диаметру;
υд оп – скорость течения жидкости через рабочие камеры и проходные окна гидрораспределителя.
Конструктивно χ с учетом размеров нормальных диаметров, установленных ГОСТ 12447–80, принимаются по соотношениям
Рекомендуемые диаметры золотников dз (мм) следующие:
2,5, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50.
На практике диаметры dз золотника принимают от 6 до 50 мм.
В целях уменьшения габаритов золотников величину Vдоп1 рекомендуется выбирать в 2–2,5 раза больше скорости жидкости в подводящих трубо-проводах, однако при этом потеря напора в гидрораспределителе не должна превышать 2 % рном. Практически скорость Vдоп1 выбирается равной 10–15 м/с.
Определив dз по выражению dш = dзχ находится диаметр dш шейки золотника.
Наибольшая площадь поперечного сечения проходного канала направля-ющего гидроаппарата (гидрораспределителя) определяется по выражению
где ∆рг – перепад давления, который можно представить в виде разности потерь давления на входе (в напорной линии) и выходе (в сливной линии) ∆р = р0 = рн − рс гидрораспределителя и потерь давления ∆р3 непосредственно в рабочих окнах распределителя, т. е.
Примерные значения ∆рз = 0,2...0,4 МПа. Скорость потока рабочей жидкости в рабочих каналах корпуса гидрораспределителя с учетом гидродинамических сил, создаваемых струей потока определяется зависимостью
где µ – коэффициент расхода.
Коэффициент расхода µ, входящий в выражение (1.7), в общем случае зависит от формы проточной части дроссельного устройства и является функцией числа Рейнольдса, определяемого соотношением
где Rг – гидравлический радиус, равный отношению площади поперечного (живого) сечения щели Аот к ее смоченному периметру П, т. е.
где ν – кинематическая вязкость жидкости;
υ – скорость жидкости, которую при определении числа Рейнольдса можно рассчитать по выражению
Для отверстий круглых сечений
Коэффициент расхода для рабочих жидкостей при числе Рейнольдса
Re ≥ 200 можно принимать µ = 0,62…0,65, а при Re < 200 – µ ≈ 0,5. Полученная Аmax должна быть не меньше площади сечения подводящего канала, т. е.
Если условие (1.8) не выполняется, то принимается
С другой стороны, максимальная площадь проходного окна распределителя может быть определена по формуле
где dз – диаметр пояска золотника;
∆ – перекрытие.
Сравнивая значения (1.8) и (1.9), можно определить максимальный ход золотника хmax:
Значение хmax1 можно также определить по следующим эмпирическим зависимостям. Для обеспечения высокого быстродействия гидрораспре-делителя максимальный ход золотника должен быть достаточно малым и удовлетворять неравенству
но в то же время достаточно большим по сравнению с радиальным зазором ε:
чтобы обеспечить линейность статической характеристики регулирования расхода на достаточно большом интервале изменения х. Выбирать хmax1 следует на основании указанных рекомендаций. Максимальный ход золот-ника в общем случае выбирается по возможности меньшим, особенно это относится к проектированию следящих систем гидроусилителей рулевых управлений, систем автоматического регулирования и т. д.).
Рекомендуется выбирать хmax в пределах 1–2,5 мм, что обеспечивает требу-емое быстродействие распределителя. Если полученное значение хmax не соответствует рекомендуемому, то изменяется dз. Минимальное положитель-ное перекрытие ∆ выбирают в зависимости от диаметра золотника dз (табл. 1.2).
Таблица 1.2
Значения величины минимального перекрытия
Можно также его рассчитать по эмпирической зависимости
