Расчет параметров гидравлической системы - Учебное пособие

Гидравлические системы получили широкое применение в машиностроении, на транспорте, в технологических процессах и в других случаях. Современные самолеты и вертолеты снабжены гидравлическими системами, выполняющими многие важные функции: 1) управление летательным аппаратом по всем направлениям (рулями высоты, направления, элеронами и др.); 3) послепосадочное торможение и управление на взлетно-посадочной полосе, управление реверсом тяги двигателей; Это объясняется существенными преимуществами гидравлических систем по сравнению с электрическими, механическими, пневматическими и другими. Гидравлическая передача - комбинированная система, в которой одним из звеньев, обеспечивающих геометрические и кинематические связи, является жидкость.Рассматриваемые гидравлические системы предназначены для выполнения механической работы, при этом происходит поступательное перемещение исполнительных звеньев - штоков под нагрузкой с постоянной скоростью. Гидравлическая система состоит из насоса роторного типа (Н), который работает в постоянном режиме, прокачивая жидкость в указанном направлении, а также из двухпозиционной гидропанели (ГП), назначение которой заключается в направлении рабочего потока жидкости в нижнюю часть цилиндров (I положение золотника) или в верхнюю (II положение золотника). Для обеспечения нормальной работы насоса и всей системы в линии всасывания (трубопровод 1) установлен фильтр (Ф), назначение которого - очистка жидкости от механических примесей. В этом случае жидкость не фильтруется, но система работает. Предохранительный клапан (ПК2) переключает часть подачи насоса на слив, если усилие на штоках возрастет сверх предельной величины или в линии нагнетания давление превысит предельную величину.В зависимости от положения золотника гидропанели (I или II) эта линия состоит из следующих трубопроводов: I - 1,2,3,4,5,10; Потери давления (путевые потери) в конкретных трубопроводах являются результатом трения между слоями жидкости и определяются по известным выражениям из курса общей гидравлики: ; Так как на некоторых трубопроводах установлены гидроагрегаты (фильтр, гидропанель), необходимо учесть также потери давления от них. Отметим, что длина трубопровода 7 в линии “Ш” определяется с учетом синхронизатора (С), а в линии “Н” - без него. Расход в соответствующей линии слива определяется из условия равенства скоростей жидкости по обе стороны поршня, при этом разделение расходов в линиях «Ш» и «Н» происходит так, что потери давления по указанным линиям одинаковы, т.к. давления в точках А и D являются определенными.В результате проведенных мероприятий имеем гидравлическую систему, состоящую из трубопроводов, соединенных последовательно и параллельно. Работа их описывается характеристиками, которые можно суммировать, в результате чего система будет упрощаться. В случае последовательно соединенных трубопроводов характеристики суммируются по вертикали, т.е. потери давления складываются при одном и том же расходе (рис. Для параллельно соединенных трубопроводов характеристики суммируются по горизонтали, т.е. складываются расходы при одних и тех же потерях (рис.7). Например, для схемы 1-I суммируем элементы по линии АД (рис.В гидравлических системах, выполняющих механическую работу, требующую высокого давления, применяют, как правило, роторные насосы различных типов (шестеренчатые, пластинчатые, винтовые, радиально-роторные и др.). Теоретическое значение подачи зависит от рабочего объема насоса и числа оборотов и не зависит от давления нагнетания: , где - объем рабочих камер насоса; Потери подачи (утечки) внутреннего характера зависят от конструкции насоса, развиваемого давления, степени износа элементов насоса и вязкости жидкости. Эта характеристика весьма «жесткая», и в случае незначительного уменьшения подачи жидкости на выходе может произойти разрушение корпуса насоса или другого слабого звена. Желательно не доводить насос до этого режима, т.к. при этом значительно падает КПД насоса.Разделение подачи в линии нагнетания на и , при разном давлении в цилиндрах и , для заданных усилиях на штоках, показано на рис. В том случае, если давления и одинаковы характеристики AD, ABCD, (10 BC 11) и характеристика системы будет выходить из одной точки (), а характеристика ABCD не будет иметь излома. Гидравлические характеристики системы позволяют определить ход штоков цилиндров, подачу в линиях, рабочие усилия на штоках, мощность насоса на рабочем режиме, КПД системы и др. Для определения хода штоков определим отношение подач Задавшись значением длины одного штока (или ) определим длину другого штока из выражений приведенных ниже.По заданным геометрическим параметрам элементов гидросистемы, давлению в цилиндрах, времени рабочего цикла, физико-механическим параметрам жидкости необходимо определить: 1) гидравлические характеристики трубопроводов, отдельных элементов и системы в целом; Учесть только указанные местные сопротивления, потери в которых определяются по приведенным данным. Инерционным и геометрическими напорами в системе

Оглавление

Введение

1. Описание гидравлической системы

2. Гидравлический расчет системы

2.1 Определение характеристик простых трубопроводов

2.2 Упрощение гидравлической системы

3. Построение характеристики насоса

4. Определение параметров рабочих циклов гидросистемы

Приложение

Библиографический список

Гидравлические системы получили широкое применение в машиностроении, на транспорте, в технологических процессах и в других случаях. Современные самолеты и вертолеты снабжены гидравлическими системами, выполняющими многие важные функции: 1) управление летательным аппаратом по всем направлениям (рулями высоты, направления, элеронами и др.);

2) управление взлетно-посадочными устройствами (шасси, закрылками, предкрылками и др.);

3) послепосадочное торможение и управление на взлетно-посадочной полосе, управление реверсом тяги двигателей;

4) управление грузолюками, входной дверью и др.;

5) управление лопастями винтов самолетов и вертолетов и др.

Гидравлические системы - самые распространенные силовые системы ЛА. Это объясняется существенными преимуществами гидравлических систем по сравнению с электрическими, механическими, пневматическими и другими.

Наиболее важные из них: а) простота транспортировки энергии;

б) неограниченные кинематические возможности;

в) малый вес гидродвигателей на единицу мощности;

г) простота предохранения гидросистемы от перегрузок;

д) высокая эксплуатационная надежность.

Гидравлическая передача - комбинированная система, в которой одним из звеньев, обеспечивающих геометрические и кинематические связи, является жидкость.

Принцип действия гидравлической передачи основан на текучести и практической несжимаемости жидкости. Скорость передачи гидравлического импульса составляет 1000…1200 м/с. Этот параметр важен для управления быстротекущими процессами.

Типовая гидравлическая система состоит из агрегатов трех групп: 1. Энергетическая группа: а) гидробаки;

б) насосы, насосные станции;

в) гидроаккумуляторы;

г) фильтры;

д) контрольные приборы.

2. Распределительная группа: а) краны управления, согласования, регулирования;

б) обратные клапаны;

в) делители потока (синхронизаторы);

г) ограничители расхода (дозаторы);

д) дроссели;

е) мультипликаторы (преобразователи давления).

3. Исполнительная группа: а) гидромоторы;

б) силовые цилиндры (поступательного и поворотного типа);

в) рулевые приводы;

г) гидроусилители;

д) тормозные устройства.

Проектирование гидравлической системы связано со многими расчетами, в процессе которых определяются: 1) гидравлические параметры элементов и систем в целом;

2) функциональные возможности системы в различных условиях;

3) параметры быстродействия, надежности и др.;

4) жесткостно-прочностные характеристики элементов;

5) акустические характеристики.

В данном пособии рассматриваются только вопросы по первому пункту.