Силы, действующие на привод, диаграмма нагрузки.

Нагрузка – комплекс статических и динамических сил, действующих на рабочий орган машин или механизмов при его движении по заданному закону.

В общем виде нагрузка изменяется в широких пределах и представляет собой сложный комплекс сил.

Типовые нагрузки.

1. Постоянная по величине нагрузка (F_с=const) – не изменяет величины и закона при изменении скорости (сила тяжести).

2. Позиционная нагрузка – сила нагружения, прямопрапорциональная перемещению рабочего органа (деформация пружины)

3. Скоростная нагрузка (вязкое трение) – нагрузка, прямопрапорциональная скорости ее движения.

4. Контактное трение (характерна для всех подвижных элементов) – определяется в соответствии с законом Кулона:

; -- формула Кронекера;

sgn=1 если v> 0;

sgn=-1 если v< 0

5. Инерционная нагрузка – произведение массы m выходного звена на ускорение его движения.

6. Сила трения, зависящая от перепада давления на подвижном уплотнении

h – ширина контакта уплотнения;

Δ р – перепад давления;

D – диаметр цилиндра.

При составлении уравнений движения подвижных элементов должны оговариваться принимаемые при расчетах типовые нагрузки. Если на подвижный элемент действует постоянная, скоростная и упругая нагрузка, то суммарная нагрузка равна:

2.геороторные

Шестеренные гидромашины с внутренним зацеплением и эвольвентным профилем зубьев, выполненные с двумя вращающимися роторами, наз героторными. Выполнение спец профиля выступов рабочих элементов зубчатых колес позволяет осуществлять непрерывный контакт зубьев внутр шестерни и колеса в зонах разделительных перемычек между окнами впуска и выпуска.

У кольцевого ротора (колеса 1) на один зуб больше, чем у внутреннего 2. Их ось смещена одна относительно другой на расстояние е, обеспечивающее зацепление шестерен в зоне верхней разделительной перемычки. Контакт зубьев при проходе ими нижней разделительной перемычки обеспечивает изоляцию полостей высокого и низкого давления. Межзубовые впадины сообщаются с входным и выходным каналами с помощью серпообразных окон 3 и 4 на боковых крышках.

Героторные гидромашины применяются в качестве насосов для работы при давлении 14 МПа и частоте вращения вала до 30 с^-1. Они также пригодны для работы в качестве быстроходных низкомоментных ГМ.

Приближенно раб. Объем героторной гидромашины можно найти, считая равными объемы впадин и выступов шестерни. Если входной вал связан с внутренней шестерней, то рабочий объем определяется по формуле:

, м³ Если входной вал связан с колесом: , м³

где b – ширина ротора; D_в – диаметр окружности выступов колеса; e – эксцентриситет;

z₁, z₂ – число выступов соответственно шестерни и колеса.

Билет18

3.Клапаны последовательности и редукционные клапаны, назначение, принцип действия

Редукционный клапан (редуктор) представляет собой автоматически действующий дроссель, сопротивление которого равно в каждый данный момент разности между переменным давлением Р_Н на входе и постоянным (редуцируемым) давлением на выходе Р_РЕД: Р_РЕД < Р_Н.

Клапан предназначен для понижения давления каком-либо отводящем трубопроводе и поддержания этого давления постоянным независимо от давления в подводящей магистрали, которое должно лишь несколько превышать редуцируемое давление (на 0.2..0.3 МПа).

Эти клапаны применяют в основном в том случае, если от одного источника питается несколько потребителей, требующих разного давления. Источник расхода в этом случае рассчитывается на максимальное давление, требуемое для потребителей.

В простейшем случае (рис. а) редукционный клапан представляет собой конус 2 с дроссельной конусной головкой С справа и уравновешивающим поршеньком слева. Жидкость под давлением Р_Н подводится к каналу в и отводится под редуцированным давл. через канал е.

Понижение входного давления до выходного и поддержание последнего на постоянном уровне обусловлено динамическим равновесием сил, действующих на подвижный плунжер 2, из которого усилие пружиной 1 действует в сторону увеличения открытия проходной щели высотой h, соединяющей каналы в и е, а давление Р_РЕД в камере d и гидродинамическая сила, действующая в сторону этой щели. При некотором малом Р_РЕД плунжер 2 усилием пружины 1 отжимается вправо и увеличивает зазор y, по которому жидкость поступает из канала в высокого давления в канал е редуцируемого давления. После того, как давление Р_РЕД превысит давление, на которое отрегулирована пружина, плунжер 2 под действием Р_РЕД переместится влево, частично или полностью перекрывая доступ жидкости из канала в в канал е. При условии, что диаметр сечения конусного затвора плоскостью с …… равен диаметру поршенька а, силы давления Р_Н на плунжер 2 вначале открытия щели (когда у =0) уравновешиваются и уравнение баланса сил на клапане имеет вид (без учёта сил инерции):

; ;

При открытой щели (у > 0) на затвор будет действовать в сторону закрытия гидродинамическая сила (Р_ГД) с учётом которой уравнение * примет вид:

Как видно из уравнения Р_РЕД не зависит от Р_Н, однако вследствие нестабильности влияния на Р_ГД перепада давления ∆ Р наблюдается некоторое нарушение стабильности - Р_РЕД=f(Р_Н). Для устранения трения и повышения чувствительности при невысоких редуцируемых давлениях (0.3..0.5МПа) применяются клапаны, роль поршня в которых выполняет мембрана 2 (рис. б).Дроссель 4 применяется для демпфирования.

Пневматические редукционные клапаны различаются по следующим признакам:

По типу нагруженного элемента (пружинное, давлением воздуха);

По степени разгруженности редуцирующего клапана;

По возможности сброса избытка выходного давления воздуха;

По виду уплотнения редуцирующего клапана по седлу;

По виду чувствительного элемента (мембранные и поршневые).

На рис – клапан с пружинным нагружением, со сбалансированной площадью клапана, с клапаном сброса избытка выходного давления воздуха.

Клапаны последовательности предназначены для пропускания потока жидкости во вторую гидролинию только после того, как давление в первой достигнет определенного уровня.

Билет20

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМОТИЧЕСКИЕ ДРОССЕЛИ.

Они предназначены для регулирования расхода рабочего тела и создания перепада давления на определённых участках Г или П цепи. Они выполняют роль Г или П сопротивлений. Применение:

· ПГ системы, для уменьшения давления и регулирования подачи.

· Для демпфирования.

· В проточных Г распределителях и т.д.

Обозначение:

Включение в схемы:

¨ последовательно двигателю.

¨ Параллельно.

При последовательном включение дросселя могут быть схемы:

§ Дроссель на входе в двигатель

§ Дроссель на выходе из двигателя

§ Одновременно на входе и выходе двигателя.

По принципу действия дроссели бывают:

ü Вихревого действия(турбулентные дроссели).

ü Вязкосного действия (ламинарные).

Турбулентные дроссели в виде пластин часто наз. шайбами. Чтобы увеличить сопротивление турбулентного дросселя часто используют пакет шайб. Большой перепад давления можно создать одной шайбой, но при этом необходимо образовать малое отверстие в шайбе. Отверстия малого диаметра могут в процессе работы засоряться, что вызывает нарушение их работоспособности. Поэтому в таких случаях можно установить пакет шайб с несколько большими отверстиями. регулируемые турбулентные дроссели содержат отверстия и запорный элемент в виде шарика, конуса, пластины, золотника, плунжера и т.д. Т.е. образуется местное турбулентное сопрот., которое можно изменять.

При ламинарный режим. В ламинарных дросселя х потери происходят из-за вязкосного трения в канале дросселя по его длине. Т.е. потери только на трение. Такой дроссель наз. втулкой.

Билет21