Определение объемного и общего КПД

ГИДДРОСИТЕМЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ

УТЕЧЕК ЧЕРЕЗ ПОРШНЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ГИДРОЦИЛИНДРА РАСЧЕТНЫМ МЕТОДОМ

При определении объемного КПД гидросистемы через определяемые параметры выходного звена (штока) гидроцилиндра характеристики рассчитываются при двух вариантах подачи рабочей жидкости в поршневую и штоковую полости гидроцилиндра. При этом значения фактических расходов Q_ф определяются по формулам 11 и 12. Значение теоретического расхода определяется по формуле 14 где q_н= 56 см³, а n_н= 1500 об/мин.

По результатам расчетов строится график зависимости объемного и общего КПД гидросистемы в зависимости от давления нагрузки, которое в расчетах принимается равным: Р₁= 4 МПа; Р₂= 8 МПа; Р₃= 12 МПа; Р₄=!6 МПа; Р₅= 20 МПа. Объемный к.п.д. определяется по формуле 15.

Все необходимые значения параметров исходных значений и переменных показателей берутся из табл. 8. Расчетная схема, представленная на рис.6. приведена для иллюстрации процесса работы испытуемого гидроцилиндра в режиме нагружения. На схеме представлены все гидроэлементы, участвующие в режимах испытания гидроцилиндра.

Вариант задания соответствует порядковому номеру по журналу посещаемости группы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНЕШНИХ УТЕЧЕК ЧЕРЕЗ УПЛОТНЕНИЕ ШТОКА

Внешние утечки в гидроцилиндре через уплотнение штока проверяются на стенде согласно рис.4. Для этой цели используется мерная емкость МЕ 3 и требуется выполнить все действия согласно п.2.2.9. Для расчета величины утечек необходимо воспользоваться исходными данными из табл.4.

Таблица 4

Исходных данные для расчета внешних утечек через

 уплотнение штока

 

№ вар	S, м	d, мм	Vz, см3	Первый замер внешних утечек, Vz1, см3	Второй замер внешних утечек, Vz2, см3
1	2	3	4	5	6
1	0,3	45	0,0106	0,0126	0,0127
2	0,29	45	0,0102	0,0123	0,0103
3	0,28	45	0,00989	0,0121	0.00990
4	0,27	45	0,00954	0,0117	0,00950
5	0,26	45	0,0092	0,0115	0,0085
6	0,25	45	0,0088	0,0106	0, 0080
7	0,3	50	0,0118	0,0149	0,0120
8	0,29	50	0,0114	0,0146	0,0110
9	0,28	50	0,0110	0,0136	0,0118
10	0,27	50	0,0104	0,0127	0,0122
11	0,26	50	0,0102	0,0121	0,0119
12	0,25	50	0,00981	0,0191	0,0189
13	0,3	56	0,0158	0,0186	0,0183
14	0,29	56	0,0153	0,0184	0,0184
15	0,28	56	0,0148	0,0179	0,0160
16	0,27	56	0,0142	0,0182	0,0150
17	0,26	56	0,0137	0,0177	0,0170
18	0,25	56	0,0132	0,0173	0,0165
19	0,3	63	0,0178	0,0215	0,0201
20	0,29	63	0,0172	0,0181	0,0178

 

 

Продолжение табл.4
1	2	3	4	5	6
21	0,28	63	0,0166	0,0200	0,0195
22	0,27	63	0,0160	0,0197	0,0180
23	0,26	63	0,0154	0,0191	0,0165
24	0,25	63	0,0148	0,0186	0.0176

 

В столбце 5 приведены результаты первого замера объема утечек за 50 двойных ходов через уплотнитель штока. По результатам расчета объема утечек по формуле 1 и данным табл.3 принимается решение о необходимости замены уплотнений. В столбце 6 приведены результаты второго  замера объема утечек за 50 двойных ходов через уплотнитель штока, которые проводятся после замены уплотнений по результатам первого замера. По результатам расчета объема утечек по формуле 1 (по данным столбца 6 и табл.3) принимается решение о годности или отбраковки гидроцилиндра.

ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

При оформлении отчета следует руководствоваться вариантом задания согласно табл.8 и  следующими положениями:

1. Отчет составляется в рукописном или печатном виде, формат бумаги отчета – А4.

2. В отчете на титульном листе в обязательном порядке указываются: название кафедры, Ф.И.О. студента и преподавателя, название работы и номер варианта.

3. В расчетной части в начале записываются формулы с буквенными значениями параметров, а затем в эти формулы подставляются цифровые значения.

4. По данным расчетов строятся зависимости объемного и общего к.п.д. от давления нагрузки на одном графике.

5. В отчет вносится гидравлическая схема установки и упрощенная схема для расчета утечек.

6. В выводах следует сделать заключение о годности гидроцилиндра к эксплуатации и о соответствии его требованиям по величине утечек через уплотнитель штока. С этой целью необходимо воспользоваться табл.3 и табл.4 предельных значений утечек для гидроцилиндров различного типа и результатов замеров утечек на стенде.

7. Результаты замеров и расчетов при стендовых испытаниях заносятся в табл. 5, 6,7.

8. Результаты других замеров и расчетов, не вошедших в табл. 5, 6, 7 оформляются в виде отдельной дополнительной таблицы в произвольной форме.

9. В отчете должны быть размещены графические зависимости гидравлического и механического КПД от давления по рис.3 с указанием соответствующих точек на графиках.

10. При выполнении лабораторной работы подгруппами допускается оформление одного отчета на каждую подгруппу по согласовании с преподавателем.

 

Таблица 5

Исходные данные

 

Диаметр поршня D, м	Диаметр штока d, м	Ход поршня h, м	Длина контрольного участка L, м	Температура рабочей жидкости t, С.
1	2	3	4	5
		Из технической характеристики

 

Таблица 6

 

Расчетные данные параметров гидроцилиндра

 

Давление страгивания, МПа	Давление холостого хода, МПа	Число двойных  ходов	Объем утечек, см	Объем мерной емкости, см	Время заполнения мерной емкости, см	Величина внутренних утечек, см /с
1	2	3	4	5	6	7

 

                                                                                                                                            

 

Таблица 7

Расчетные данные общего КПД гидросистемы

 

Определяемый параметр	Значение параметра
	При подаче в штоковую полость	При подаче в поршневую полость
1	2	3
Рабочее давление, МПа	4	4
	8	8
	12	12
	16	16
	20	20
Время движения штока, с
Скорость движения штока, м/с
Фактический расход. м /с
Теоретический расход, м /с
Значение механического КПД
Значение гидравлического КПД
Продолжение таб.7
1	2	3
Значение объемного КПД
Значение общего КПД

               

Рис.6 Расчетная схема гидросистемы стенда:

Н – насос гидросистемы; Р – гидрораспределитель; РМ – расходомер; ЭД – электродвигатель; Ц – гидроцилиндр; ДР – дроссель нагрузочный; КП – предохранительный клапан; МН1,МН2 – манометры; Б – гидробак

                                                                                                                                     

Таблица 8

Варианты заданий для расчета объемного КПД гидросистемы

№ Вар.	Время движения штока гидроцилиндра при подаче рабочей жидкости в штоковую полость					Время движения штока гидроцилиндра при подаче рабочей жидкости в поршневую полость					L, м	D, мм	d, мм
	T при Р1, с	T при Р2, с	T при Р3, с	T при Р4, с	T при Р5, с	T при Р1, с	T при Р2, с	T при Р3, с	T при Р4, с	T при Р5, с
1	2,25	2,4	2,8	3,1	3,5	1,52	1,8	2	2,2	2,5	0,3	100	45	1,25
2											0,29
3											0,28
4											0,27
5											0,26
6											0,25
7	2,7	3,0	3,4	3,8	4,1	1,81	2.1	2.4	2,9	3,3	0,3	110	50
8											0,29
9											0,28
10											0,27
11											0,26
12											0,25
13	2,92	3,2	3.6	3,9	4,5	2,3	2,6	2,9	3,3	3,8	0,3	125	56
14											0,29
15											0,28
16											0,27
17											0,26
18											0,25
19	3,7	3,95	4,4	4,9	5,3	2,95	3,4	3,9	4,3	4,6	0,3	140	63
20											0,29
21											0,28
22											0,27
23											0,26
24											0,25

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1. Чем объясняются объемные потери рабочей жидкости в гидроприводе дорожных машин?

2. Какие существуют способы регулирования скорости выходных звеньев гидродвигателей? Их преимущества.

3. Какие существуют недостатки дроссельного регулирования скорости выходных звеньев гидродвигателей?

4. Объясните зависимость гидравлического и механического к.п.д. гидросистемы от рабочего давления.

5. Что такое объемный КПД гидросистемы? Его физическая сущность?

6. Объясните принцип действия объемного привода стенда.

7. Назовите основные элементы системы гидропривода стенда. Их назначение.

8. Дайте определение основных терминов элементов гидросистемы.

9. Что называется давлением страгивания и давлением холостого хода штока гидроцилиндра?

10. Что такое внутренние и внешние утечки в гидроцилиндре?

11. Какие основные параметры гидроцилиндров определяются при сертификационных испытаниях?

СИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Каверзин, С.В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу строительных и дорожных машин: учебное пособие / С.В. Каверзин.– Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1984. – 248 с.

2. Васильченко, В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: справочник / В.А. Васильченко.- М.: Машиностроение, 1983. – 301 с.

3. ГОСТ Р 52543-2006. Гидроприводы объемные. Требования безопасности.- Введен 01.01.2007.-М.:Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2006. – 22 с.

4. ГОСТ 17108-86. Гидропривод объемный. Методы измерения параметров.- Введен 01.01.1988.-М.:Госстандарт России: Изд-во стандартов,  1987. – 12 с.

5. ГОСТ 18464-87. Гидроцилиндры. Правила приемки и методы испытаний.- Введен 01.01.2002.-М.:Госстандарт России: Изд-во стандартов,  1991. – 17 с.

6. ГОСТ 2.782-96 ЕСКД. Обозначения условные графические. Насосы и двигатели гидравлические и пневматические.- Введен 01.01.1988.-М.:Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1983. –13 с.

7. ГОСТ 2.780-96 ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы гидравлических и пневматических сетей. введен 01.01.1988.-М.:Госстандарт России: Изд-во стандартов,  1984. – 6 с.