Основные параметры гидромашин

Лекция 3
Основные элементы и
параметры гидропривода
Содержание лекции:
1. Принцип действия объемного гидропривода
2. Основные элементы гидропривода
3. Основные параметры гидромашин
Основные параметры гидромашин
Принцип действия объемного гидропривода основан
на высоком модуле упругости жидкости и законе
Паскаля
Rн
Rн
Pн 
Sн
Vг
Rг
Vн
Pн
Pн  Pг
Sн Sг

Pг
Rг
Pн 
Sг
Rг
Pг 
Sг
Давление в насосе не зависит от его параметров, а
зависит только от нагрузки на гидродвигателе
Основные параметры гидромашин
Схема простейшей гидропередачи
1- Насос; 2- Бак; 3- Трубопровод; 5- Гидроцилиндр
Основные параметры гидромашин
3- Обратный клапан, служит для фиксации поршня
гидроцилиндра при отключении насоса
Основные параметры гидромашин
4- Предохранительный клапан, защищает гидропривод от
чрезмерного нарастания давления при полном
выдвижении гидроцилиндра
Основные параметры гидромашин
6 – Гидрораспределитель -служит для управления
направлением движения поршня
Основные параметры гидромашин
7 – Дроссель -служит для изменения скорости
перемещения поршня в гидроцилиндре
Основные параметры гидромашин
К основным параметрам гидромашин относят:
•
•
•
•
•
давление,
подачу,
напор,
мощность,
коэффициент полезного действия (КПД)
Основные параметры гидромашин
Давление
P=F/A
Единицы измерения
H

 Па  м 2 ,

 МПа  106 Па  H ,

мм 2

5
бар

10
Па  750 мм. рт.ст,


 ат  101325 Па  760 мм. рт.ст,
 мм. рт.ст  133,3 Па,

 кгс
 м 2  9,81 Па,

 кгс  98100 Па.
 см 2
Основные параметры гидромашин
Различают:
•Абсолютное давление
•Избыточное (манометрическое) давление
•Вакууметрическое (вакуум) давление
Основные параметры гидромашин
Абсолютное давление – давление,
отсчитанное от абсолютного нуля
Pабс  Pатм  Pизб  Pб  Pм , где
Pатм  атмосферное давление,
Pизб  избыточное давление,
Pб  барометрическое давление,
Pм  манометрическое давление.
Основные параметры гидромашин
Если абсолютное давление в жидкости или газе
меньше атмосферного, то говорят, что имеет место
разрежение, или вакуум.
Pвак  Pатм  Pабс .
Давление насоса - разность между давлением на
выходе из насоса Р2 и давлением на входе в него
Р1 :
Pн  P2  P1.
Основные параметры гидромашин
Напор
Напор – это энергия, сообщаемая единице веса
жидкости, проходящей через насос.
Напор H принято измерять в метрах столба
перекачиваемой жидкости.
H  E вых  E вх 
2
вых
p вых  p вх V  V


g
2g
2
вх
 z вых  z вх 
Основные параметры гидромашин
Подачей называют количество жидкости, перекачиваемой
насосом в единицу времени.
Различают:
объемную подачу, равную объему перекачиваемой жидкости в
единицу времени
V  м3 л 
Q  , 
t  с с
 м3
л
 1  1000 
с
 с
массовую подачу, которая равна массе
перекачиваемой в единицу времени G, кг/с.
 кг м3 кг 
G  Q  3 
 
с 
м с
жидкости,
Основные параметры гидромашин
Объемную подачу также можно найти по формуле
 м 2 м3 
Q  vS   м 
,
с 
с
где v  скорость потока жидкости в канале,
S  площадь поперечного сечения канала.
Основные параметры гидромашин
Уравнение неразрывности потока
Q  v1  A1  v2  A2  const
Q
v1  ,
A1
Q
v2  .
A2
Основные параметры гидромашин
Для трубы круглого сечения имеем:
 d12
A1 
4
d
A2 
4
2
2

4Q
Q
v1 

2
2
 d1 0, 785 d1

4Q
Q
v2 

2
 d 2 0, 785 d 22
Основные параметры гидромашин
1. Подача насоса
Теоретическая подача насоса
Qнт  qн nн ,
qн
- рабочий объем насоса
nн
- частота вращения насоса
Фактическая подача насоса всегда меньше
теоретической
Qн  Qнт
Основные параметры гидромашин
2. Расход гидродвигателя
Теоретический расход гидродвигателя
вращательного действия
Qгт  qг nг ,
qг
- рабочий объем гидродвигателя
nг
- частота вращения гидродвигателя
Основные параметры гидромашин
Теоретический расход гидродвигателя
поступательного действия
Qгт  vп Sп ,
vп
- скорость поршня
Sп
- площадь поршня
Фактический расход гидродвигателя всегда
больше теоретического
Qг  Qгт
Основные параметры гидромашин
3.
Мощность насоса представляет собой
энергию, подводимую к нему от двигателя за
единицу времени.
• Полезная мощность насоса Nп (мощность,
передаваемая
потоку)
определяется
выражением
N п  Q  Pн  Q   g  H
Основные параметры гидромашин
• Мощность, потребляемая насосом N, больше
полезной мощности на величину потерь в нем.
Она измеряется на ведущем звене насоса (на валу,
приводном штоке). Потери в насосе учитываются
с помощью КПД насоса.
Nп
N п  N пр
Nпр
Основные параметры гидромашин
Коэффициент полезного действия равен
отношению полезной мощности насоса к
потребляемой:
Nп

N пр
Основные параметры гидромашин
4. Выходная характеристика гидродвигателя
вращательного действия:
M кр
N
N
1
 

qP
 2n 2
поступательного действия:
R  P  Sп
R - усилие на поршне
Основные параметры гидромашин
5. Потери в гидромашине разделяют на три
вида:
• гидравлические,
• объемные,
• механические.
Основные параметры гидромашин
• Гидравлические потери - доля полной энергии
потребляемой гидромашиной, теряемая на
преодоление гидравлических сопротивлений
внутри машины.
Их величину оценивают гидравлическим КПД.
N вх  N г
N г
Q  Pг
г 
 1
 1
N вх
N вх
N вх
Основные параметры гидромашин
Объемные потери- потери мощности за счет
внутренних
перетоков
(утечек)
рабочей
жидкости в гидромашине.
Обусловлены наличием зазоров в насосе, через
которые жидкость получает возможность
перетекать из области с большим давлением в
область с меньшим давлением.
Основные параметры гидромашин
Этот вид потерь оценивают объемным КПД
Основные параметры гидромашин
Механические
потеридоля
полной,
потребляемой
гидромашиной,
энергии,
расходуемая на преодоление трения в
подвижных соединениях, в подшипниках и
уплотнениях, а также на дисковое трение
поверхностей, вращающихся в жидкости.
Они оцениваются механическим КПД.
N вх  N м
N м
м 
 1
N вх
N вх
Основные параметры гидромашин
Коэффициент
полезного
действия
гидромашины
равен
произведению
гидравлического, объемного и механического
коэффициентов полезного действия
   г о м
Гидравлическими потерями, в связи с их малостью,
часто пренебрегают. Тогда
  ом