Контрольная работа по "Гидравлике"

Пластинчатые насосы (рис. 3) включают в себя ротор, размещенный в статоре, и пластины, расположенные в пазах  ротора. При вращении ротора пластины под действием центробежных сил  или давления рабочей жидкости прижимаются к внутренней поверхности статора и скользят по ней. Если у насоса каждая пластина за полный оборот ротора один раз всасывает жидкость и один раз нагнетает, то такой насос называется машиной однократного действия. На рис.3, а представлена схема пластинчатого насоса однократного действия с шестью пластинами. При вращении ротора, геометрическая ось вращения которого смещена относительно оси статора на эксцентриситет е, объем изменяется,по ве-личине, уменьшаясь от полости всасывания А к полости нагнетания Б и увеличиваясь при движении пластин от полости нагнетания к полости всасывания. В зоне всасывания увеличивающийся объем между пластинами заполняется рабочей жидкостью, которая поступает под действием атмосферного давления из бака через полость А. При уменьшении объема между пластинами жидкость из него выталкивается в напорную линию через полость Б. Во избежание утечек жидкости из полости нагнетания в полость всасывания перемычку между всасывающим и нагнетательным окнами делают несколько большей расстояния между пластинами.. Чем больше эксцентриситет, тем больше ход, а следовательно, и объемная подача насоса. Чтобы пластина была постоянно прижата к статору, под нее устанавливают пружину или подают давление под торец пластины. Объемную подачу пластинчатых насосов можно регулировать за счет изменения эксцентриситета ротора. Более всего в гидроприводах машин распространен пластинчатый насос двукратного действия, схема которого дана на рис. 3, б. В нем за один оборот ротора каждая пластина совершает два хода, т. е. два раза выдвигается из паза и вдвигается в паз ротора. Принцип действия пластинчатых насосов двукратного действия заключается в следующем. Внутренняя поверхность статора насоса выполнена в виде кривой, напоминающей в сечении овал. Для уравновешивания ротора полости всасывания А и нагнетания Б располагают крест-накрест. При вращении ротора по часовой стрелке в полости А1 происходит всасывание, а в полости Б\ — нагнетание жидкости, откуда она через окно в боковом диске вытесняется в напорную гидролинию. Затем в полости А2 вновь происходит всасывание, а на участке В2 жидкость снова подается в напорную гидролинию. Следовательно, за полный оборот ротора каждая пласти-иа насоса дважды участвует в процессе всасывания и дважды в процессе нагнетания.

Рис. 3. Схемы пластинчатых насосов:  
а — однократного действия, б — двукратного действия; 1 — пластины, 2— роторы, 3 — статоры; А, Л, и А2 — полости всасывания. Б, Б₁ и Б₂—полости нагнетания

Пластинчатые насосы являются обратимыми гидромашинами и могут быть использованы в качестве гидромоторов. Однако в этом случае необходимо, чтобы пластины были надежно прижаты к статору.

 

3.Начертить принципиальную схему  и кратко описать принцип работы: дросселя с регулятором.

 

Гидродроссели с регулятором типа Г55-3 предназначены для регулирования скорости перемещения рабочих органов машин путем изменения расхода рабочей жидкости. Совместное действие дросселя и регулятора обеспечивают равномерную скорость движения рабочих органов независимо от нагрузки. Дроссели работают на чистом минеральном масле вязкостью 80-60 мм²/сек при температуре масла до 50°С. Определяющими деталями в этом аппарате являются редукционый клапан и дроссель щелевого типа, размещенные в общем корпусе.

Расход жидкости регулируется дросселем, а постоянство расхода в единицу времени обеспечивается редукционным клапаном во взаимодействии с пружиной.

Достигается это следующим образом. От цилиндра механизма подач жидкость поступает в полость А и  через кольцевую щель направляется в полость, а далее через щель в дросселе в полость отвода. При указанном направлении жидкости редукционный клапан находится под действием двух сил: гидравлической, которая создается давлением жидкости со стороны полости Б и направлена вверх, и усилением пружины, рассчитанной на давление 0,2 — 0,3 МПа.

Между полостями создается перепад  давления, поэтому давление в полости  Б всегда меньше давления в полости А. С увеличением давления в полости А мгновенно возрастают давление в полости Б и гидравлическая сила, действующая на клапан. При этом происходит перемещение клапана вверх, уменьшение проходной щели и падение давления в полости Б. Как только давление в полости Б станет меньше настройки пружины, клапан под действием пружины начнет перемещаться вниз, увеличивая щель, уменьшая одновременно с этим перепаде давления между полостями А и Б. Давления в полости Б (перед дросселем) будет увеличиваться до тех пор, пока возросшая гидравлическая сила на клапан не станет снова перемещать клапан в сторону пружины. Таким образом, редукционный клапан устанавливается автоматически, удерживая практически постоянное давление в полости Б независимо от величины давления в полости подвода А.

Поскольку давление после дросселя и над клапаном, в полости расположения пружины, также постоянно, то в дросселе перепад давления не зависит от нагрузки (величины давления в полости А) и сохраняется неизменным при токе жидкости через дроссель с регулятором.

.  

Исследование  динамических характеристик дросселя с регулятором модели Г55-3, наиболее распространенной в промышленности, показали, что периодическое изменение нагрузки, например при обточке детали с большим биением или при фрезеровании, вызывает неравномерность движения стола, особенно при малых скоростях. Некоторое изменение скорости объясняется в основном инерционностью редукционного клапана и потока жидкости через дроссель, а также наличием силы трения между клапаном, которая значительно уменьшает собственную частоту регулятора и нарушает точность стабилизации перепада давления, а следовательно, и расхода жидкости через дроссель. Изменение температуры масла в системе влияет на расходную характеристику дросселя с регулятором особенно при малых расходах.

 

4.Начертить принципиальную схему  гидропривода с дроссельным регулированием. Перечислить элементы гидроприводов.(расположение дросселя- на сливе. Система гидроприводов- Н-СЦ-система насос-силовой цилиндр).

Ри.1. Варианты принципиальных схем гидроприводов:

а - с объемным регулированием; б - с дроссельным  регулированием;  
в - нерегулируемый; г - с дроссельным регулированием рабочего и холостого ходов

 

3.Основные характеристики  гидроаппаратов:

- условный проход Dу

- номинальное  давление Pном.

- номинальный  расход Q ном.

Гидроаппаратами называются устройства, предназначенные для изменения  или поддержания заданных параметров потока рабочей жидкости (давления, расхода, направления движения).

По характеру выполнения своих  функций все гидроаппараты делятся  на регулирующие и направляющие.

Направляющий — это гидроаппарат, который изменяет направление потока рабочей жидкости путем полного открытия или полного перекрытия проходного сечения в нем.

Под проходным сечением гидроаппарата  понимается сечение потока, площадь  которого определяет расход рабочей  жидкости, проходящей через гидроаппарат.

Основным элементом гидроаппаратов является запорно-регулирующий элемент — деталь (или группа деталей), при перемещении которой частично или полностью перекрывается проходное сечение гидроаппарата.

По конструкции запорно-регулирующего  элемента гидроаппараты делятся  на: золотниковые, в которых запорно-регулирующим элементом является цилиндрический золотник.

Гидроаппараты бывают регулируемые и  настраиваемые.

Регулируемый — это гидроаппарат, характеристики которого проходное  сечение, поджатие пружины и др.

Настраиваемый — это гидроаппарат, характеристики которого могут быть изменены только в условиях неработающей гидросистемы.

На принципиальных и полуконструктивных схемах гидроаппаратов (ГОСТ 24242 — 80) их присоединительные отверстия обозначают буквами латинского алфавита: Р — отверстие для подвода рабочей жидкости под давлением; А и В — отверстия для присоединения к другим гидравлическим устройствам; Т — отверстие для отвода рабочей жидкости в бак; Хи Y— отверстия для потоков управления; L — отверстие для дренажного отвода жидкости.

К основным параметрам гидроаппаратов относятся: условный проход Dy — это  диаметр такого условного отверстия, площадь которого равна максимальному  значению площади проходного сечения  гидроаппарата; номинальное давление Pном — это наибольшее давление рабочей жидкости в подводимом потоке, при котором гидроаппарат должен работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением своих параметров в пределах установленных норм; номинальный расход Q_HOM — это расход жидкости с определенной вязкостью, проходящей через гидроаппарат, при котором он выполняет свое назначение с сохранением параметров в пределах установленных норм; характеристика гидроаппарата — это зависимость (обычно графическая), определяющая работу гидроаппарата.

Выбор конкретного гидроаппарата для гидросистемы делают по размеру условного прохода Dy, проверяя при этом соответствие расчетных значений максимального рабочего расхода жидкости через гидроаппарат и максимального рабочего давления паспортным данным гидроаппарата.

Все гидроаппараты, использующиеся в объемных гидроприводах, можно разделить на три основных класса: гидравлические дроссели (гидродроссели), гидравлические клапаны (гидроклапаны) и гидравлические распределители (гидрораспределители).

Гидродроссель представляет собой регулирующий гидроаппарат.

Гидроклапан — это гидроаппарат, в котором проходное сечение (положение  запорно-регулирующего элемента) изменяется от воздействия потока рабочей жидкости.

Гидрораспределитель — это гидроаппарат, обеспечивающий изменение направления потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях при наличии внешнего управляющего воздействия.

 

5. Назначение и принцип действия  гидроаккумуляторов.  Фильтры и  схемы фильтрации.

 

Для монтажа  систем водоснабжения и отопления широко используются мембранные баки. По своему назначению они делятся на две группы:

1. баки для систем холодного и горячего водоснабжения – гидроаккумуляторы;
2. баки для систем отопления – экспансоматы.

Гидроаккумулятор  предназначен для обеспечения потребителя  запасом воды, находящейся внутри бака, и поддержания постоянного давленияв системе водоснабжения. Благодаря его использованию исключается частое включение насоса, что позволяет продлить ресурс насоса, компенсируется действие гидроударов в системе. Гидравлические аккумуляторы используются в ГП для решения разнообразных задач. Чаще всего это накопление энергии при медленных движениях рабочих органов с тем, чтобы кратковременно получать достаточно большие потоки рабочей жидкости под давлением при ускоренных перемещениях. Это дает возможность существенно уменьшить номинальную подачу насоса и, следовательно, повысить КПД ГП. В зажимных механизмах применение аккумуляторов позволяет компенсировать утечки в гидросистеме и поддерживать необходимое давление зажима при включенном (или разгруженном) насосе, часто аккумуляторы используются для уменьшения пульсации давления или исключения пиков давления в переходных режимах.

Промышленностью производятся гидроаккумуляторы двух видов: вертикальные и горизонтальные (рис. 1). Название полностью отражает способ инсталляции: баки устанавливаются на приваренные к корпусу (3) ножки (7). Горизонтальные гидроаккумуляторы имеют площадку (6) для крепления поверхностного насоса. 

Рис. 1 Гидроаккумуляторы:

 а) вертикальный бак; б) горизонтальный бак; 1 – резьбовой присоединительный патрубок; 2 – фланец; 3 – корпус бака; 4 – сменная мембрана; 5 –держатель мембраны; 6 – площадка для крепления поверхностного насоса; 7 – ножки  

 

Корпус гидроаккумулятора (3) изготавливается из листовой высококачественной стали и покрывается печной эмалью (обычно синего цвета),а сменная мембрана (4), которая крепится к корпусу бака при помощи фланца (2) и болтов, делит его на две камеры: водяную и воздушную.

Воздушная камера заполняется воздухом или азотом на заводе-изготовителе. Вода поступает в водяную камеру – мембрану, которая изготовленаиз бутила (износостойкий каучук, не восприимчивый к воздействию бактерий и удовлетворяющий всем гигиеническим и санитарным нормам для питьевой воды), и контакт воды с металлическими поверхностями корпуса исключен. Со стороны воздушной камеры в корпусе бака располагается ниппель, регулирующий давление воздуха. Гидроаккумуляторы емкостью от 100 л и более снабжены держателем мембраны (5) (резьбовым штуцером диаметром ½ дюйма), который служит для установки клапана для удаления воздуха или шарового крана. Вода из гидроаккумулятора поступает и выходит через резьбовой присоединительный патрубок (1).

Гидроаккумуляторы для систем водоснабжения выпускаются  объемом от 8 до 3000 л с диапазоном рабочих температур от –10 до+100°С. Максимальное расчетное давление – 10 бар, а в специальном исполнении – до 16 бар.

Существует  три способа установки фильтров в гидросистемах: во всасывающей, напорной или сливной магистралях. Для  каждого способа установки промышленностью выпускаются специально предназначенные конструкции фильтров. Приемные (всасывающие) фильтры, работающие, как правило, в режиме полнопоточной фильтрации, предотвращают попадание в насос сравнительно крупных частиц. Поскольку приемные фильтры ухудшают условия всасывания насосов, перепад давления на фильтроэлементе не должен превышать 0,018 - 0,02 МПа. Предпочтительно использование приемных фильтров типа ФВСМ с указателем загрязненности (тонкость фильтрации 80 мкм), а также фильтры С41-2 – 80. Сливные фильтры позволяют обеспечить тонкую фильтрацию рабочей жидкости; они компактны, могут встраиваться в баки, однако в ряде случаев создают нежелательное повышение давления подпора в сливной линии. Установка фильтра в сливную линию применяется наиболее часто, т.к. в этом случае он не испытывает высокого давления, не создает дополнительного сопротивления на входе в насос. Это очень важно с точки зрения предупреждения возникновения в насосе кавитации. Установленный таким образом фильтр задерживает все механические примеси в рабочей жидкости, возвращающейся в бак. В сливных магистралях устанавливают фильтры типа ФС и С42-5. Напорные фильтры обеспечивают полнопоточную фильтрацию. Их применение целесообразно для защиты высокочувствительных к засорению элементов гидросистемы. Такие фильтры металлоемки, а также сравнительно дороги. В напорных гидролиниях устанавливают фильтры типа ФГМ32,Ф10, фильтры напорные по ГОСТ 16026-80  и ГОСТ 21329-75. Выбор фильтров необходимо производить по давлению, номинальному расходу рабочей жидкости и тонкости фильтрации.