Лахмаков В.С. Гидравлика и гидромеханизация сельскохозяйственных процессов

Подождите немного. Документ загружается.

Расчет гидравлических клапанов

Расход рабочей жидкости через клапан следует определять по формуле:

нв

кл кл от

2( )

−

= , (6.27)

где µ

кл

=0,6–0,72 — коэффициент расхода;

— площадь щели рабочего окна клапана (определяется в зависимо-

от

сти от конструкции запорного элемента);

— давление нагнетания на входе в клапан;

— давление на выходе из клапана;

ρ — плотность масла.

Давление настройки предохранительного клапана определяется из вы-

ражения:

кл в

от

сh

рр

∆≤+

, (6.28)

где — величина сжатия пружины;

— жесткость пружины.

Высота усадки пружины определяется по формуле:

кл

нс

кл от

2( )

−

. (6.29)

Редукционный клапан

Редукционный клапан предназначен для поддержания в отводимом по-

токе стабильного давления

, более низкого чем давление p

в подводимой

линии. Они применяются в системах объемного гидропривода, если при ра-

боте одного насоса есть необходимость питания нескольких потребителей,

требующих различных по величине давлений. В данном случае насос рассчи-

тывается и подбирается на максимальное давление необходимое для работы

одного потребителя, а перед другими потребителями (для понижения давле-

ния) устанавливается

редукционный клапан. Клапан включается в гидросис-

221

тему по дразде-

ляются на прямого и непрям ционные клапана по конст-

рукции отличаются от п конструкцией корпуса

клапана. В систем клапаны прямо-

го действия применяются при идкости, а при больших рас-

ходах

ой клапан

кнутых гидросис-

темах для сброса избытка рабочей жидкости в системах подкачки.

и запорного

элемента могут быть

ков идропривода параллельно резьбовым

Гидравлические распределители

азначенное для изменения на-

правл

двухли-

нейные, трехлинейные и т. д., а в зависимости от фиксированных или харак-

следовательно с потребителем. По принципу работы они по

ого действия. Редук

редохранительных клапанов

ах объемного гидропривода редукционные

малых расходах ж

жидкости следует применить редукционные

клапаны непрямого дейст-

вия. Присоединение клапанов бывает резьбового и присоединительного типа.

Технические данные приведены в приложении 38.

Переливн

Переливной клапан служит для поддержания заданного давления в на-

порной магистрали путей непрерывного слива рабочей жидкости во время

нормальной работы гидропривода, поэтому его запорно-регулирующий эле-

мент постоянно закрыт. Он в частности применяется в зам

Переливные клапаны по конструкци

как предохранительные клапаны шарикового, так и конусного или золотни-

ого типа, и включаются в схеме г

или стыковым присоединением.

Гидрораспределитель — устройство, предн

ения потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях в результате

внешнего управляющего воздействия. Благодаря этому в системе гидропривода

происходит пуск, реверс и остановка гидродвигателя.

По типу запорно-регулирующего элемента распределители подразде-

ляются на золотниковые, крановые и клапанные. В зависимости от числа

внешних гидролиний, подводимых

к распределителю, они бывают

222

терных поз ионные и

трехп

распределители подразделяются на ручное, гид-

равли

сложных системах гидропривода используются многоблочные и секци-

онные нения бываю о-

ы в при

о распред преде-

ляем п

иций запорно-регулирующего органа бывают двухпозиц

озиционные.

Наиболее широкое применение получили распределители золотникового

типа. Они широко применяются в гидроприводах всех отраслей машинострое-

ния, а также в с.-х. машиностроении. Они позволяют осуществлять многопози-

ционность, уравновешены статическими силами давления, обладают малым тре-

нием, просты по конструкции и надежны в

работе.

По типу управления

ческое, электрическое и др., а также могут быть комбинированного

управления.

гидрораспределители. По типу присоеди т резьбового и стык

вого исполнения. Технические характеристики приведен ложении 40.

Расчет распределителей

Расход масла через золотник гидравлическог елителя о

о формуле:

зк

'м

∆

, (6.30)

где '

— площадь проходного сечения рабочего окна;

м — коэффициент расхода;

∆ — перепад давления;

с — плотность масла.

Для цилиндрического золотника площадь проходного сечения опреде-

ляем по формуле:

' рSdx

, (6.31)

где — диаметр золотника;

— перемещение золотника.

223

Сила сжатия пружины:

Fcx

, (6.32)

где — жесткость пружины.

Дроссели и регуляторы потока

Гидродроссель или регулятор потока — регулирующий гидроаппа-

рат н

азначенное для изменения давления в потоке рабо-

чей жидкости, проходящей через него. Дроссели и регуляторы потока

могут включаться в схему гидропривода как параллельно основному по-

току,

крутящий момент на гидродви-

гател Дроссели и ре ируемые и нерегу-

лиру е дросселей и регуляторов потока приве-

41.

и дросселей-регулято да

жидкости в дросселе или в дросселе-регуляторе определяется

еклапанного действия, представляющий собой специальное местное

сопротивление, предн

так и последовательно, как в нагнетательных, так и в сливных ли

ниях. При параллельном включении дросселя регулируется скорость ра-

бочего органа гидродвигателя. Последовательное включение дросселя

позволяет изменять усилие, скорость или

е. гуляторы потока бывают регул

емые. Технические данны

дены в приложении

Расчет дросселей ро хов рас

Расход

по уравнению:

др др

м '

∆

, (6.33)

где — расход через дроссель;

— коэффициент расхода, = 0,6–0,72;

— площадь проходного отверстия дросселя;

др

м м

др

∆ — перепад давления на дросселе.

224

Фильтры

необходимой чи

предназ ачены я в процессе

стоты масла целях ения надежной и

риво

В зависимости от срока службы, назначения и надежности работы сле-

дует в

По тонкости ой, тонкой

й и;

ицы ер ры

ветственно 0,1; 0,01; 0,005; 0,001 мм.

ика вает, что фильтр эффективн ищ ольк т

осистемы, который установлен непосредственно после него,

а остальные элементы получают лишь частичную защиту. Поэтому

фильтры могут устанавливаться во всасывающей, напорной или сливной

линия

ивной линии, вызванного засорением

фильт

дует установить предохранительный клапан, который начинает

открываться при перепаде

на фильтре 200 кПа, пропуская весь поток жид-

кости в обход фильтра.

При разработке схемы объемного гидропривода установленный фильтр

подбирается по пропускной способности соответствующей линии:

н дл поддержания эксплуатации

в обеспеч долговечной

работы гидроп да.

ыбирать тонкость фильтрации, т. е. очистки рабочей жидкости.

очистки различают фильтры грубой, нормальн

и особо тонко очистк они задерживают

част , разм ы кото х пре-

вышают соот

Практ

элемент гидр

показы о защ ает т о то

х, а иногда комбинированно в двух или трех линиях.

Фильтр грубой очистки

устанавливается в заливной горловине гид-

робака, а в остальных случаях в системах объемного гидропривода следует

применять фильтры нормальной очистки. Для защиты фильтра от недопус-

тимого повышения давления в сл

рующего элемента или резким повышением вязкости масла в крышке

фильтра сле

линии

QQ ≥

и проверяется на давление в фильтре и линии:

линии

рр ≥

225

Расчет фильтра

Определение площади фильтрующего элемента проводится по формуле:

' м

()

qp p

−

, (6.34)

где — расход рабочей жидкости через фильтр;

— перепад давления на фильтре;

q — удельная пропускная способность фильтра;

— динамическая вязкость масла.

Пропускная способность в зависимости от вида фильтрующей поверх-

ности приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 — Пропускная способность фильтрирующих поверхностей

Тип поверхности

, л/см

()pp−

Густая металлическая сетка 0,05

Пластины с зазором 0,08 мм 0,08

Хлопчатобумажная ткань 0,009

Мягкий густой войлок толщиной 10 мм 0,015

Технические данные фильтров, рекомендованные для систем объемно-

го гидропривода, приведены в приложении 42.

Гидробаки и кондиционеры

Гидробак предназначен для питания гидропривода рабочей жидко-

стью. Кроме того, в гидробаке оседают твердые частицы, загрязняющие

масла, выделяется растворимый в нем воздух, а через внешние поверхно-

сти бака во внешнюю среду выделяется тепло.

Для улучшения отстоя жидкости внутренний объем бака разделяет-

ся на отсеки перегородками, а сливной и всасывающий патрубки распола

гаются в противоположных концах бака. Сливная пробка располагается

так, чтобы бак полностью опорожнялся. Кроме сливных пробок, устанав-

ливаются и магнитные или совмещаются. Заливная горловина располага-

226

ется в верхней крышке бака, где устанавливается заливной фильтр. В

верхней крышке также устраивается воздушный фильтр.

основных параметров гидробака

Основные конструктивные размеры бака определяются из следующих

условий.

(6.35)

где — подача насоса гидропривода, л/мин.

Выбранный объем бака V должен соответствовать ряду номинальных

вместимостей гидравлических баков: 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 125; 160;

200; 250; 320; 400; 500; 630; 800 л.

Объем масла в баке должен составлять 80–90 % от полного объема ба-

ка, что необходимо для компенсации теплового расширения масла и обеспе-

Высота пе

Расчет

Объем гидробака V предварительно определяется по формуле:

V = (0,5–2)q ,

ения свободного отделения воздуха.

регородки в баке определяется из условия:

, (6.36)

ля-

Срез всасывающей трубы должен быть выше дна бака на величину m:

, (6.38)

где — диаметр трубопровода всасывающей линии.

где

— минимальный допустимый уровень жидкости в баке, который опре-

деляется из условия заполнения гидроцилиндров, гидроаккуму

торов (или других элементов) объемного гидропривода.

Глубина погружения сливной трубы относительного нижнего уровня

определяется из условия:

h ≥ (2–3)d, (6.37)

где d — диаметр трубопровода сливной линии.

dm 2≥

227

Теплообменники

Теплообменники — устройства, предназначеные для обеспечения

заданной температуры рабочей жидкости. Теплообменники

подразделяются на нагреватели и охладители жидкости. В

гидравлических приводах селькохозяйственных машин, как правило,

требуется охлаждение рабочей жидкости, которая, нагреваясь в процессе

работы, ухудшает свои параметры, что приводит к снижению КПД

системы и уменьшению ее эксплуатационных характеристик.

В гидросистемах с давлением до

10 МПа температура рабочей

жидкости не должна превышать 70–80 °С, а для гидросистем с давлением

более 2 — 50 °С.

Охладителями в проц работы являю трубопроводы, гидробаки,

теплообме

Тепловой рассчет гидропривода вед на основани

выделя и отводимого тепла п муле:

iii

tSQ

б)з1( . (6.39)

Среднее количество ы, выделяемо осистемой, ра потери

мощности

0 МПа

ессе тся:

ннки.

ется и баланса

емого количества о фор

∑

∆

′

=−= N

телот е гидр вно

нн

пот г

(1 з )

Q р

Q р== −

, (6.40)

где — подача насоса; Q

— давление настройки предохранительного клапана насоса;

— КПД гидросистемы.

Количество теплоты, отводимое в окружающую среду через стенки

бака:

бб

' б

1000

∆

, (6.41)

228

где

— площадь поверхности бака;

∆ — разность температур;

— бака,

блица 6.2.

П тановке теплообменника требуем ощадь поверхности опре-

деляетс ормуле:

коэффициент теплоотдачи от жидкости в окружающую среду

та

ри ус ая пл

я по ф

10 и

∆

, (6.42)

где

— коэффициент теплоотдачи о жидкости в окружающую среду в те-

6.2.

Тип поверхности теплообменника

и — количество теплоты, отводимое в теплообменнике;

б т

плообменнике.

Коэффициент теплоотдачи можно принять по таблице

Таблица 6.2 — Значение коэффициента теплоотдачи

Вт

б,

мК

Гидробак с гладкими стенками без циркуляции окружаю-

щего

воздуха

Гидробак с гладкими стенками с циркуляцией воздуха 15

Гидробак поверхность которого обдувается вентилятором 23

Теплообменники 110–200

Делители потока

а.

Расчет делителей объемного типа сводится к соблюдению в делителе

Делители потока подразделяются на дроссельные и объемные.

При работе сельскохозяйственных машин, рабочие органы которых

приводятся в действие гидродвигателями, для их синхронной согласованной

работы, независимо от рабочего давления, используются шестеренные дели-

тели поток

следующего соотношения между входной и выходной мощностью:

ннм

зQ р Q р Q р

11 2 2

, (6.43)

229

где

ветственно от насоса, от первой и

QQQ

— расходы жидкости соот

второй секций делителя;

рр — давление жидкости, создаваемые насосом и соответствен-

Технические данные объемных делителей потоков приведены в прило-

жении 43.

но первой и второй секциями;

з — механический КПД делителя.

230