Расчет гидросистемы с гидроцилиндром (поршень гидроцилиндра имеет диаметр – 60 мм и ход – 500 мм), страница 4

Q_к = Q_т - Q;

Q - подача рабочей жидкости в гидроцилиндр;

Р_н - настроенное давление ПК (при котором Q_к = 0);

DР_к – перепад давлений на клапане в точке а  = f (Q_к);

Зависимость давлений в точке а (Р_а) от подачи рабочей жидкости в гидроцилиндр (Q) (т. е. суммарная характеристика насоса Н, работающего совместно с ПК) записывается в виде:

Р_а = (Р_н + к × Q_т) - к × Q;

Эта зависимость изображена графически на рис 6.

(Рис 6.)

Q_н - подача насоса;

Q_к - расход рабочей жидкости через клапан;

Р_н - давление, на которое настроен клапан (соответствует началу открытия клапана);

DР_к - перепад давлений в клапане;

Отсюда следует, что Р_а > на 15 % чем Р_н;

Р_а = 1,15 × Р_н = 1,15 × 22,4 = 25,8 МПа;

Q = V_м× f_ц =

2.  После переключения гидрораспределителя в положение I расход Q в первые моменты времени равен нулю, т. к. столб жидкости в гидролиниях (а - б), (в - г), (д - е), (ж - з), в гидроцилиндре, а также поршень со штоком и внешним грузом обладают определенной инерцией, и чтобы разогнать их до стационарной скорости, необходимо определенное время. В последующие моменты времени жидкость, а также поршень с грузом, приводятся в движение с определенным ускорением, пока скорости жидкости и поршня не достигнут стационарных значений. При открытых каналах гидрораспределителя (рис. 5) для любого момента времени справедливы уравнения Бернулли:

а) для напорной магистрали (от точки а до сечения 1-1 гидроцилиндра)

V    –   Скорость жидкости в гидроцилиндре (в точке а);

Р₁   –   давление жидкости в левой полости гидроцилиндра;

V_п   –   скорость движения поршня в гидроцилиндре;

h_н1 –   потери напора в напорной магистрали;

h_l1   –   потери напора в гидролиниях напорной магистрали;

h_н1 = h_l1 + h_гр + h_др + å h_мс1;

l - коэффициент гидравлического трения;

h_гр - потери напора в канале гидрораспределителя; при расчёте гидрораспределителя по условному проходу d_у:

x_гр - коэффициент гидравлического сопротивления канала гидрораспределителя;

h_др - потери напора в гидродросселе; для золотниковых гидродросселей:

x_др –   коэффициент гидравлического сопротивления дросселя;

d_з    –   диаметр золотника;

х     –   открытие гидродросселя;

å h_мс1 – суммарные потери напора на других местных сопротивлениях напорной магистрали (тройники, выход из трубы в гидроаппаратах и т. д.);

x_мсi  - коэффициенты местных сопротивлений;

h_i1 - инерционный напор жидкости в напорной магистрали:

б) для напорной магистрали (от сечения 2-2 гидроцилиндра до точки з)

Р₃ - давление в гидробаке;

Р₂ - давление жидкости в правой полости гидроцилиндра;

h_н2 - потери напора в сливной магистрали;

h_н2 = h_l2 + h_гр + å h_мс1;

h_l2 - потери напора в гидролиниях сливной магистрали;

å h_мс2 - суммарные потери напора на других местных сопротивлениях сливной магистрали;

h_i2 - инерционный напор жидкости в напорной магистрали:

в) Уравнение баланса сил, действующих на поршень гидроцилиндра при установившемся движении:

    Используя уравнение и с учетом выражений первоначальное уравнение приводим к виду:

  Выразим для зависимости  Х  из выше приведенной формулы:

   Расчет регулирования гидропривода производим численно, задаваясь значениями скорости поршня в гидроцилиндре с шагом в пределах от 0 до . Выбираем шаг равный  .

    Порядок расчета представим следующей схемой:

 

Где:

;;;

;

где    Рн –потребное давление;

Qн – подача в напорной магистрали при ;

         Qi –подача в зависимости от .

4.2.  Расчет переходных процессов в гидроприводе.

После переключения  гидрораспределителя  в положение 1 расход  Q  в первые моменты времени равен  нулю, так как слой жидкости в гидролиниях (а-б), (в-г), (д-е),

(ж-з), в гидроцилиндре, а также поршень со штоком  и внешним грузом обладают  определенной  инерцией, и чтобы разогнать их до стационарной скорости, необходимо определенное время. В последующие моменты времени жидкость, а также поршень с грузом, приводятся в движение с определенным ускорением, пока скорости жидкости и поршня не достигнут стационарных значений.

При открытых каналах гидрораспределителя для любого момента времени справедливы  уравнения Бернулли:

   -для напорной магистрали (от точки а до сечения  1-1 гидроцилиндра)

,

     где    - скорость жидкости в гидролиниях (в точке а);

             - давление жидкости в левой полости гидроцилиндра;