Об’ємний гідропривод: Конспект лекцій (Лекції 1-36: Загальні відомості про об’ємний гідропривод. Нові прогресивні технології і перспективи розвитку гідроприводів), страница 2

Для аналізу принципу дії гідроприводу вважаємо, що порожнини гідроциліндрів і трубопроводу повністю заповнені рідиною. Рідина практично не стискається, герметично ізольована від зовнішнього середовища і не просочується в щілини між стінками гідроциліндрів і поршнями. Втрати в енергії на тертя в гідроциліндрі і в об’ємі рідини малі. Крім того, будемо розглядати рух поршнів з незначними величинами прискорення, при яких можна не враховувати сили їнерції поршнів та рідини.

На шток площею f₁ діє сила Р₁. Ця сила урівноважується силою тиску рідини на поверхню поршня.

Рівновага сил на поршні має місце при виконанні умови

, де f₁ - площа поверхні насосу Н;

р – тиск в порожнині насосу Н.

Згідно з законом Паскаля, тиск рідинию передається в усіх напрямках одинаково. Тому з боку рідини на поршень площею f₂ буде діяти сила Р₂

, де f₂ – площа поверхні двигуна Д.

2. Склад об’ємного гідроприводу

Об’ємним гідроприводом називається сукупність пристроїв, в число яких входить один або декілька об’ємних гідродвигунів, які застосовуються для приведення в дію механізмів і машин за допомогою робочої рідини під тиском.

Об’ємний гідропривод включає:

1)  об’ємний насос з привідним двигуном;

2)  об’ємний гідродвигун;

3)  гідроапарати;

4)  кондиціонери робочої рідини;

5)  гідроємності;

6)  гідролінії.

Насос створює потік робочої рідини шляхом перетворення механічної енергії приводного двигуна в гідравлічну.

Об’ємний гідродвигун перетворює гідравлічну енергію робочої рідини в механічну енергію вихідних ланок (гідромотори, гідроциліндри, неповнообертові мотори)

Гідроапаратура (клапани, дроселі, розподільники) застосовуються для зміни напрямку і параметрів потоку робочої рідини, а також для відкриття і перекриття окремих гідроліній.

Кондиціонери робочої рідини застосовуються для отримання необхідних якісних показників і стану робочої рідини. До них відносять фільтри, теплообмінні апарати (охолоджувачі або підігрівачі) і повітровипускні пристрої.

Гідроємності (гідробаки, гідроаккомулятори) призначені для утримання в них робочої рідини з метою використання її в процесі роботи гідроприводу.

Гідролінії призначені для руху робочої рідини від одного гідропристрою привода до другого або всередині пристрою від однієї порожнини до іншої.

Принципова схема гідравлічного привода на рис.1.2. включає (згідно з класифікацією):

1.    Об’ємний гідродвигун – циліндр Ц.

2.Насос Н.

3.Гідроапарати: Р – розподільник; КЗ1, КЗ2 – зворотні клапани; ДР1, ДР2 , дроселі; КТ1, КТ2 – клапани тиску.

4.Кондиціонери: Ф – фільтр, АТ – агрегат теплообміну.

5.Гідроємності: АК – акумулятор, Б – бак.

6.Гідролінії.

3. Основні параметри об’ємного гідроприводу

Основними параметрами об’ємного гідроприводу є: тиск - р, витрата робочої

рідини - Q, потужність гідроприводу – N.

   Тиском рідини називають фізичну величину, яка дорівнює відношенню сили, діючої на елемент поверхні нормально до неї до площі цього елементу; [p]=1Н/м²;

.

При рівномірному розподілі сили має місце

.

Одиниця виміру тиску Паскаль 1Па=1Н/м² (10МПа=10⁶Н/м² ≈ 0,1атм=0,1кгс/см²).

   Об’ємна витрата рідини Q є фізична величина, рівна об’єму рідини V, яка протікає через поперечний переріз в одиницю часу або добуток площі поперечного перерізу потоку на середню швидкість; [Q]=1м³/с.

.

   Потужність N – фізична величина, яка дорівнює роботі в одиницю часу, [N]=1Вт=1Дж/с.

Якщо [p]=1Па, [Q]=1м³/с, то потужність в Вт визначається за виразом

, а якщо [p]=1кгс/см², [Q]=1л/хв, то потужність в кВт визначається так

.

4. Залежності між параметрами гідроприводу

1.  Силові залежності:

,

.

Нехтуючи втратами можна сказати р₁=р₂, тобто

  .

2. Переміщення:

,

.

В силу нерозривності потоку і відсутності витоків маємо, що , тобто

  .

3.  Швидкість:

.

Враховуючи попередні залежності, а також, що  є швидкість руху, отримаємо

,

.

В силу нерозривності потоку і відсутності витоків маємо, що , тобто