Гидравлический расчет гидросхем объемного гидропривода: Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Механика жидкости и газа", страница 5

Рис.3. Схема линейного регулирования дросселя.

1 – плунжер; 2 – корпус; 3 – рукоятка.

В квадратичных дросселях потери давления связаны с отрывом потока и вихреобразованием. Потери на трение в квадратичных дросселях практически отсутствуют, благодаря чему расход через дроссель не зависит от вязкости жидкости, и, следовательно, характеристика дросселя остается стабильной в широком диапазоне эксплуатационных температур. Это преимущество квадратичных дросселей определило их широкое использование в гидросистемах. В квадратичных дросселях устанавливается турбулентный режим течения жидкости и перепад давлений практически прямо пропорционален квадрату скорости (расхода).

Расход через квадратичный дроссель в общем случае определяется по формуле

,                                     (10)

где S – площадь проходного сечения гидродросселя;

 - коэффициент гидравлического сопротивления гидродросселя – величина постоянная для каждого гидродросселя и зависит от конструктивных особенностей гидродросселя.

Коэффициент гидравлического сопротивления квадратичного гидродросселя практически не зависит от числа Рейнольдса (обнаруживается некоторая зависимость  от числа Рейнольдса при малых числах Re<100÷300 – в зависимости от типа гидродросселя и величины его проходного отверстия).

В системах объемного гидропривода широкое применение получили регулируемые золотниковые гидродроссели (рис.4). В исходном положении каналы дросселя открыты. При внешнем воздействии золотник 2, сжимая пружину 1, перемещается влево, частично перемещая проходные каналы. В зависимости от положения золотника изменяется гидравлическое сопротивление проходу жидкости, а следовательно и расход.

Рис.4. Схема регулируемого золотникового гидродросселя.

Гидравлическое сопротивление золотникового гидродросселя обусловливается потерями энергии при внезапном расширении и поворотах потока в проходном канале гидродросселя.

Потери давления в золотниковом гидродросселе определяются по формуле Вейсбаха

,                                          (11)

где  - скорость жидкости в проходном канале (рабочем окне) золотникового гидродросселя

;                                            (12)

 - площадь сечения рабочего окна;

 - диаметр золотника;

 - величина открытия рабочего окна золотниковой пары гидродросселя;

 - коэффициент гидравлического сопротивления рабочего окна золотникового гидродросселя.

При небольших числах Рейнольдса  коэффициент сопротивления  зависит от перепада давлений на гидродросселе  и числа Рейнольдса; при числах Рейнольдса  коэффициент  становится постоянным (рис.5).

Рис.5. Зависимость коэффициента гидравлического сопротивления рабочего окна золотниковой пары от числа Рейнольдса.

1 - =0,3 МПА;     2 – 0,5 МПа;     3 – 0,7 МПа;

4 – 1 МПа;     5 – 1,3 МПа.

Гидроклапаны.

Гидроклапан – гидроаппарат, в котором степень открытия проходного сечения (положение запорно-регулирующего органа) изменяется под воздействием давления рабочей жидкости, проходящей через него. В системах объемного гидропривода широко распространены напорные и обратные гидроклапаны.

Напорный гидроклапан – регулирующий гидроклапан (предохранительный, переливной), предназначенный для ограничения давления в подводимом к нему потоке рабочей жидкости. Принцип действия напорных клапан основан на уравновешивании силы давления рабочей жидкости, действующей на клапан, усилием пружины.

На рис.6 приведена схема напорного переливного гидроклапана золотникового типа. Когда давление жидкости Р превышает заданный уровень , запорно-регулирующий орган (золотник) 1 смещается, сжимая пружину 2 и открывая проход рабочей жидкости на слив. 3 – винт, регулирующий поджатие пружины 2, т.е. величину давления .

Рис.6. Схема напорного гидроклапана золотникового типа.

Основной характеристикой напорного гидроклапана является стабильность поддерживаемого им давления . Перепад давления на гидроклапане  зависит от расхода жидкости через клапан , жесткости пружины, а также от предварительного поджатия пружины, определяющего величину настроечного давления гидроклапана