Шпаргалка по "Гидравлике"

Жуковский вывел, что повышение  напора Н при прямом гидравлическом ударе:

, - начальная скорость потока жидкости, С – скорость распространения ударной волны

 

Скорость распространения  ударной волны

, плотность жидкости, -модуль упругости жидкости, d- внутренний диаметр трубы,  - толщина стенки трубы, - модуль упругости стенок трубы

Способы предотвращения возникновения гидравлического  удара:

1. избегать малого времени перекрытия задвижки
2. Устанавливать компенсаторы на пути возможного движения гидравлического удара (гидроаккумуляторы)

 Кроме негативных сторон  у гидравлического удара имеются  и положительные – создание гидравлического тарана (водоподъемная установка, не имеет движущихся частей, но использует энергию искусственно созданного гидравлического удара)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23. Понятие гидропривода. Структура объемного гидропривода

 

Привод – совокупность механизмов и устройств, преобразующих энергию приводящего двигателя в механическую энергию рабочего органа машины.

Состав  приводов: первичный двигатель, трансмиссия (передача), вторичный двигатель и системы управления.

В гидравлическом приводе для передачи энергии от первичного двигателя к вторичному применяется энергия жидкой среды.

Гидроприводы  делятся на: объемные (используют закон Паскаля; гидростатические) и динамические (используют кинетическую энергию жидкости; приводы на основе машин).

Области применения объемных гидроприводов: гидропрессы, протяжные шлифовальные станки, гидравлические тормозные приводы, с/х техника, строительно-дорожная техника, горная, военная техника (корабли, ракетные установки, торпедные, танки, автомобили)

 

Структура гидроприводов

1. Насос
2. Гидродвигатель (гидроцилиндр, гидромотор)
3. Гидролинии (трубопроводы, каналы)
4. Гидроаппараты: направляющие – изменяют направление потока(распределительные клапаны),  регулирующие – регулируют давление рабочего органа
5. Ёмкости (гидробаки)
6. Гидроаккумуляторы
7. Кондиционеры рабочей среды (фильтры, сепараторы рабочей жидкости, охладители, подогреватели)
8. Гидролинии:

а) всасывающие,

б) напорная (нагнетательная, гидролиния высокого давления)

в) сливная – отвод рабочей жидкости от гидродвигателя в бак

г) гидролиния управления,

д) дренажные гидролинии – для отвода утечек рабочей жидкости от гидромашин и гидрооборудования

9. Средства измерения и контроля параметров гидропривода (манометры, термометры)
10. Уплотнительные устройства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24. Рабочие  жидкости

 

Функции рабочих жидкостей:

1. Передача энергии

2. Смазка трущихся частей

3. Отвод тепла от нагретых  элементов гидромашин и гидроаппаратов

4. Отвод продуктов износа (стружка  и т.д.)

5. Коррозионная защита

 

Требования  к рабочим жидкостям:

1. Оптимальная вязкость, плавно изменяющаяся в рабочем диапазоне температур, причём изменение должно быть минимальным
2. Широкий диапазон рабочих температур, низкая температура застывания
3. Низкий коэффициент теплового расширения
4. Высокая теплопроводность и удельная теплоемкость
5. Хорошие смазочные и антикоррозионные свойства
6. Высокий модуль упругости
7. Химическая стабильность
8. Малая склонность к вспениванию
9. Инертность по отношению к конструкционным материалам гидромашин и гидроаппаратов
10. Относительно малая плотность
11. Низкая способность к поглощению и растворению воздуха
12. Отсутствие электропроводимости
13. Незначительная растворимость в воде и наоборот
14. Огнестойкость и пожаробезопасность
15. Высокая температура кипения и низкая летучесть
16. Нетоксичность жидкости
17. Отсутствие резкого запаха, наличие приятного
18. Прозрачность или наличие характерной окраски
19. Низкая стоимость, недефицитность
20. Совместимость с другими видами жидкостей

 

Виды  рабочих жидкостей гидропривода:

1. Вода (нетоксична, недефицитна, безопасна, отсутствие смазочной способности (добавление небольшого количества щелочи))
2. Минеральное масло. Продукт нефтепереработки. Пожаробезопасен. Применяются различные сорта масел. Состоят из основы и присадок (на 85-90% очищенное минеральное масло, полученное путем перегонки масла, остальное – присадки, улучшающие эксплуатационные свойства (антиокислительные, противопенные, антикоррозионные)). Масла делятся по вязкости: маловязкие (5-10 сСт), средневязкие (12-30 сСт), высоковязкие (30-70 сСт). Применяются летние и зимние сорта минеральных масел.
3. Синтетические жидкости. В их основе продукты, полученные в результате химических реакций. Достоинства: стойкость к окислению, низкая температура застывания, стабильные физические характеристики в широком диапазоне. Недостатки: высокая стоимость, плохая смазочная способность, токсичность, относительно низкая или высокая вязкость. Применяются при необходимости обеспечения пожаробезопасности специальных гидроприводов при высоких температурах.
4. Эмульсионные жидкости

А) масло-водяные

Б) вода в масле

Достоинства: пожаробезопасность (эмульсии на водной основе безопасны), экономия нефтяной жидкости. Недостатки: неустойчивость, низкая температура кипения и застывания, плохая смазочная способность (масло в воде), высокая коррозионная активность. Применяются в системах горных машин, работающих под землей, где циркуляция большого объема масла (более 500 л).

5. Жидкие металлы (калий, натрий и их сплавы): высокий модуль упругости, не вспениваются, не растворяют газы. Применяются в системах специального типа (охлаждение ядерного реактора быстрых нейтронов)

 

 

 

25. Классификация  объемных гидроприводов.

 

1) по характеру движения: поступательные, вращательные, поворотные

2) по режиму работы: непрерывные, периодические

3) насосные: а) с разомкнутой, замкнутой циркуляцией

           б) однопоточные, многопоточные

4) по количеству гидродвигателей: одно- и многодвигательные

5) по исполнению для климатической зоны: для умеренного климата, холодостойкое исполнение, тропическое исполнение

6) регулируемые, нерегулируемые

7) по типу регулирования: дроссельное, объемное(машинное), комбинированное

8) по способу регулирования: ручное, автоматическое

9) по виду регулирования: ступенчатое, бесступенчатое, следящее

10) основные, вспомогательные

11) стационарные, мобильные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26. Область  применения, достоинства и недостатки  объемных гидроприводов.

 

Объемный (гидростатический) гидропривод  использует в своей работе закон  Паскаля.

Применяются в гидравлических прессах, протяжных, шлифовальных станках, тормозных системах, с/х, строительная, горная, военная (гидроприводы орудийных башен), автомобильная и др. техника.

 

Преимущества:

1) возможность получения больших  усилий и мощностей (N до 3000 КВт, гидроемкость 6-7 КВт/дм .

2) возможность бесступенчатого  регулирования скорости гидропривода(диапазон  регулирования 1000 раз)

3) плавность работы исполнительных  механизмов

4) сравнительно легко осуществить  дистанционное управление гидродвигателем

5) малая инерционность гидромашин. Частота реверса может достигать  10 Гц

6) сравнительно легко осуществить  защиту устройства от перегрузок

7) гидроцилиндры позволяют легко  получить непосредственно прямолинейный  ход исполнительного органа без  преобразований

8) сравнительно высокий кпд ( )

9) удобно осуществить разветвление  мощностей 

10) высокая надежность

11) легко осуществить аккумуляцию  энергии

 

Недостатки:

1) потери энергии вследствие  двойной трансформации энергии

2) наружные утечки жидкости

3) необходимость обеспечения высокой  степени очистки рабочей жидкости

4) изменение свойств рабочей  жидкости в процессе эксплуатации

5) имеют сложную конструкцию  и требуют квалифицированного  обслуживания

6) высокий уровень шума

7) повышенная пожароопасность (при  использовании нефтяных жидкостей)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27. Классификация  гидравлических машин.

 

Гидравлические  машины – совокупность машин, механизмов и устройств, предназначенных для создания потока жидкой среды или для использования энергии этого потока.

К гидромашинам относятся: гидронасосы, гидродвигатели и гидропреобразователи.

Гидропреобразователь – преобразует давление одной жидкой среды в давление другой жидкой среды.

Насос – гидравлическая машина для создания потока жидкой среды. В насосе динамического типа жидкость непрерывно перемещается в камере под силовым воздействием, и камера постоянно соединена с входом и выходом (помпа). В насосе объемного типа жидкость перемещается путем периодического изменения объема одной или нескольких рабочих камер, и рабочая камера при этом попеременно замыкается с входом и выходом насоса (пластинчатый насос).

Гидродвигатель (динамический и объемный) – для преобразования гидравлической энергии жидкости в механическую работу. Динамические – гидротурбины, объемные – гидроцилиндры, гидромоторы и поворотные гидродвитатели.

Гидроцилиндр  и гидродвигатель обеспечивают поступательное движение.

Гидромотор – вращательное, полноповоротное. При этом многие гидравлические машины являются обратимыми (и как гидронасос, и как гидромотор)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28. Шестеренные  насосы и гидромоторы.

 

Относятся к классу двухвальных коловратных  машин

Форма зуба – эвольвентный, прямой, косой, шевронный.

С шестерными внутреннего зацепления используются реже

Недостатки: сложность конструкции, более низкие значениия КПД (утечки по торцам колес), высокое усилие на валы колес, более высокий уровень шума, относительно высокая пульсация (Z=6...14)

Преимущества:

1) соосность входного и выходного  валов

2) чуть больший объемный КПД  (на 1%)

3)меньший  уровень шума

Для обеспечения равномерности подачи используют косой зуб или шевронное  зацепление.

С целью увеличения подачи все насосы могут соединяться параллельно, тогда суммарная подача складывается, а для повышения напора (давления) насосы соединяются последовательно (прим. в основном для шестеренных).

Р_ном=10-16МПа

Q=300 л/мин

КПД до 90%

-подача шестеренного насоса

n-частота вращения

-объемный кпд

b-ширина колеса

m-модуль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29. Пластинчатые  насосы и гидромоторы.

 

Максимальное давление, развиваемое  отечественными насосами=6,3 МПа. Возможность  работы в режиме самовсасывания, являются быстроходными машинами, всасывание и нагнетание чередуются. За счет изменения  е можно регулировать величину подачи (если е=0, то и Q=0).

Пластинчатые насосы могут быть одно-, двух- и многократного действия. В насосах однократного действия одному обороту вала соответствует  одно всасывание и одно нагнетание, в насосах двукратного действия - два всасывания и два нагнетания.

 

При вращении ротора пластины под  действием центробежной силы, пружин или под давлением жидкости, подводимой под их торцы, выдвигаются из пазов  и прижимаются к внутренней поверхности  статора. Благодаря эксцентриситету  объем рабочих камер вначале  увеличивается - происходит всасывание, а затем уменьшается - происходит нагнетание. Жидкость из линии всасывания через окна распределительных дисков вначале поступает в рабочие  камеры, а затем через другие окна вытесняется из них в напорную линию.

 

При изменении эксцентриситета  е изменяется подача насоса. Если е = 0 (ротор и статор расположены  соосно), платины не будут совершать  возвратно-поступательных движений, объем  рабочих камер не будет изменяться, и, следовательно, подача насоса будет  равна нулю. При перемене эксцентриситета  с +е на -е изменяется направление  потока рабочей жидкости. Таким образом, пластинчатые насосы однократного действия в принципе регулируемые и реверсируемые.