Определение рабочей точки гидросистемы и расчет требуемых параметров
Для определения параметров рабочей точки гидросистемы необходимо в одном и том же масштабе и в одной и той же системе координат построить характеристики насосной установки и трубопровода (рис. 9) по методике, рассмотренной в предыдущем разделе. ТочкаК пересечения характеристик и будет являться рабочей точкой гидросистемы с координатами рни Qну. Используя полученные значения рн и Qнуопределяются искомые параметры. Следует отметить некоторое различиепри дальнейшем использовании характеристик для насосных установок, состоящих из нерегулируемого насоса и предохранительного клапана (рис. 9а), нерегулируемого насоса и переливного клапана (рис. 9б) и регулируемого насоса и регулятора подачи (рис. 9в). ppp K ? D p_н^?K ? K p_н^?BB Qкл pн K pн K AM A 0 QнQт Q 0Q_ну^?QнQнуQтQ 0 Q_ну^? Q_т^?QнуQ_тmax Q б) в) Рис. 9. Характеристики насосных установок Характеристика насосной установки (рис. 9а) в условиях нормальной работы полностью совпадает с характеристикой насоса (рассмотрено выше), и поэтому в случае работы насоса без перегрузки рабочая точка гидросистемы будет лежать на этой линии (точка К), т.е. всегда подача насосной установки Qну = Qн. В общем случае, мощность насоса (насосной установки), без учета потерь во всасывающем трубопроводе, определяется по формуле: Nвх= (p_н?Q_н)/(?_он??_мн ), где?он – объемный кпд насоса при р = рн; ?мн – механический кпд насоса. При Qн = Qт??он будем иметь Nвх= (p_т?Q_т)/?_мн . (38) Для второго варианта насосной установки (рис. 9б) рабочая точка может располагаться либо на участкеА – В характеристики установки, либо на участке В – С. Если рабочая точкаК располагается на участке А – В, совпадающем с характеристикой насоса, то задача определения потребляемой мощности Nвх аналогична рассмотренному выше случаю и при расчете используется формула (38). Если рабочая точкаК ? располагается на участке В – С, то следует иметь в виду, что подача самого насоса соответствует точке Dи равна: Qн= Q_ну^? + Q_кл , гдеQкл – расход через переливной клапан. В этом случае Nвх также определяется по формуле (38). Для третьего варианта насосной установки (рис. 9в) рабочая точка гидросистемы также может располагаться либо на участкеА – В характеристики насосной установки, либо на участке В – С. Если рабочая точкаК лежит на участке А – В, то также будем иметь Nвх= (p_н?Q_(т max))/?_мн . Если же рабочая точкаК?лежит на участке В – С, то согласно принципу работы регулируемого насоса с регулятором подачи при рн> рр min происходит изменение рабочего объема насоса и соответственно изменяется его теоретическая подача, которая при давлении p_н^?будет равна Q_т^?(рис. 9в), т.е. при p_н^?>p_pminимеем новую характеристику насоса, соответствующую линии К?-М. При этом линии К? -М иА – В параллельны, так как при изменении рабочего объема регулируемого объемного насоса объемные потери в нем при равных давлениях можно считать одинаковыми. Тогда Nвх= (p_н^??Q_ну^?)/(?_н^???_мн ), (39) гдезначение Q_т^?можно найти, проведя из точкиК ? линию, параллельную линии А – В до пересечения с осью абсцисс (точка М). Мощность на выходном звене гидропривода: при поступательном движении выходного звена Nвых = F?V, (40) при вращательном движении Nвых = Mм??м. (41) Коэффициент полезного действия гидропривода ? = N_вых/N_вх = (F?V)/(M_н??_н )= (M_м??_м)/(M_н??_н ), (42) ? = ?о??м??г. (43) Для гидропривода поступательного движения с последовательным включением дросселя скорость выходного звена определяется уравнением: V = ?др?S_др/S_п ?(2/?) (p_н-F?S_п ), (44) При параллельном включении дросселя V = 1/S?(Qн - ?др?S_др??(2/? F/S_п )),(45) гдеSп – площадь поршня со стороны нагнетания. Момент на валу роторного насоса определяется по формуле M = 1/(2?"?" )?pн?W?1/?_м . (46) Частота вращения вала гидромотора n = Q/W??_o, (47) Подача объемного насоса определяется по формуле Q = W?n??_o. (48) Момент, развиваемый на валу гидромотора, равен M = 1/(2?"?" )??p_м?W??_м, (49) где?рм – перепад давления на гидромоторе, равный разности давлений на входе и выходе гидромотора. Частота вращения вала гидромотора n_м =n_н?(e_н?W_н)/(e_м?W_м )??_o , (50) где пн – частота вращения вала насоса; Wни Wм – соответственно максимальный рабочий объем насоса и гидромотора; e_ни e_м – безразмерный параметр регулирования соответственно насоса и гидромотора, равный отношению текущего значения рабочего объема к максимальному (изменяется от 0 до 1); ?_o – объемный кпд гидропривода, равный произведению объемных кпд насоса и гидромотора.