Исходные данные для расчёта

Расчет и выбор основных параметров регулятора мощности

Автоматический регулятор мощности насоса непрямого действия предназначен для насоса с реверсируемым потоком жидкости. Регулятор содержит преобразующее сигнал устройство(датчик давления), промежуточную механическую передачу и вспомогательный следящий привод. преобразующее устройство имеет пружинный блок 1, ступенчатый плунжер 2 с толкателем и демпфирующий поршень 3 в замкнутой камере. Жидкость под давлением из напорной гидролинии поступает в камеру со ступенчатым плунжером 2 через отверстие А. механическая передача состоит из конического кулачка 4 и двуплечего рычага 5. Вспомогательный следящий привод содержит вспомогательный насос и исполнительный механизм дроссельного типа с двухкромочным золотником 7, дифференциальным поршнем 10 и зубчато-реечной передачей 8. Управляющий вал 9 соединен с регулирующим органом основного насоса. Для ручного управления используется серьга 6.

Исходные данные:

Приняв d₁=8 мм и d₂=11 мм, рассчитаем эффективную площадь:

Определяем величины ходов плунжера и жесткости пружинного блока в трех принятых зонах:

Основные параметры последовательно установленных пружин:

Где -предварительные поджатия пружин; рабочие ходы пружин; жесткость пружин.

Принимаем в соответствии с условиями , тогда .

Остальные параметры гидродемпфера определяют по формулам:

Энергетический расчёт исполнительной части шагового гидропривода

Исходные данные

m_м = 0,12кг*м²;

H_м = 98Н*м;

n_поз = 40;

ε_поз = 0,2;

t_шаг = 0,2с.

Рис.1. Схема шагового гидропривода с гидравлической редукцией шага (вращательное движение): ГД – гидродвигатель; ШР – шаговый распределитель; Л1-Л4 – исполнительные гидролинии; Р1-Р2 – гидрораспределители с электрическим управлением.

Подвижная часть шагового распределителя соединена с выходным звеном объемного гидродвигателя. Подводные окна соединены с исполнительными гидролиниями Л1-Л4 с гидрораспределителями Р1 и Р2.

Отводные окна шагового распределителя соединены каналами или трубопроводами с полостями гидродвигателя. Исполнительные гидролинии переключаются гидроносителями циклично в определенной тактовой последовательности. При каждом переключении коммутирующими распределителями Р1 и Р2 исполнительных гидролиний Л1-Л4 в определенной последовательности, выходное звено гидрораспределителя перемещается на один шаг. Отработка каждого шага осуществляется гидродвигателем в релейном режиме. В начале каждого шага жидкость из напорной линии поступает через соответствующее окно шагового распределителя в напорную полость двигателя. Из полости вытесняется жидкость и через второе окно перетекает на слив.

Гидродвигатель приходит в движение. В конце шага подвижный элемент шагового распределителя перекрывает названные окна, в результате чего двигатель тормозится и т. д.

Исходные данные для расчёта

ε_рас = 0,04; ε_зон = 0,04; k_ос = 1; k_сп = 1; η_сп = 1; Р_ном = 20МПа; Р_ат = 0,1МПа; η_дм = 0,94; η_до = 0,94; k_и = 5,2*10⁵; r = 1,5; η_га = 0,75; η_ао = 0,97; l_т = 2,5м; U_т = 3м/с; l_и = 0,5м; V_у = 0,4*10^-4м³; ρ = 890кг/м³; Е_ж = 1,5*10⁹Па; Е_у = 2*10¹⁰Па; ε_ат =0,02; k =1,4; У_кат = 3,14 = π.

Находим угловой шаг:

у_шаг =

Максимальная скорость выходного звена:

V_{M max} = .

Приведение исходных данных к выходному звену объёмного гидродвигателя:

m_в = т_М*k_сп²=0,12*1²=0,12кг*м²;

Н_с= Н_М*

у_{д шаг}=

V_{д max}=

λ_рас=1-ε_рас-ε_зон=1-0,04-0,04=0,92;

τ_рас=λ_рас=0,92;

θ_рас=1,5;

t_рас=τ_рас*t_шаг=0,92*0,2=0,184с;

у_рас=λ_рас у_{д шаг}=0,92*0,157=0,1445рад;

V_рас= θ_рас* у_{д шаг}*

Тогда ускорение равно:

ω_рас=

Вычисляем ориентировочное значение удельного объёма гидродвигателя:

q_д= (т_в* ω_рас+Н_с)/(Р_ном*η_га*η_дм)=

Находим величины статического давления в камере гидродвигателя, среднее давление за период разгона и установившегося движения и площадь поперечного сечения трубопроводов:

F_т=q_д*

Р_ст=Р_ат+

Р_ср=

q_шаг=q_д*у_{д шаг}=7,1*10^-6*0,157=1,1147*10^-6м³;

q_рас=λ_рас* q_шаг=0,92*1,1147*10^-6=1,026*10^-6м³.

Находим работу, затраченную на преодоление сил внешней нагрузки и разгона рабочего механизма с грузами:

А_нап=λ_рас*у_{д шаг}*Н_с+т_в*

Определяем размер камеры жидкости:

У_ж=У_кам+F_т*l_и*

Утечка жидкости через гидравлические потери в линиях и аппаратах и потери на трение в гидродвигателе выражаем относительными величинами:

ε_ут= 2-η_ао-η_до=2-0,97-0,94=0,09;

ε_дм= 1-η_дм=1-0,94=0,06;

ε_га= 1-η_га=1-0,75=0,25.

Определяем давление:

Р_кин=

Р_сж=

Р_ут=λ_рас*Р_ср*ε_ут=0,92*16,95*0,09=1,40346МПа

Р_гид= λ_рас*Р_ном*

Р_мех= λ_рас*Р_ср*ε_дм=0,92*16,95*0,06=0,93564МПа;
Р_нап= λ_рас*Р_ном*(1+ε_ут)=0,92*20*(1+0,09)=20,056МПа.

Тогда конечная формула для расчёта шагового рабочего объёма гидродвигателя:

q_шаг=

Найдём уточнённое значение удельного рабочего объёма гидродвигателя:

q_д=

V_до= 2*π*q_д=2*π*7,96*10^-6=50см³.

Оценка быстродействия гидродвигателя с учетом распределения параметров гидролинии

Гидрораспределитель 1 осуществляет релейное соединение гидролинии 2 с напорной или сливной гидролинией насосной установки. Выходное звено гидродвигателя 3 перемещается от одного упора до другого, воздействуя на рабочий или управляющий орган гидрофицированной машины

Исходные данные:

кг/м³ МПа

м²/с Н*с/м

МПа м

мм мм

кг мм

По формулам вычисляем промежуточные и конечные постоянные величины:

Площадь проходного сечения однородного трубопровода:

Эффективная площадь рабочей камеры гидродвигателя:

Коэффициент вязкости трения:

Вычисление экспоненциальной функции:

Определяем постоянные составные части:

Вычисление коэффициентов для переменных величин на границах каждого интервала времени 0<t<τ

Вычисляем промежуточные расчетные зависимости и переменные величины границ каждого интервала времени с учетом полученных числовых коэффициентов:

При t=0 принимаем Последовательно вычисляем значения U_H, U_K, P_K y_K в дискретные моменты времени t₁=τ,t₂=2τ,t₃=3τ…Конечные значения переменных в предыдущих интервалах времени приравниваем начальным значениям переменных для последующих интервалов времени.

Поиск по сайту: