Выбор исполнительных гидродвигателей

 

При определении размеров или выборе типоразмеров исполнительных гидродвигателей можно пользоваться расчетными формулами, которые связывают конструктивные параметры гидродвигателя с его силовыми характеристиками и скоростью движения выходного звена. По заданным усилиям или крутящему моменту можно определить размеры гидроцилиндра или выбрать типоразмер гидромотора.

Оптимальное рабочее давление определить расчетным путем практически не удается. Известно, что при увеличении рабочего давления могут быть уменьшены размеры исполнительных гидродвигателей, потому что усилие или крутящий момент пропорциональны давлению. Значит, при большем давлении можно получить требуемое усилие, например при меньшей рабочей площади гидроцилиндра, т.е. при меньшем диаметре поршня, штока и т.п. При этом, длина того же гидроцилиндра не уменьшится, поскольку задана величина перемещения рабочего органа, с которой связан ход цилиндра. Если уменьшить диаметр поршня или штока при той же длине, то увеличивается отношение длины к диаметру внутренней поверхности гильзы цилиндра и могут возникнуть затруднения с ее обработкой. С другой стороны, длинный и тонкий шток может потерять устойчивость при приложении сжимающих нагрузок (при продольном изгибе).

В гидромоторах повышение рабочих давлений приводит к увеличению удельных нагрузок в сопряжениях деталей, которые работают в условиях сравнительно больших скоростей относительных движений, а также циклического нагружения по поверхностям сопряжения и в опорных подшипниках. Для

Если же труба гидравлически шероховатая (), то целесообразно использовать формулу Альтшуля

, (39)

где - эквивалентная шероховатость трубы.

Другие расчетные зависимости для и приведены в справочной литературе.

Коэффициенты местных сопротивлений для конкретных местных сопротивлений определяют экспериментально. Их значения также можно найти в справочной литературе. Если местные сопротивления на трубопроводе расположены друг от друга на расстоянии не ближе 20 d,. то значения их коэффициентов сопротивления суммируются (принцип наложения потерь). Если же местные сопротивления расположены друг от друга на более близком расстоянии, то они объединяются в новый вид местного сопротивления, для которого необходимо определить значение .

Тогда суммарные потери давления в трубопроводах (гидролиниях) будут

. (40)

По формуле (40) следует рассчитать потери давления в каждой линии (всасывающей, напорной и сливной).

Гидроаппараты, установленные на различных участках гидролиний, являются местными сопротивлениями. Часто потери давления в гидроаппаратах нельзя определить по формуле (35) из-за отсутствия данных о значениях коэффициентов местных сопротивлений и их определяют, пользуясь параметрами, приведенными для номинального расхода жидкости в технических характеристиках. Для того, чтобы найти потери давления в любом гидроагрегате для расхода жидкости в проектируемом гидроприводе можно использовать соотношение

, (41)

l - длина линии, м;

- внутренний диаметр линии, м;

- плотность рабочей жидкости, кг/м³;

- скорость движения рабочей жидкости в гидролинии, м/c

и Вейсбаха

, (35)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассматриваемом участке гидролинии.

Гидравлический коэффициент трения зависит от режима движения, определяемого значением критерия Рейнольдса. При ламинарном режиме движения зависит только от значения критерия Рейнольдса, а при турбулентном - ещё и от шероховатости стенок трубопроводов .

Поскольку в трубопроводах гидроприводов движение рабочей жидкости не изотермическое, трубопроводы короткие (велико влияние начального участка) и имеют большое количество изгибов, приводящих к овальности участков трубопроводов и искажению профиля скоростей в них, то при расчете по формуле Пуазейля

(36)

значения коэффициента А принимаются: А = 80, если Re < 500;

А = 130, если 500 < Re < 800, А = 150, если 1800 < Re < 4000.

В том случае, если толщина вязкого подслоя, определяемая по формуле

, (37)

больше высоты элементов шероховатости выбранной трубы (труба гидравлически гладкая), то при турбулентном режиме движения (Re > 4000) гидравлический коэффициент трения рассчитывают по формуле Блазиуса

. (38)

обеспечения надежности работы ротационных машин (гидромоторов и насосов) при повышенных рабочих давлениях требуется использовать более качественные материалы, повышать точность обработки деталей, уменьшать рабочие зазоры в сопряжениях, применять опорные подшипники более высокого класса и т.п. Это приводит к повышению стоимости этих машин и к ужесточению требований по фильтрации масла и другим условиям эксплуатации.

Вместе с тем, в станках размеры гидродвигателей часто оказываются заданными конструктивно, если эти двигатели (например, гидроцилиндры) встроены в рабочий орган, или их выбирают из условия обеспечения требуемого расхода масла при минимальных подачах.

Применение гидроприводов в станках в течение длительного времени позволяет проследить процесс изменения уровня давлений в гидроприводах. В результате можно установить, что в течение последних десятилетий уровни рабочих давлении в станках различных групп практически не изменяются и нет оснований ожидать в обозримом будущем каких-либо существенных изменений в этой области.

При этом установившиеся уровни рабочих давлений составляют: в шлифовальных, заточных, алмазно-расточных и других станках для чистовой обработки 1 - 3 МПа; в станках с программируемыми электрогидравлическими приводами 6 - 7 МПа; в протяжных станках 8 - 10 МПа; в накатных и других станках для обработки методами пластической деформации до 15 - 20 МПа и в остальных группах станков 3 - 5 МПа.

При проектировании гидроприводов новых станков в качестве расчетного давления можно принимать среднюю величину из приведенных рабочих давлений для соответствующих групп станков, либо обосновывать использование более высоких или низких давлений.

По результатам этого этапа расчета производят выбор типоразмера серийно изготавливаемого гидродвигателя по каталогам-справочникам или номенклатуре заводов- изготовителей, либо разрабатывается конструкция требуемого двигателя.

При разработке конструкции гидроцилиндров нужно учитывать действующие ГОСТы и ОСТы на их размеры, и размеры уплотнительных устройств.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: