Презентация по дисциплине Объемный гидропривод на тему Основные понятия и принцип действия объемного гидропривода

Гидравлический привод. Основные понятия и принцип действия объемного гидропривода. ОпределениеОбъемный гидропривод представляет собой систему объемных гидромашин, агрегатов и гидролинии, служащих для передачи энергии посредством рабочей жидкости под давлением, а также для преобразования одного вида движения в другой.Объемный гидропривод представляет собой совокупность устройств гидравлических элементов и узлов, соединенных между собой по определенной гидравлической схеме. Гидравлическая схема объемного гидропривода поступательного движенияН – НасосЦ – ГидроцилиндрКП – Клапан предохранительныйР 2/4 – ГидрораспределительФ – ФильтрХ – ТеплообменникБ – БакДР – Гидродроссель1 – Всасывающая гидролиния2 – Напорная гидролиния3 – Сливная гидролиния Основные элементы и вспомогательные устройстваГидрогенератор (насос) – первичное звено гидропередачи;Гидродвигатель – питаемый насосом является выходным звеном гидропередачи;Рабочая жидкость, является энергоносителем гидропередачи;Кондиционеры рабочей жидкости, осуществляют поддержку рабочей жидкости в заданном эксплуатационном состоянии;Гидроаппаратура для управления и регулирования гидропередачи;Гидробак, обеспечивает питание рабочей жидкостью гидропередачу;Гидролинии, служат для соединения отдельных элементов гидропривода циркулирующей рабочей жидкостью;Уплотнительные устройства, обеспечивают минимальное (или полностью исключающее) проникновение рабочей жидкости, газов или пыли через подвижные или неподвижные соединения деталей гидравлической передачи. Принцип действия объемного гидроприводаВ основе принципа действия лежит закон Паскаля, который в современной трактовке звучит следующим образом: в покоящейся несжимаемой жидкости внешнее давление передается во все стороны одинаково.Рассмотрим схему простейшей гидравлической передачи: Параметры объемного гидроприводаа) номинальное давление Pном (МПа);б) номинальный рабочий объем q0 (см³);в) номинальная частота вращения nном (об/мин);г) номинальный расход Qном (л/мин);д) условный проход Dу (мм);е) номинальная вместимость Wном (дм³). Параметры объемного гидроприводаНоминальное давление Pном – наибольшее избыточное давление, при котором устройство должно работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением параметров в пределах установленных норм.Номинальный рабочий объем q0 – разность наибольшего и наименьшего значений замкнутого объема рабочих камер за один оборот или двойной ход рабочего органа, вычисленная без учета допусков, погрешностей, форм и деформаций. Параметры объемного гидроприводаНоминальная частота вращения nном – наибольшая частота вращения, при которой гидромашина должна работать в течении установленного ресурса (срока службы) с сохранением параметров в пределах установленных норм.Номинальный расход гидролиний и гидроаппаратов Qном – расход рабочей жидкости с определенной вязкостью при установленном номинальном перепаде давления. Параметры объемного гидроприводаУсловный проход Dу – округленный до ближайшего значения из установленного ряда диаметр круга, площадь которого равна площади характерного проходного сечения канала гидравлического устройства или площади проходного сечения присоединяемого трубопровода. Номинальная вместимость Wном гидробаков, гидроаккумуляторов, емкостных масленок, шприцев и смазочных баков – наибольший объем рабочей жидкости, занимающий рабочую полость в процессе эксплуатации. Параметры гидроприводов Объемные гидроприводы характеризуются следующими параметрами: 1) кинематическими; 2) силовыми; 3) энергетическими; 4) экономическими. Кинематический параметр характеризуется частотой вращения ведущего вала n1 (об/мин) и скоростью движения штока гидроцилиндра υ2 (м/с). Силовой параметр характеризуется крутящим моментом на ведущем валу М1 (Н∙м) и усилием на штоке гидроцилиндра F2 (Н). Параметры гидроприводов Энергетический параметр характеризуется мощностью на ведущем валу насоса N1 N1 = М1 ∙ w1 = М1 ∙ 2𝜋 ∙ 𝑛160, Вти мощностью на штоке гидроцилиндра N2N2 = F2 ∙ υ2 , Вт. Экономический параметр характеризуется коэффициентом полезного действия гидропередачи ηη =  𝑁2 𝑁1 = F2∙ υ2М1 ∙ w1Коэффициент полезного действия гидролинии η глη гл = Рн −γ∙hпотРн   Рабочие жидкости гидроприводов Рабочая жидкость, применяемая в гидроприводе, является энергоносителем, при помощи которой устанавливается связь между насосом и гидродвигателем. Одновременно жидкость выполняет функции смазки контактирующих поверхностей, отвода тепла, защиты от коррозии, выноса из гидроагрегатов продуктов износа. Качество рабочей жидкости и ее фактическое состояние является необходимым условием достижения требуемой надежности гидросистемы любой машины. Известно, что до 70-80% отказов в работе гидроприводов возникают из-за неправильного применения рабочей жидкости, а именно снижение долговечности элементов гидропривода. Требования к рабочим жидкостям К рабочим жидкостям предъявляют определенные требования:наличие оптимальной вязкости, минимально изменяющиеся в рабочем диапазоне температур;хорошие смазочные и антикоррозийные свойства;химическая стабильность в процессе длительной (до 6-8 тыс. часов) эксплуатации;минимальная склонность к вспениванию;совместимость с материалами гидросистемы;высокие теплопроводность, температура кипения и малая удельная теплоемкость; высокая температура вспышки – огнестойкость и пожаробезопасность; не токсичность, не дефицитность. Виды рабочих жидкостейМинеральные масла – это жидкости на нефтяной основе, полученные при переработке нефти первоначальной перегонкой. В гидроприводах применяют следующие нефтяные рабочие жидкости: масло гидравлическое единое МГЕ – 10А; авиационное гидравлическое масло АМГ – 10; всесезонное гидравлическое масло ВГМЗ.Синтетические жидкости – это жидкости на кремний органической основе (силиконы), на основе хлор- и фторуглеродных соединений, полифеноловых эфиров, неопентиловые и др. Эти жидкости негорючие, стойкие к окислению, имеют низкую температуру застывания. Сейчас их применяют в гидроприводах машин, работающих в очень тяжелых температурных режимах (от -60 до +350°С), в контакте с окислителями при высоких давлениях. Виды рабочих жидкостейВодные эмульсии – это смеси типа «масло в воде» или «вода в масле». Эмульсии типа «масло в воде» содержит в воде 2-3% эмульсола (в его составе не более 20% воды), состоящего из минерального масла, олеиновой кислоты и едкого натрия. Эмульсия типа «вода в масле» - это обводненное масло (не более 40% воды). Их применяют при работе в пожароопасных условиях. Недостаток водомасляных эмульсий – плохая смазывающая способность, малый диапазон рабочих температур (от +5 до + 55°С).Жидкие металлы. К таким рабочим жидкостям можно отнести, например, эвтектический сплав, состоящий из 77% натрия и 23% калия, или ртуть. Свойства рабочих жидкостейхарактеризуют следующие показатели: удельный вес, плотность, вязкость, сжимаемость, антиокислительная стабильность, температура застывания, температура вспышки, удельная теплоемкость, теплопроводность. Выбор рабочих жидкостей для гидросистемы машины определяется:- диапазоном рабочих температур;- давлением в гидросистеме;- скоростями движения исполнительных механизмов;- конструкционными материалами и материалами уплотнений;- особенностями эксплуатации машины (на открытом воздухе или в помещении, условиями хранения машины, возможностями засорения и т.д.). Антиокислительная стабильность рабочей жидкости Антиокислительная стабильность рабочей жидкости определяет долговечность ее работы в гидроприводах. При длительной эксплуатации появляются осадки смолистых веществ, вызывающие заклинивание трущихся деталей, засорение малых отверстий, понижение способности рабочей жидкости отделять воду и воздух. При возрастании температуры от 50 до 70°С  срок эксплуатации рабочей жидкости уменьшается вдвое в связи с резким увеличением скорости окислительных реакций.   Температуры застывания, вспышки, удельная теплоемкостьТемпературой застывания называется температура, при которой рабочая жидкость загустевает настолько, что при наклоне пробирки на 45 ° ее уровень в течении 1 мин. остается неподвижным. Температура вспышки - температура, при которой пары рабочей жидкости при нагревании образуют с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени.Удельная теплоемкость рабочей жидкости – количество теплоты, необходимое для повышения температуры единиц массы на 1 °С. Теплопроводность рабочей жидкости Теплопроводность рабочей жидкости – количество теплоты, которое проходит за единицу времени через единицу поверхности на единицу толщины слоя – зависит от температуры. При течении жидкости через узкие каналы и капиллярные щели возникает облитерация – сложное физико-химическое явление, при котором на стенках капиллярного канала образуются структуры твердого граничного слоя, вызывающие «заращивание щелей» и в ряде случаев – заклинивание золотников. Исключить облитерацию можно путем вибрации стенок щели. Диапазон рекомендуемых рабочих температур Диапазон рекомендуемых рабочих температур находят по вязкостным характеристикам рабочих жидкостей. Верхний температурный предел для выбранной рабочей жидкости определяется допустимым увеличением утечек и снижением объемного КПД. Нижний температурный предел определяется работоспособностью насоса, характеризующейся полным заполнением его рабочих камер. При безгаражном хранении машин в зимнее время вязкость жидкостей становится настолько высокой, что в периоды пуска и разогрева гидросистемы насос некоторое время не прокачивает рабочую жидкость. В результате возникает "сухое" трение подвижных частей насоса, кавитация, интенсивный износ и выход насоса из строя. Таким образом, при применении рабочих жидкостей в условиях отрицательных температур пуску гидропривода в работу должен непременно предшествовать подогрев рабочей жидкости. Улучшение эксплуатационных свойств минеральных масел Для улучшения эксплуатационных свойств минеральных масел (улучшение смазочной способности, замедления процесса окисления, уменьшения пенообразования, коррозийных свойств, снижения зависимости вязкости от температуры и т.д.) вводятся специальные присадки – вещества, позволяющие изменить некоторые свойства, не изменяя строения компонентов основы. Масла, содержащие антиокислительные, антикоррозийные и другие присадки называют легированными.В гидроприводах машин рекомендуется применять легированные масла. Выбор рабочих жидкостей для гидросистем приводов является сложной процедурой, от нее зависит работоспособность в течении длительного времени и в различных окружающих условиях, его надежность и стабильность характеристик. РелаксацияКакие гидротехнические сооружения представлены на иллюстрациях? Конечно же водонапорные башни Спасибо за внимание !!!