- •Введение
- •Лекция 1
- •1.1. Общие сведения о гидросистемах, используемых в машиностроении
- •1.2. Рабочие жидкости
- •1.3. Основные объекты применения гидро- и пневмо- приводов в технологии машиностроения
- •1.3.1. Гидропневмоприводы металлообрабатывающих станков
- •1.3.2. Гидроприводы станочных приспособлений и технологической оснастки
- •1.3.3. Применение гидропневмоприводов для средств комплексной механизации и автоматизации технологических процессов
- •1.3.4. Гидропневмоприводы и гидросистемы, обеспечивающие рабочий процесс при изготовлении и обработке деталей
- •Лекция 2
- •2.1. Гидромашины, их общая классификация и основные параметры
- •2.2. Динамические насосы: основные сведения, классификация
- •2.3. Центробежный насос
- •2.4. Вихревой насос
- •2.5. Струйный насос
- •Лекция 3
- •3.1. Гидродинамические передачи
- •3.1.1. Общие сведения о гидродинамических передачах
- •3.1.2. Устройство и рабочий процесс гидромуфты
- •3.1.3. Устройство и рабочий процесс гидротрансформатора
- •3.2. Общие сведения об объемных гидроприводах
- •3.3. Возвратно-поступательные (поршневые) насосы
- •3.4. Общие свойства и классификация роторных насосов
- •Лекция 4
- •4.1. Шестеренные насосы
- •4.2. Пластинчатые насосы
- •4.3. Роторно-поршневые насосы
- •4.4. Характеристики роторных насосов и насосных установок
- •Лекция 5
- •5.1. Объемные гидравлические двигатели
- •5.1.1. Гидроцилиндры
- •5.1.2. Гидромоторы
- •5.1.3. Поворотные гидродвигатели
- •5.2. Элементы управления гидравлическими приводами (гидроаппараты)
- •5.2.1. Основные термины, определения и параметры
- •Лекция 6
- •6.1. Гидродроссели
- •6.2. Регулирующие гидроклапаны
- •Лекция 7
- •7.1. Направляющие гидроклапаны
- •7.2. Направляющие гидрораспределители
- •Лекция 8
- •8.1. Дросселирующие гидрораспределители
- •8.2. Струйные гидрораспределители
- •8.3. Гидрораспределитель типа «сопло-заслонка»
- •8.4. Электрогидравлические усилители мощности управляющего сигнала
- •8.5. Системы синхронизации движения выходных звеньев нескольких гидродвигателей
- •8.5.1. Дроссельные способы синхронизации
- •8.5.2. Объемные способы синхронизации
- •8.6. Следящие гидроприводы
- •5.10. Гидроаккумуляторы
- •Лекция 9
- •9.1. Гидролинии и элементы их соединения
- •9.2. Кондиционеры рабочей жидкости
- •9.2.1. Фильтры
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Гоувпо «Воронежский государственный технический университет»
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Лекция 6
6.1. Гидродроссели
Гидродроссель – это регулирующий гидроаппарат, предназначенный для получения заданной величины расхода при данной величине перепада давления в подводимом и отводимом потоках рабочей жидкости.
Гидродроссель представляет собой местное гидравлическое сопротивление, которое также может использоваться для снижения давления в отводимом потоке рабочей жидкости при данном расходе.
Важной особенностью гидродросселя является то, что проходное сечение в нем не изменяется под действием потока рабочей жидкости.
Применение гидродросселей в качестве регулирующих элементов объемных гидроприводов требует от них двух качеств:
- возможность получения характеристики гидродросселя желаемого вида;
- сохранение стабильности характеристики гидродросселя во время эксплуатации.
Под характеристикой гидродросселя понимается зависимость потерь давления Δpдр в гидродросселе (перепада давления на гидродросселе) от расхода Q рабочей жидкости, проходящей через него.
По виду этой зависимости различают гидродроссели:
- линейные – имеют линейную характеристику
Δpдр = KQ; (6.1)
- квадратичные – имеют квадратичную характеристику
Δpдр = KQ. (6.2)
Линейность характеристики линейного гидродросселя на практике обеспечивается за счет наличия в его конструкции протяженного канала малого проходного сечения, внутри которого получают ламинарный режим течения жидкости (см. закон Пуазейля).
На рис. 6.1 приведена конструктивная схема линейного регулируемого гидродросселя, в котором дросселирующим каналом является винтовая линия прямоугольного сечения, нарезанная на поверхности цилиндрического плунжера 1, образующего прецизионную пару с поверхностью гильзы 2. Регулирование гидродросселя осуществляется изменением рабочей длины lк дросселирующего канала за счет вращения винтовой головки 3.
Основным недостатком линейных гидродросселей является нестабильность их характеристики, а именно: зависимость крутизны их характеристики от температуры рабочей жидкости (от ее вязкости). Из-за этой температурной нестабильности характеристики линейные гидродроссели в системах автоматического управления объемными гидроприводами (системах гидроавтоматики) практически не встречаются.
Квадратичные гидродроссели в отличие от линейных имеют стабильную характеристику, не зависящую от температуры жидкости. В связи с этим квадратичные гидродроссели получили наибольшее распространение в гидроприводах и системах гидроавтоматики.
Простейшим квадратичным нерегулируемым (настраиваемым) гидродросселем является жиклер, представляющий собой отверстие в тонкой стенке, из которого происходит истечение жидкости под уровень.
Расчетной формулой для такого гидродросселя является формула истечения
, (6.3)
Рис. 6.1. Типовые конструктивные схемы гидравлических дросселей
из которой получаем выражение, определяющее его характеристику:
, (6.4)
где μ – коэффициент расхода, для минеральных масел в области квадратичного сопротивления его можно принимать равным μ = 0,65;
So – площадь проходного сечения отверстия в гидродросселе.
Недостатком этого гидродросселя является то, что для получения на нем достаточно большого перепада давления для относительно малых по величине значений расхода в гидродросселе следует иметь отверстие очень малой площади. При этом даже если удастся изготовить такое отверстие, то во время эксплуатации высока вероятность его засорения. Как следствие – изменение характеристики гидродросселя, т.е. надежность работы такого гидродросселя будет низкой. Поэтому на практике при решении подобной задачи рекомендуется использовать пакетные гидродроссели (рис. 6.1).
Такой гидродроссель состоит из набора шайб. При проектировании пакетного гидродросселя необходимо предусмотреть взаимную фиксацию шайб с целью получения максимального разведения отверстий в соседних шайбах.
Регулируемым называется гидродроссель, в котором площадь его проходного сечения можно изменять путем воздействия на его запорно-регулирующий элемент из вне.
К регулируемым относятся крановые, золотниковые, клапанные (игольчатые) гидродроссели, гидродроссель типа «сопло-заслонка» и др.
У кранового гидродросселя (см. рис. 6.1) недостатком является увеличение необходимого момента управления пробкой при значительном рабочем давлении питания. Поэтому крановые гидродроссели рекомендуется использовать в низконапорных гидросистемах.
У золотникового гидродросселя запорно- регулирующий элемент (золотник) совершает осевое перемещение в корпусе, изменяя при этом площадь проходного сечения гидродросселя за счет изменения величины кольцевого зазора между торцем золотника и проточкой в корпусе. Недостатком золотникового гидродросселя является зависимость усилия управления запорно-регулирующим элементом от рабочего давления питания.
В клапанном, или игольчатом, гидродросселе (рис. 6.1) изменение площади проходного сечения происходит за счет перемещения запорно-регулирующего элемента относительно седла, приближаясь или удаляясь от него. Недостатком этого гидродросселя является зависимость усилия, необходимого для управления его запорно-регулирующим элементом, от рабочего давления питания.
В гидродросселе типа «сопло-заслонка» запорно- регулирующий элемент (плоская заслонка) перемещается вдоль оси сопла, приближаясь или отдаляясь от него. Следствием этого является изменение расстояния заслонки от торца сопла, а значит, изменение сопротивления потоку жидкости, вытекающему из сопла. В этом гидродросселе усилие, необходимое для управления заслонкой, пропорционально величине потерь давления на гидродросселе. Эта особенность может использоваться при проектировании систем автоматического управления объемным гидроприводом.
Для увеличения расхода рабочей жидкости, протекающей через дроссель в обратном направлении, в нем иногда предусматривают установку обратного клапана (рис. 6.2).
Рис. 6.2. Регулируемый дроссель с обратным клапаном