- •Министерство сельского хозяйства
- •Введение
- •1 Гидравлические машины объемного типа в гидроприводе сельскохозяйственных машин Лабораторная работа № 1 «Поршневые гидромашины и гидростатические трансмиссии»
- •Устройство, принцип работы и классификация поршневых гидромашин
- •Конструкция гидропривода гст–90 и основные параметры, характеризующие его работу
- •Принцип работы гидропривода гст–90
- •Расчетные зависимости гидропривода гст–90
- •Изучение характеристик и параметров поршневых гидромашин
- •Лабораторная работа № 2 «изучение конструкций и исследование характеристик шестеренных, роторно-пластинчатых и планетарных гидромашин»
- •Шестеренные гидромашины
- •Планетарные (героторные) гидромашины
- •Роторно-пластинчатые насосы и гидромоторы
- •Испытание насоса
- •Лабораторная работа № 3 «изучение конструкций и исследование характеристик гидроцилиндров, гидродвигателей возвратно-поступательного действия»
- •Гидравлические цилиндры
- •Гидродвигатели. Быстроходные двигатели возвратно-поступательного действия
- •Гидравлический вибратор
- •Поворотные гидродвигатели
- •Порядок выполнения работы
- •Описание работы гидравлической схемы
- •2 Контрольно-регулирующие и вспомогательные гидравлические аппараты сельскохозяйственных машин
- •Лабораторная работа № 4
- •«Конструкции и подготовка к работе гидробаков,
- •Аккумуляторов, фильтров, трубопроводов и уплотнений»
- •Рабочая жидкость
- •Гидробаки
- •Гидроаккумуляторы
- •Фильтры
- •Трубопроводы, рукава высокого давления
- •Уплотнения
- •Исследование характеристик и параметров фильтров
- •Лабораторная работа № 5 «Гидравлические распределители»
- •Гидравлические распределители
- •Испытания распределителя
- •Лабораторная работа № 6 «Конструкции клапанов, дросселей расхода, регуляторов, делителей и сумматоров потока»
- •Гидравлические клапана
- •Предохранительные клапана
- •Обратные клапана
- •Переливные клапана
- •Редукционный клапан
- •Перепускной клапан
- •Гидравлические замки
- •Регуляторы расхода
- •Дроссели
- •Регуляторы потока
- •Делители и сумматоры потока
- •Исследование характеристик и параметров гидравлических клапанов
- •3 Гидродинамические передачи Лабораторная работа № 7 «Изучение конструкций и исследование характеристик гидромуфт, гидротрансформаторов и гсом»
- •Гидродинамические передачи
- •Гидравлическая система отбора мощности (гсом)
- •4 Расчет объемного гидропривода
- •Выбор схемы циркуляции жидкости
- •Регулирование параметров рабочих органов (выходное звено)
- •Способы предохранения гидропривода от перегрузок и снижение динамических перегрузок
- •Фиксация рабочих органов в заданном положении
- •Совместная работа гидродвигателей и насосов
- •Практическое занятие № 9 «расчет и подбор основного гидрооборудования» Анализ условий и режима работы гидропривода
- •Выбор номинального давления
- •Рабочие жидкости для гидросистем сельскохозяйственных машин
- •Выбор гидродвигателей. Гидродвигатели возвратно-поступательного движения (силовые гидроцилиндры)
- •Выбор гидромоторов и определение основных параметров
- •Определение параметров и выбор насоса
- •Практическое занятие № 10 Расчет и подбор трубопроводов, определение гидравлических потерь и мощности гидропривода Гидравлический расчет трубопроводов и рвд. Расчет диаметров трубопроводов и рвд
- •Расчет мощности и кпд гидропривода
- •Практическое занятие № 11 «Расчет и подбор контрольно-регулирующих, направляющих гидроаппаратов и вспомогательных элементов» Назначение и классификация гидроаппаратов
- •Предохранительные клапана
- •Расчет гидравлических клапанов
- •Редукционный клапан
- •Переливной клапан
- •Гидравлические распределители
- •Расчет распределителей
- •Дроссели и регуляторы потока
- •Фильтры
- •Расчет фильтра
- •Гидробаки и кондиционеры
- •Расчет основных параметров гидробака
- •Теплообменники
- •Гидроаккумуляторы и делители потока
- •Расчет гидроаккумуляторов
- •Литература
- •Приложения
- •Содержание
- •Гидропривод сельскохозяйственной техники
Рабочие жидкости для гидросистем сельскохозяйственных машин
Жидкость гидропривода является рабочим элементом, позволяющим передавать энергию от насоса к гидравлическому двигателю. Рабочие жидкости объемных гидроприводов должны иметь хорошие смазывающие свойства по отношению к материалам трущихся пар и уплотнений, малое изменение вязкости в диапазоне рабочих температур, высокий модуль упругости, малую упругость паров и высокую температуру кипения, быть нейтральным к материалам гидравлических агрегатов и защитным покрытиям, а также обладать высокой механической стойкостью, стабильностью характеристик в процессе хранения и эксплуатации.
Выбор марки минерального масла определяется температурными условиями, режимом работы гидропривода и его номинальным давлением, которым должно соответствовать важнейшее физическое свойство масла — вязкость. Завышение или занижение вязкости масла приводит к ухудшению эксплуатационных свойств гидропривода.
Для гидроприводов с легким режимом работы и меньшим номинальным давлением следует применять масла с меньшей вязкостью, чем для гидроприводов с тяжелым режимом работы и большим номинальным давлением. Так, при давлении 7…20 МПа следует применять масло с кинематическим коэффициентом вязкости ν = 0,2…0,4 см²/с, при температуре 50 ºС.
В зависимости от типа насоса, применяемого в гидроприводе, можно рекомендовать рабочие жидкости:
для аксиально-поршневых насосов, вязкость масла: минимальная ν = 0,06…0,08 см²/с и максимальная ν = 18…20 см²/с;
для роторно-пластинчатых насосов, вязкость масла: минимальная ν = 0,1…0,12 см²/с и максимальная ν = 35…45 см²/с;
для шестеренных насосов, вязкость масла: минимальная ν = 0,16…0,18 см²/с и максимальная ν = 45…50 см²/с.
Характеристики рабочих жидкостей для систем гидроприводов приведены в приложении 1.
Выбор гидродвигателей. Гидродвигатели возвратно-поступательного движения (силовые гидроцилиндры)
Основными параметрами, по которым выбираются гидродвигатели возвратно-поступательного движения, являются:
—номинальное усилие на штоке гидроцилиндра, H;
—ход поршня гидроцилиндра, м;
—скорость движения поршня, исходя из требований выполнения технологического процесса.
При выборе гидроцилиндра по развиваемому усилию следует соблюдать условие:
где — усилие на рабочем органе сельскохозяйственной машины, определяется из исходных данных, H;
—усилие, которое может развивать гидроцилиндр.
Технические данные гидроцилиндров приведены в приложении 2.
После этого гидроцилиндр следует проверить на и .
Определение диаметра гидроцилиндра или давления в полостях гидроцилиндра осуществляется в зависимости от направления действия рабочего усилия. При работе штока на сжатие (выталкивание штока) (рисунки 9.1, а и г) рабочая жидкость под давлением подается в поршневую полость и создает на штоке усилие , при этом в штоковой полости возникает сила сопротивления, вызванная противодавлением .
Рисунок 9.1 — Расчет гидроцилиндра:
а, б — противодействующая нагрузка; в, г — попутная нагрузка; а, г — шток работает на выталкивание; б, в — шток работает на втягивание
В этом случае следует использовать зависимость:
, (9.1)
где — заданное рабочее усилие;
—рабочее давление на входе;
—давление в штоковой полости, = 0,3…0,5 МПа, можно принять предварительно (или определить потери в сливной линии);
φ — коэффициент мультипликации, который определяется по формуле:
, (9.2)
или можно принять в расчетах φ = 1,33 или 1,65.
—механический КПД гидроцилиндра, значение которого приведены в таблице 9.2.
Таблица 9.2 — Значение механического КПД гидроцилиндров в зависимости от вида уплотнения и диаметра
Вид уплотнений | |||||||
Резиновыми манжетами |
Кольцами | ||||||
Резиновыми |
Чугунными | ||||||
Диаметр, мм | |||||||
D |
40–60 |
80–125 |
110–120 |
до 400 |
до 500 | ||
ηм.ц |
0,95 |
0,95 |
0,97 |
0,97 |
0,95 |
При работе штока на втягивание (рисунках 9.6, б и в) масло подается в штоковую полость, а сила сопротивления создается противодавлением р в поршневой полости. В этом случае следует использовать зависимость:
, (9.3)
Действительная скорость перемещения поршня определяется по формуле:
, (9.4)
где — расход рабочей жидкости поступающей в гидроцилиндр;
—эффективная площадь поршня со стороны нагнетания;
—объемный КПД гидроцилиндра.
В гидроцилиндрах с уплотнениями манжетами или резиновыми кольцами утечки практически отсутствуют, поэтому = 1.
Толщину стенки корпуса гидроцилиндра определяем из выражения:
, (9.5)
где— допустимое напряжение растяжения материала гидроцилиндра;
—максимальное давление нагнетания.
Прочность крышки гидроцилиндра определяется из условия:
, (9.6)
где — момент сопротивления;
δ — толщина плоскости дна цилиндра.
Штоки гидроцилиндров, работающие на сжатие при длине рассчитывают на продольный изгиб.
Для коротких штоков справедлива формула:
. (9.7)
Корпуса гидроцилиндров при давлении до 20 МПа изготавливаются из стальных труб с , при давлении свыше 20 МПа — из ковкого чугуна с, а при давлении до 15 МПа — из чугуна с