10. График распределения давлений в гидросистеме

График распределения давлений строится для того элемента цикла работы гидропривода, для которого рассчитывались потери давления в разделе 9.

Построение графика показано на примере (рис.3). Под горизон­тальной осью в произвольном масштабе вычерчивается схема линий и расположения гидроаппаратов при осуществлении элемен­та цикла. На рисунке отрезок 1-8 обозначает сливной трубопровод, отрезок 14-15 всасывающий трубопровод, на котором установ­лен фильтр Ф, отрезок 9-13 – напорный трубопровод. На вертикальной оси откладываются давления в системе в соответст­вующем масштабе. По горизонтальной оси откладываются условные длины трубопроводов и размеры элементов гидросистемы.

Построение графика начинают от точки 1. В этой точке давление равно нулю.

Рис. 3 – График распределения давлений в гидросистеме

Падение давления по длине сливного трубопровода будет выражаться наклонной прямой линией. Тангенс угла наклона прямой к горизонтальной оси определяется по формуле

где р_с – потери давления в сливном трубопроводе (раздел 9), МПа;

М – модуль шкалы давления на графике (размер, соответствующий давлению 1 МПа), мм;

l_c – условная длина сливного трубопровода, измеренная непосредственно на графике, т.е. расстояние между точками 1 и 8, мм.

При построении графика давления на отдельных участках трубопровода проводят прямые линии под углом _с.

От точки 1 до точки 2 проводят прямую под углом _с. Перепад давления между точками 2 и 3 равен перепаду давления на дросселе, который берется из характеристик выбранного дросселя (раздел 8). Далее от точки 3 до точки 4 снова проводят прямую под углом _с. Аналогично строится график давления на остальных участках сливного трубопровода.

Давление в точке 8, определенное по графику, будет равно давлению р₂ в полости цилиндра, которая соединена со сливной линией. Построение графика давления в напорном трубопроводе начинают от точки 9, в которой давление равно р₁, т.е. принятому при расчете цилиндра.

Угол наклона прямой графика давления напорного трубопровода к горизонтальной оси определяется аналогично сливному

,

где р_н – потери давления по длине напорного трубопровода, МПа;

р_мс – потери давления в местных сопротивлениях, МПа;

l_c – условная длина напорного трубопровода, измеренная на графике между точками 9 и 13, мм.

Дальнейшее построение графика аналогично сливному трубопроводу.

Перепад давления в распределителе Р и регуляторе расхода РП выбирается из их характеристик.

Точка 13 на графике соответствует давлению на выходе из насоса (р_н), а точка 12 – давлению настройки клапана давления (р_кд).

Давление во всасывающем трубопроводе ниже атмосферного. Мож­но считать, что высота расположения насоса над уровнем масла в баке равна длине всасывающего трубопровода.

Вакууметрическое давление во всасывающем трубопроводе (давление всасывания р_вс – точка 14) определяется из уравнения Бернулли

(МПа) ( 23 )

где р_в – потери давления по длине всасывающего трубопровода (раздел 9), МПа;

р_ф – потери давления в фильтре, МПа;

 – коэффициент Кориолиса ( = 1);

U_в – скорость течения масла во всасывающем трубопроводе, м/с (раздел 7);

 – плотность масла, кг/м³.

График изменения давления во всасыва­ющем трубопроводе строится аналогично графику изменения давления в напорном трубопроводе.

На поверхности масла в баке (точка 15) давление равно нулю. Остальные точки графика располагаются ниже горизонтальной оси. Давление в точке 14 соответствует давле­нию всасывания p_вс на входе в насос.

Точка 14 соединяется с точ­кой 15.

На графике распределения давлений проставляются численные значения давлений p_вс, p_н, p_кд, p_1, p₂. Следует учесть, что давление всасывания p_вс не должно превышать максимальное вакууметрическое давление p_вак на входе насоса, которое определяется по формуле

р_вак = р_а – р_абс (МПа) ( 24 )

где p_a – атмосферное давление, МПа, (p_a=0.1013 МПа);

p_абс – минимальное абсолютное давление на входе насоса, МПа (определяется по основным параметрам выбранного насоса).

Если расчеты показывают, что р_вак  р_вс, то необходимо принять меры по уменьшению потерь давления во всасывающем трубопроводе, например, уменьшить длину всасывающего трубопровода, установить фильтр на сливном трубопроводе вместо всасывающего и др.

Давление на выходе насоса p_н не должно превышать номинальное для выбранного насоса.

Все расчеты, необходимые для построения графика распределения давлений в гидроприводе, приводятся в пояснительной записке.

Основная надпись на чертеже графика распределения давлений выполняется по ГОСТ 2.104-68 (Приложение Г, форма 7).