книги из ГПНТБ / Терехин, Н. И. Расчет параметров объемной гидравлической передачи машин инженерного вооружения учебное пособие

	Продолж ение табл. 9'
Вид сопротивления	Значение С

Пробковый кран

<р°	5°	10°	15°
с	0,24	0,52	0,9
О	о о	45°	о
Г	"3*		О ю

с iI 10,8 iI 18,7 132,6

20°	25°	30°	35°
1,54	2,51	3,91	6,22
55°	60°	65°
58,8	I П8	I 256	1

Поворотная	заслонка			5°	10°	15°	20°
			г	0,05	0,29	0,75	1,56
			г	40°	45°	О	55°
						о ю
			*	| 17,з]	31,2	52, б|| i °6
				1
Проход через сетки
— при R e=		v 5			С== .,3 (
		——" > 400,
			V
			v 2
А/. = СРТ
— при	Re < 400,
			v 2
Д / ?	=	аСр	— ,
где а — поправка			на влияние Re

25° 30° 35°

ЗЛО 5,47 9,68

60° 65°

206486

\s 0

	Re		0	100	150	200	300	400
	а	1,44		1,24	1,13	1,08	1,03	1,01
для п рядов сеток,			перед фронтом
v — скорость	течения
сетки	(через		всю	площадь
сетки);	диаметр		проволоки;
Ь — средний
s0 — живое сечение		сетки (сумма пло­
щадей всех отверстий сетки);
s — вся площадь сетки (фронт сетки);

- - коэффициент живого сечения сетки.

70

						Продолж ение табл. 9
	Вид сопротивления					З н ач ен и е	С
	So	0,25	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5
	S
	С	10	6,4	4,3	3	2,2	1,65
	s o	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75
	S
	С	1,26	0,97	0,75	0,58	0,44

Пробковый кран (дроссель)

Диафрагма с утолщенными краями

	d	0,2	0,4	0,6	0,8
	7 Г
	с	0,55	1,0	3,0	4,0

71

			П р о д о л ж ен и е та б л . 9
Вид сопротивления			Значение С
Диафрагма с острыми краями				3
				ос2
Re	2 -102	5-102	Юз	2 -103	5-103
а	1,18	1,19	1,15	1.11	1,06
V

Диафрагма с закругленными краями

с = (/[>+ I)2

г	1	0,08	0,12	0,16	0,20
~d	j ° - 04
- P	0,28	0,18	0 , 1 0	0,05	0,04
При параллелыном соединении		трубс>1про1водо1В		(рис. 28)	поток

рабочей жидкости из основной магистрали разделяется на несколь­

			ко участков, которые затем
			вновь соединяются						в	один
			магистральный трубопровод.
Q	q2		При	этом		расход		Q основ­
		^	1 Q ного		трубопровода				до	раз­
• fi	6		ветвления			и	после			слия­
			ния	остается			неизменным.
			При	расчете трубопроводов,
			имеющих			параллельные от­
Р и с.	28. Схема параллельного	сое­	ветвления,			точки		смыкания
	динения трубопроводов		ветвей		называются				узлами.
			Расчет		трубопроводов					с па-

, раллельными ответвлениями основан на следующих предпосылках: расход жидкости, притекающей к узлу, равен расходу рабочей жидкости, нытекающей из узла, поэтому сумма расходов в парал­ лельных ветвях равна расходу Q в неразветвленных участках, при­ мыкающим к узлам. Если число ветвей т, то уравнение расхода в

параллельных участках будет

Q = Q i + Q2 + . • • + Qnr

(129)

72

Величина поте,рь давления в каждой параллельной ветви одна и та же и может быть определена по формуле

= Д/7, = Д/ ? 2 = . . . = A /V

(130)

Уравнение характеристик каждой ветви может быть представлено в виде

=	. . . ( 1 3 1 )

где к — характеристический коэффициент сопротивления ветви

В результате совместного решения уравнений (129) и (131) мож­ но найти искомые расходы. Так, из уравнения (131) имеем:

(132)

« . - « ■ i / Т

Подставив эти значения в уравнение (129), получим

(133)

Q- Q' + Q ‘ V r t + - - + e ' / t -

(134)

(135)

По найденным значениям расходов для каждой параллельной вет­

ви определяется число Рейнольдса по формуле		'
Re «„ _1 Q «_		(1361)
-	- d , и
и затем уточняются значения	коэффициентов	\ и k всех уравне­

ний. Далее расчет повторяется по приведенным выше формулам и уточняются расходы.

73

При более сложных соединениях и различных сочетаниях тру­ бопроводов расчет рекомендуется вести в следующем порядке:

1 . Схема трубопровода разбивается на участки, отличающиеся

друг от друга характером или величиной сопротивлений.

2 . Устанавливаются исходные данные для отдельных участков

йвсей гидросети.

3.При помощи формул и таблиц определяются коэффициенты линейных и местных сопротивлений.

4.Определяются потери давления на каждом участке.

При расчете трубопроводов с параллельными ветвями следует учитывать, что распределение расхода между двумя параллельны­ ми ветвями определяется по формулам:

	— при ламинарном режиме
			Q2	__			\ 4 .	(137)
			Qi		L2 l d x		)
	— при турбулентном		режиме
	=	, /	С	_				(138)
	Qi	V	k2		У	х2	L2
								d\
	или принимая приближенно ^				= h
			— 1/f ^				d\	039)
						‘	d\
		Qi		V	L*			трубопровода внут-
	Размер необходимого		проходного			сечения

реннего диаметра d определяется по расходу Q рабочей жидкости и скорости течения жидкости v

d =

(140)

Для предотвращения больших потерь рекомендуется принимать скорость рабочей жидкости в нагнетательных трубопроводах до 3 м/сек, а в местных переходах, коротких сверлениях в корпусах и т. п. — до 4,5—5 м/сек. При большой длине трубопроводов (свы­ ше 3—5 м) скорость рабочей жидкости снижается до 1,5—2 м/сек.

Проверка трубопроводов на прочность производится по извест­ ной формуле

	°р =	<	W .	(141)
		2 о
где р — максимальное давление в трубопроводе,
[apJ	— допускаемое напряжение при		растяжении,
d u b	— внутренний диаметр	и толщина стенки трубопровода.

Допускаемое напряжение [ар] на растяжение принимается рав­ ным для стальных трубопроводов ([ар]=400ч-600 кГ/см2.

Для предохранения трубопроводов от внешних механических повреждений толщина их стенок не должна быть /меньше 0,5 мм

74 •

для стальных труб и 0,8 мм для труб из цветных металлов. Гибкие

рукава по проходному сечению выбираются так же, как и метал­ лические трубопроводы.

Жесткость трубопроводов, выполненных из стальных или цвет­ ных металлов, обычно определяется жесткостью находящейся в них рабочей жидкости. Как правило, жесткость трубопроводов ха­ рактеризуется модулем их упругости, значение которого для сталь­ ных трубопроводов составляет £ Тр= 14000— 16000 кГ/см2, а для ре­

зиновых рукавов £ тр в 70— 100 раз меньше модуля упругости рабо­ чей жидкости.

При определенных условиях трубопровод может вступить в ре­ зонансные колебания, из которых наиболее вероятными и опасны­ ми являются поперечные, характеризующиеся относительно низкой частотой (от 30 до 6000 гц) и легкой возбуждаемостью как при

передаче импулцса через элементы конструкции от внешних на­ грузок, так и от пульсации потока рабочей жидкости. Наиболее опасным является отношение частот колебания давлений рабочей жидкости в трубопроводе w к частоте собственных колебаний тру­

бопровода £1 — = 0,5 — 3.

Частота собственных колебаний трубопровода с учетом веса рабочей жидкости при креплении скобами, допускающими свобод­ ный проворот трубопровода, можно определить по формуле

1,57	& g .	с сек		(142)
Q =
	GTp + GM
где 2 — частота собственных колебаний трубопровода с				жидко­
стью, сек~\				см,
/ — расстояние между опорами (крепящими скобами),
Е — модуль упругости материала		трубопровода,	кГ[см:2,
/ — момент инерции сечения трубопровода, см,
GTр — погонный вес трубопровода,		кг^см,	трубопрово­
GM— вес рабочей жидкости	на единицу длины
да, кг',см,

с— коэффициент, учитывающий влияние давления и скоро­ сти течения жидкости в трубопроводе

V й

Р = р Р ж+ т ж—

р	-	и2 EI
1	Кр	/2

75*

где р — давление	рабочей	жидкости в трубопроводе,				кГ см2,
‘/гж — площадь	внутреннего		сечения	трубопровода,		см2.
т ж— масса жидкости		в	трубопроводе на		единицу длины,
кг-сек2; см,		рабочей		жидкости	в трубопроводе,
v — скорость движения
см!сек,	критической		силы по Эйлеру,
Ркр — значение					кГ.

При наличии жесткого крепления трубопровода ла опорах частота собственных колебаний определяется но формуле

3'5 6 , / ~ __ i i g __

(143)

\G,p + Сж

При жесткой заделке одного конца трубопровода и закреплении второго при помощи скобы, допускающей свободный поворот тру­ бопровода

		2 '4 3	,	/~	E lg				(144)
		12	V	GTp + Ож
Для уменьшения колебаний трубопроводов						рекомендуется выдер­
живать расстояния		между скобами			крепления труб в соответст­
вии с данными, табл. 1 0 .
							Т а б л и ц а		10
	Рекомендуемые расстояния между скобами крепления
Н а р у ж н ы й	д и ам етр
D ,	мм. . . . .	6	8	10	12	18	22	28	32
Р а сст о я н и е	/, м м . . .	400	450	500	580	700	800	1000	1200

§ 12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ БАКОВ ДЛЯ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ

Баки для рабочей жидкости предназначены для компенсации разности объемов полостей гидравлических моторов, компенсации потерь, для охлаждения рабочей жидкости, для ее отстоя, выпуска паров и воздуха из системы. При проектировании баков следует учитывать требования:

—воздушные пузырьки должны успевать всплывать на поверх­ ность жидкости;

—твердые частицы должны оседать на дно бака;

—перемешивание воздуха е жидкостью должно быть мини­ мальным.

Для обеспечения отстоя рабочей жидкости и отвода тепла

емкость бака выбирается такой, чтобы она была не менее 2 —3-ми-

нутных производительностей насоса. В гидропередачах с кратко-

7 6

•

временным режимом работы минимальную емкость бака для рабо­ чей жидкости можно выбирать на 50% больше суммарной емкости всех ее агрегатов и трубопроводов, однако эта емкость должна быть больше объема рабочей жидкости, проходящей через бак за

0,5 мин.

В общем елучае бак для рабочей жидкости состоит из корпуса, сварной или литой конструкции. Форма бака должна быть техно­ логичной для изготовления, причем внутренняя поверхность кор­ пуса должна быть покрашена маслостойкой краской. Для обеспе­ чения доступа к внутренним поверхностям корпуса, а также для очистки и окраски бак имеет крышку, которая крепится к корпусу. Между крышкой и корпусом ставится прокладка из маолоетойкой резины или паронита. Отверстия для крепежных болтов должны быть закрыты со стороны внутренней полости бака. Заполнение рабочей жидкостью производится через маслозаливную горловину с пробкой и фильтром в виде каркаса с припаянной латунной сет­ кой с ячейками 0 ,1 —0 ,2 мм. Для отвода воздуха из корпуса бака

служит сапун, который очень часто совмещается с пробкой залив­ ного отверстия. Контроль уровня рабочей жидкости в баках осуще­ ствляется при помощи указателя уровня, выполненного в виде про­ долговатой щели, закрытой небьющимся стеклом, или в виде про­ стого щупа, установленного на расстоянии 5— 8 см от дна бака (2—3) d и не менее 3 d от минимального уровня рабочей жидко­

сти. Ввод рабочей жидкости в бак не должен вызывать вспенива­ ния и завихрения рабочей жидкости, для этого циркуляция жидко­ сти в баке должна быть сведена к минимуму. Минимальный уро­ вень жидкости в баке должен быть выше всасывающего трубо­ провода, идущего к насосу, не менее чем на 50 мм. На вводном

канале рекомендуется устанавливать сетчатое или перфорирован­ ное устройство. Конец всасывающего трубопровода должен от­ стоять от дна бака не менее чем на два диаметра трубопровода. Перфорированное устройство замедляет скорость струи рабочей жидкости и обеспечивает получение равномерной скорости течения рабочей жидкости, а также дробление струи жидкости. Сливные трубопроводы рекомендуется удалять от всасывающих трубопро­ водов. Струю рабочей жидкости необходимо направлять к стенке бака в направлении, противоположном движению жидкости к вса­ сывающему трубопроводу. Для достижения этого целесообразно срезать под углом 45° конец сливного трубопровода. Слив рабочей жидкости необходимо производить ниже уровня жидкости в баке {2d), слив рабочей жидкости по воздуху недопустим. Для улуч­

шения условий выделения из жидкости воздуха необходимо отде­ лить всасывающую трубу от сливной. Для этого рекомендуется отделить всасывающие трубопроводы от сливных перегородками высотой, равной 2/з высоты минимального уровня рабочей жидко­ сти в баке.

На пути движения рабочей жидкости в баке устанавливают магнитные пробки. Если по условиям отвода тепла рабочая жид-

77-

кость имеет температуру 55—60° С, то в баке необходимо устанав­ ливать холодильник в виде спиральной трубы, по которой прохо­ дит холодная вода. При несамовсасывающих насосах последние рекомендуется устанавливать ниже уровня рабочей жидкости в баке.

Все перечисленные элементы баков для рабочей жидкости по­ казаны на рис. 29.

Р и с. 29. Бак для рабочей жидкости

§ 13. ФИЛЬТРЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ МАШИН ИНЖЕНЕРНОГО ВООРУЖЕНИЯ И ОСНОВЫ ИХ РАСЧЕТА

Загрязнение рабочей жидкости крайне отрицательно сказыва­ ется ма надежности работы гидроагрегатов, вызывая их ,повышен­ ный износ и нарушая их (нормальное функционирование. Машины инженерного вооружения работают в особых условиях, связанных с высокой степенью запыленности и трудностями проведения тех­ нического обслуживания. Для очистки рабочих жидкостей от меха­ нических примесей, состоящих из продуктов окисления рабочей жидкости, износа деталей гидравлических агрегатов, разрушения уплотнений и пр., служат фильтры. Принцип действия фильтров состоит в том, что фильтровальные элементы имеют узкие щели и капиллярные каналы, в которых при проходе рабочей жидкости задерживаются частицы загрязнений. В настоящее время считает­ ся, что для надежной работы гидропередач машин инженерного вооружения размер механических частиц, которые могут быть в рабочей жидкости, не должен превышать размера толщины масля­ ной пленки толщиной 1 —3 мк.

В зависимости от места установки фильтра можно выделить две основных системы фильтрации: последовательную, когда весь поток рабочей жидкости, нагнетаемой насосом, пропускается че-

78

рез филькр, и параллельную, когда через фильтр пропускается только часть рабочей жидкости, а часть возвращается в бак неотфильтрованиой. Более эффективной считается последовательная схема фильтрации рабочей жидкости.

Н

S

Ф

6

и

ПК

пн

ПК

Рис. 30. Схемы фильтрации рабочей жидкости: а — фильтр установлен на всасывающей магистрали насоса; б — фильтр установлен в напорной магистрали насоса; в — фильтр установ­

лен в сливной магистрали (в баке), г — фильтр установлен в напорной магистрали подпиточного насоса

Место установки фильтра полного расхода выбирается из сле­ дующих соображений. Для предохранения насоса, который наибо­ лее чувствителен к загрязнению жидкости, фильтр желательно устанавливать на всасывающей линии насоса Н (рис. 30,а). Такая

установка фильтра обеспечивает увеличение срока службы насоса, но ввиду того, что фильтр увеличивает сопротивление всасываю­ щей линии, такая установка фильтра приводит к ухудшению усло­ вий заполнения насоса рабочей жидкостью. В гидропередачах с

79