1.8.2 Утечки через зазор между плоскими стенками
Утечки жидкости через капиллярную щель между неподвижными плоскими стенками можно определить по формуле:
где b – ширина щели, мм;
– зазор
между плоскими стенками щели, мкм;
l – длина щели в направлении тока жидкости, мм.
1.8.3 Утечки в движущихся щелях
Рис. А6 |
Через зазоры, образованные неподвижной и движущейся стенками (зазоры между поршнем и цилиндром, золотником и корпусом распределителя и т.п. – рис. А6), объём утекающей жидкости существенно изменяется. Утечки масла, вызванные перепадом давлений в щели и относительным перемещением стенки, определяется по формулам:
а) через кольцевой концентричный зазор: |
б) через зазор между плоскими стенками:
где vст – скорость движения стенки щели, м/с.
В формулах ставится:
"+" – при одинаковых направлениях движения потока и стенки,
"–" – при противоположных.
Первое слагаемое формул называется расходом напорного течения, второе – фрикционным расходом.
При относительном движении стенок щели вследствие сдвига слоев жидкости возникают дополнительные силы трения, происходят дополнительные потери мощности (энергии) и нагрев жидкости, что уменьшает её вязкость и может значительно увеличить объём утечек.
1.9 Виды и структура гидроприводов. Исполнения гидроаппаратуры
1.9.1 Различают гидроприводы (ГП) низкого (до 1,6 МПа), среднего (1,6 – 6,3 МПа) и высокого (6,3 – 20 МПа) давлений. Первые чаще применяются в шлифовальных, расточных и других станках для чистовой обработки, где нагрузки невелики; последние – в мощных протяжных и строгальных станках. Наиболее широко распространены приводы среднего давления.
1.9.2 Первичной частью ГП является насос – агрегат, осуществляющий подачу масла в систему, вторичной – гидродвигатель (гидроцилиндр, гидромотор), предназначенный для преобразования напора (давления) масла, созданного насосом, в механическую работу.
В ГП также входят:
направляющая аппаратура, предназначенная для управления гидропотоками;
регулирующая аппаратура, предназначенная для регулирования скорости движения рабочих органов, предохранения системы от перегрузки и т.д.;
вспомогательные элементы: трубопроводы, уплотнения, фильтры, баки и т.д.
1.9.3 Принцип работы ГП основан на использовании энергии потока масла, находящегося под давлением. При этом давление в приводе может быть создано лишь при наличии определенного сопротивления потоку масла.
Необходимое усилие Р на исполнительном элементе ГП обеспечивается подачей масла под соответствующим давлением р.
Рис. А7 |
К примеру, для гидроцилиндра (рис. А7) имеем: Р = р F, откуда p = P/F, где F – площадь его поршня.
Количество подаваемого в единицу
времени масла (подача) Q
в гидродвигатель обеспечивает
необходимую скорость v
движения рабочего органа. Так, для
цилиндра, если пренебречь утечками:
v
|
Q / F, откуда
Q
v
F. В формулах: Р в Н; р
в Па; F в м2; v в м/с; Q в м3/с.
1.9.4 Система циркуляции масла в ГП может быть разомкнутой или замкнутой.
В ГП с разомкнутым потоком отработавшее масло из силовой части привода сливается в бак, откуда вновь подается насосом в привод.
В ГП с замкнутым потоком отработавшее масло поступает во всасывающую полость насоса.
1.9.5 Аппараты гидроприводов по виду присоединения делят на резьбовые и стыковые.
В аппаратах резьбового исполнения (рис. 3.1,а; 4.1 и др.) отверстия для подключения линий выполнены непосредственно в корпусе аппарата и имеют коническую резьбу.
В аппаратах стыкового исполнения все присоединительные отверстия выводятся на стыковую плоскость и заканчиваются углублениями под уплотнительные кольца, а соединение с гидросистемой осуществляется через специальные панели или промежуточные плиты.
В настоящее время широко распространены гидроаппараты модульного монтажа (рис. 7.3), имеющие по две стыковые плоскости (сверху и снизу корпуса) с одинаковыми координатами присоединительных отверстий. Это позволяет устанавливать различные аппараты один на другой в вертикальный столбик (пакет), замыкаемый сверху распределителем, плитой связи или плитой-заглушкой. Пакет устанавливается на специальной монтажной плите, которая имеет сверху отверстия для крепления пакета и подвода масла к нему, снизу – отверстия для подключения трубопроводов, связывающих пакет с насосной установкой и гидродвигателем, а сбоку – сквозные горизонтальные каналы для соединения с другими плитами.
1.9.6 Гидроаппараты различают по диаметрам условных проходов.
Условный проход – это округленный до ближайшего значения из установленного ряда диаметр круга, площадь которого равна площади характерного проходного сечения канала устройства или площади проходного сечения присоединительного трубопровода.
По ГОСТ 16516-80 (СТ СЭВ 522-77):
-
Условный проход
Диапазон действительных внутренних диаметров, мм
Условный проход
Диапазон действительных внутренних диаметров, мм
…
…
5,0
4,5 -5,7
2,0
1,8-2,3
6,0
5,7 -7,2
2,5
2,3-2,8
8,0
7,2 -9,0
3,0
2,8-3,6
10,0
9,0-11,0
4,0
3,6-4,5
…
…
Каждому диаметру условного прохода соответствует определенная величина номинального расхода масла, проходящего через трубопровод со скоростью, соответствующей рекомендациям стандартов.