5.2. Характеристики нерегулируемого гидропривода

Нагрузочной характеристикой объемного гидропривода называется зависимость скорости движения выходного звена от внешней нагрузки. Она определяется из условия баланса производительности насоса (Qн), расхода питания гидродвигателя (Qпит) и объемных потерь в гидроприводе (Q)

Qпит=Qн - Q. (5.1)

Объемные потери складываются из объемных потерь в насосе (Qн) и в гидродвигателе (Qг), которые определяют жесткость характеристики гидромашин Q=f(p), а также утечек в гидроаппаратуре (Q_А). Коэффициент утечек гидромашины связан с ее объемным КПД (_Q)

. (5.2)

Здесь р- давление,

Q- объемные потери,

Q_т - теоретический расход.

Исходя из формулы (5.2), коэффициенты жесткости могут быть определены по известным параметрам гидромашин:

для насоса (Qт=q_ннn_н)

(5.3)

для гидромотора

(5.4)

для гидроцилиндра

(5.5)

где q_нн,q_мн - номинальные рабочие объемы соответственно насоса и гидромотора;

р_нн,р_мн,р_цн - номинальное давление соответственно в насосе, гидромоторе и гидроцилиндре.

Объемные потери в гидроприводе пропорциональны рабочему давлнию

. (5.6)

Рабочее давление определяется внешней нагрузкой на выходное звено: для гидропривода вращательного движения

; (5.7)

для гидропривода возвратно-поворотного движения

, (5.8)

где - фиктивный рабочий объем;

для гидропривода возвратно-поступательного движения

, (5.9)

где М - момент на валу,Р - усилие на штоке.

Для гидродвигателей различного типа расходы питания могут быть выражены через скорости движения рабочих органов и геометрические размеры:

-гидромотор Q=q_мнn_м (5.10)

- моментный гидроцилиндр

(5.11)

-силовой гидроцилиндр

Q_пит=FV (5.12)

(F - эффективная площадь поршня, V - скорость движения поршня)

С учетом зависимости (5.6-5.12) из уравнения (5.1) могут быть получены аналитические выражения для нагрузочных характеристик нерегулируемого гидропривода вращательного движения

; (5.13)

-возвратно-поворотного движения

; (5.14)

-возвратно-поступательного движения

. (5.15)

Так как объемный КПД гидромашин достаточно высок, нагрузочная характеристика нерегулируемого гидропривода (рис.5.3) является практически жесткой до момента открытия предохранительного клапана при М=М_max.

Рис 5.3

КПД нерегулируемого гидропривода определяется потерями энергии в насосе, гидродвигателе, а также гидравлическими потерями в гидролиниях.

=_н_г_тр , (5.16)

где _н- КПД насоса;

_г- КПД гидродвигателя;

_тр- гидравлический КПД гидропривода.

Гидравлический КПД определяется потерями давления на трение (р_тр) и в гидроаппаратуре (р_А) и объемными потерями в аппаратуре:

, (5.17)

где р=р_тр+р_А

Как и для отдельной гидромашины, КПД нерегулируемого гидропривода резко падает при уменьшении давления (т.е. с уменьшением внешней нагрузки) и постепенно уменьшается при его увеличении свыше оптимального значения.