1.7. Расчет металлоемкости гидропривода
Одним из преимуществ использования гидравлического привода по сравнению с другими приводами является его небольшая металлоемкость, что обусловлено достижением гидроприводе высоких давлений рабочей жидкости.
Металлоемкость гидропривода характеризуется коэффициентом qN, который определяется по формуле
,
где Gгп – общий вес гидропривода.
Общий вес гидропривода включает вес гидроцилиндра с учетом рассчитанных размеров (толщины стенки, крышек, хода поршня), напорного и сливного трубопровода (с учетом заданной длины, рассчитанных диаметров и принятых толщин стенок), а также всей гидравлической аппаратуры (согласно заданной схеме), который принимается из технических характеристик.
1.8. Функциональны анализ гидропривода
Инженерные методы функционального анализа гидропривода основываются на поэлементном рассмотрении проектируемой системы и в основном придерживаются следующего порядка:
1. Выделение диссипативных элементов, на каждом из которых определяются потери фазовой переменной потенциала (давления).
2. Определяются суммарные потери, которые сравниваются с энергией подведенной к гидроприводу, и соответственно в результате определяется КПД всей системы
В данной курсовой работе изучается математическая модель, в которой гидропривод рассматривается как единая сложная нелинейная система, находящаяся во взаимодействии с окружающей средой. При составлении графической модели принципиальная схема может претерпеть ряд упрощений, чтобы математическая модель не оказалась весьма громоздкой и была легка в понимании, при условии сохранения основных физических свойств и характеристик.
Ниже приводится математическая модель для системы (рис. 1.5), в которой гидромотор и гидроцилиндры работают не одновременно, а по отдельности.
Рис. 1.5
Для упрощения математической модели примем допущение, что шток гидроцилиндра возвращается в начальное положение под действием силы нагрузки моментально и в дальнейшем не будем учитывать эту операцию.
1.8.1. Разработка графической модели
На основании исходной принципиальной схемы гидропривода (рис. 1.5) можно построить графическую модель. В графической модели обозначим номера гидролиний и не будем указывать ряд гидроаппаратов таких как клапана и фильтр.
Число участков на исходной принципиальной схеме и на графической модели будет одинаковым, чтобы обеспечить возможность анализа на всасывании насосов и на сливе. Для каждого участка известен расход, местное сопротивление и т.д.
На рис. 1.6 приведены разработанные графические модели (а –холостой ход, б – при работе гидромотора, в – при работе гидроцилиндра).
….
а б в
Рис. 1.6
При моделировании гидропривода принимаются следующие допущения:
1) утечки в гидроаппаратах, а также дренажных линиях насосов и гидромоторов (если таковые имеются) принимаются равными нулю;
2) не учитываются силы инерции, действующие на механические части, а также рабочую жидкость;
3) свойства рабочей жидкости в процессе выполнения операции технологического процесса остаются неизменными;
4) не учитывается сжимаемость рабочей жидкости.
Графическая модель, представленная на рис. 1.6, а содержит три участка, а графическая модель, представленная на рис. 1.6, б и 1.6, в содержит по 5 участков. Участок на всасывании насоса можно было бы привести к напорной линии. Он сохранен с той целью, чтобы обеспечить возможность анализа процессов на всасывании насоса.