1.9 Построение характеристик гидропривода и определение общего кпд

В первую очередь проводится построение характеристики выбранного насоса (рисунок 1). Если для выбранного насоса эти характеристики имеются в справочной литературе, то они полностью переносятся на рисунок. При отсутствии построение производится упрощёнными методами.

Для построения зависимости поступают следующим образом. Строят теоретическую напорную характеристику насоса при n = const. Так как теоретическая подача объемного насоса не зависит от напора (давления), то теоретическая напорная характеристика изобразится прямой линией, параллельной оси напоров (давлений). На эту линию наносим рабочую точку , соответствующую расчётному режиму работы насоса при максимальной скорости выходных звеньев гидропривода. Учитывая, что действительная подача зависит от давления (так как с его увеличением растут объёмные утечки), действительная напорная характеристика отклоняется влево от теоретической на величину объёмных утечек . Их можно определить по зависимости

. (42)

При отсутствии в справочной литературе значений объемного КПД насоса иx можно принять равными 5 - 10 % ;. Отложив значение влево от теоретической характеристики насоса при давлении, равном 2 , получим точку В'. Проведя наклонную линию через точки В к В', получим действительную характеристику насоса .

Для построения характеристики воспользуемся значением общего КПД насоса , взятого из справочной литературы. Это значение будет соответствовать рабочей точке В. Для получения остальных точек зависимости воспользуемся соотношениями:

при ;

при ;

при ;

По полученным значениям для различных значений строим характеристику .

Для построения характеристики необходимо воспользоваться формулой определения приводной мощности насоса (в кВт)

, (43)

где - рабочее давление в насосе;

- подача насоса.

Рис. 1 -Характеристика гидропривода с дроссельным

регулированием скорости выходного звена

Используя формулу (41) определяем приводную мощность насоса для точек, соответствующих и , сняв при этих значениях и .

Строится характеристика трубопровода. Для этого подсчитываем коэффициент (сопротивления) пропорциональности

(44)

и просчитываются текущие значения давления в нагнетательном трубопроводе при различных величинах расхода от 0 до и несколько больше

. (45)

Построенная характеристика должна пройти через точку В. Такие расчёты для построения характеристики трубопровода необходимо производить в случае турбулентного режима движения жидкости, при ламинарном режиме она может быть построена по двум точкам: при Q = 0 и при , т. е. характеристика трубопровода представляет собой прямую, проходящую через точки и В (линия 4).

Далее наносится характеристика предохранительного клапана. Для этого на оси ординат откладывается значение давления настройки предохранительного клапана ( ), а на характеристике нacoca находится точка по ординате

, (46)

где - номинальный рекомендуемый расход предохранительного клапана;

- потери давления (перепад давления) при этом расходе.

Через полученные точки проводится линия 2 - характеристика предохранительного клапана.

Дальнейшее построение характеристики зависит от того, где установлен регулятор скорости выходного звена.

Пусть регулятор скорости установлен на нагнетательной или сливной линии. В этом случае необходимо построить характеристику совместной работы регулятора скорости с предохранительным клапаном при подаче Qmin, соответствующей минимальной скорости гидродвигателя (она задаётся в исходных данных; если она отсутствует, то принимается 25 % от максимальной). Минимальная подача насоса определяется с учётом объёмного КПД гидродвигателя и утечек

. (47)

Влево от характеристики насоса откладывается значение подачи Qmin так, чтобы точка А' попала на характеристику предохранительного клапана (линия).

Через точки А' и А проводится горизонтальная линия, на которой от оси ординат откладывается значение Qmin. Через полученную точку А" и проводят линию 1, которая является характеристикой главного трубопровода с прикрытым дросселем (в случае ламинарного режима движения). При турбулентном режиме построение её аналогично вышеописанному для линии 4, только коэффициент сопротивления будет находится по известным координатам Qmin и , т.е.

и ,

где - потери давления при Qmin, a Q изменяется от 0. до Qmin и немного больше.

В точке (при давлении ) вступает в действие предохранительный клапан и характеристика переместится на линию 3, которая является характеристикой совместной работы регулятора скорости с предохранительным клапаном. Строится она путем суммирования при одинаковых давлениях расходов через регулятор скорости (линия 1) и предохранительный клапан (линия 2).

Как видно из полученной характеристики гидропривода (см. рис. 1), изменение скорости гидродвигателя в пределах соответствует изменению давления в пределах и подаче , мощности на валу привода, которая для точки А может быть определена по значениям . Зона регулирования в этом случае будет находиться в промежутке между точками А и В характеристики насоса.

Рассмотрим случай, когда регулятор скорости расположен на ответвлении от главного трубопровода. В этом случае также производится построение характеристики совместной работы гидродвигателя с регулятором скорости при .

На характеристике трубопровода (линия 4) находится точка , соответствующая минимальной подаче Qmin и через нее проводится горизонтальная до пересечения с характеристикой насоса - точка С. От точки С откладываются влево вдоль этой же линии величины (точка С). Через точку и начало координат проводится линия 5 - характеристика регулятора скорости, коэффициент сопротивления которой находится по координатам точки . На линии 5 находится точка , соответствующая давлению в гидродвигателе. Через точки и С проводится линия 6 - характеристика совместной работы гидродвигателя с регулятором скорости, установленном на ответвлении. Она получается суммированием при одинаковых давлениях расходов гидродвигателя и регулятора скорости. Положение точки С определяет параметры насоса при минимальной скорости выходного звена.

Следовательно, в случае установки регулятора скорости нп ответвлении изменению скорости гидродвигателя в пределах будет соответствовать изменение давления и подачи , мощности . Зона регулирования будет находится в промежутке между точками С и В характеристики насоса.

При полном открытии дросселя в случае его установки на ответвлении вся жидкость уйдёт опять в бак, гидродвигатель остановится и характеристика линии ответвления пойдет по линии 7, коэффициент сопротивления которой находится по известным координатам точки .

Общий КПД гидропривода представляет собой отношение выходной мощности гидродвигателя к приводной мощности насоса, т.е.

, (48)

где - выходная мощность гидродвигателя.

Задаваясь различными значениями Q в пределах от 0 до можно найти значения и общего КПД гидропривода и по полученным значениям построить характеристику .