Гидравлический и пневматический приводы

       , 

      по  формуле (8.1) определяется величина момента, теряемого в генераторе при преобразовании механической энергии в электрическую, ДМ, а затем вычисляется момент на валу гидромотора 

      М_В=М_Э+ΔМ.

             На основе полученных данных  строятся характеристики n=n(M_В) для каждого из положений дроссель-регулятора. На участке до М_В=0 характеристика графически экстраполируется. 

      Опытные и расчетные величины. 
 

 

      Работа  №5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОПРИВОДА ПРИ РЕГУЛИРОВАНИИ  ДРОССЕЛЬ-РЕГУЛЯТОРОМ, УСТАНОВЛЕННЫМ ПАРАЛЛЕЛЬНО. 

          Механические  характеристики гидропривода, получаемые при регулировании потока параллельно установленным дроссель-регулятором, по сравнению с характеристиками, получаемыми при последовательной установке, несколько более мягкие. Это объясняется тем, что при параллельной установке сброс расхода через дроссель-регулятора  постоянен и не зависит от разности давлений в напорной и сливной магистралях, а производительность насоса, ввиду утечек, с ростом давлений в магистрали уменьшается,  в связи с чем уменьшается и расход в гидромоторе, а значит, и частота его вращения. 

      Порядок выполнения работы. 

              После запуска стенда в работу  руководитель лабораторной работы  устанавливает три различных  положения дроссель-регулятора 9 (см.рис.1.1), на каждом из которых при  помощи автотрансформатора ЛАТР-2м изменяется нагрузка на валу гидромотора и снимаются показания приборов. Обработка экспериментальных данных производится в той же последовательности, что и в работе 4. 

      Формулы и данные для вычислений. 

      Рассчитав мощность на зажимах якоря генератора в каждом из нагружения N_Э=UI и электромагнитный момент 

       ,  

      по  формуле (1.1) определяется величина момента, расходуемого в генераторе постоянного  тока на преобразование механической энергии  в электрическую, ДМ, а  затем вычисляют момент на валу гидромотора 

      М_В=М_Э+ΔМ_О

       

            На основе полученных данных  строятся характеристики n=n(M_В) для каждого из положений дроссель-регулятора. На участке до М_В=0 характеристика графически экстраполируется. Отчет по работе должен содержать три графика n=n(M_В) для каждого из трех положений дроссель-регулятора. 

      Опытные и расчетные величины. 

 
 
 
 

      Работа  №6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОПРИВОДА  С ОБЪЕМНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ.

       

           Механической характеристикой   гидропривода называется  зависимость  угловой  скорости  щ или  частоты вращения  n  от момента, приложенного к его валу  при постоянном параметре регулирования  е.

        Для оценки эффективности привода  на графике механической характеристики  строят  зависимости КПД и мощности  в функции момента на его  валу.

        В качестве исследуемого привода  в работе использован универсальный  регулятор скорости (УРС), представляющий собой  гидравлический вариатор, который дает возможность бесступенчатого регулирования скорости ведомого вала в обоих направлениях при неизменном направлении и скорости вращения электродвигателя ,приводящего вариатор в движение. Регулятор типа УРС бывают раздельного и нераздельного типа. Раздельный тип характерен тем, что насос и двигатель представляют собой отдельные машины со своими корпусами. Они могут  устанавливаться  на различных расстояниях друг от друга и в различных  сочетаниях.

        Регулятор типа УРС состоит из объемного регулируемого аксиально-поршневого насоса и нерегулируемого аксиально-поршневого гидромотора. Насос и гидромотор соединены между собой короткой  гидролинией. Устройство гидродвигателя аналогично устройству насоса. Отличие состоит в том, что чаша гидродвигателя закреплена неподвижно, а чаша насоса может поворачиваться на угол до 20^о в обе стороны с помощью механизма управления винтового типа.

        Аксиально-поршневой гидропривод  типа УРС предназначен для  работы в качестве силовых  исполнительных агрегатов в различных системах автоматического и полуавтоматического дистанционного или ручного управления. В горной промышленности УРС применяется в гидравлических механизмах подачи врубовых машин « Урал-33», «Урал-37» и угледобывающего комбайна IKIOI, а также в механизмах гидравлических лебедок и гидроподъемников.

        Гидропривод предназначен для  работы при нормальном давлении 1,5-1,8 Мпа с допустимой нагрузкой  до 7,5 Мпа при  изменении частоты  вращения выходного вала в  диапазоне от -500 до +500 об/мин.

          Описание установки. Лабораторная установка (рис.6.1,а) состоит из асинхронного

      электродвигателя 15, клиноременной передачи 3, регулируемого  насоса 5 с устройством изменения  подачи 8, нерегулируемого гидромотора 12, предохранительных клапанов 9 и 10, гидролинии 6,16, манометров 7,11, измерителей угловой скорости гидромотора 13 и насоса 4, ускоряющей клиноременной передачи 14, машины постоянного тока 20,тиристорного преобразователя 17 со станцией управления 25, амперметров 18,21, вольтметров 19,22,30, ваттметра 2, задатчиков нагрузки: грубого 29 и точного 28, переключателей полярности тиристорного преобразователя 24 и вольтметра 27, кнопочного переключателя 23, автоматического переключателя 1, индикатора 26.

         Приводной электродвигатель 15 через  клиноременную передачу 3 вращает насос 5, который по трубопроводу 6 или 16 подает жидкость в гидромотор 12. Из гидромотора рабочая жидкость возвращается в насос. Управление скоростью и направлением вращения гидромотора производится изменением подачи насоса без реверсирования электродвигателя.

        Вал гидромотора через клиноременную  передачу 14 соединен с нагружающим  устройством, в качестве которого  применена машина постоянного  тока 20 с независимым возбуждением  и тиристорный преобразователь  17, работающий в инверторном режиме. Управление нагрузкой осуществляется станцией управления  25 путем изменения тока якоря машины  постоянного тока. Для предохранения системы от перегрузок предусмотрены предохранительные клапаны 9 и 10. Задания нагрузки и контроль параметров производятся  по приборам, расположенным на панели управления 25, а также манометрами 7,11. На панели управления (рис.6.1б) расположены: амперметр 18 для измерения тока в цепи якоря нагрузочной машины постоянного тока , вольтметр 30 для контроля напряжения в цепи задания нагрузки, грубый 29 и точный 28 задатчики нагрузки, вторичные приборы измерений 13 и 4 для измерения частоты вращения валов гидромотора и насоса , ваттметр 2 для измерения мощности

        

      

        
 

      электродвигателя, переключатель 27 шкалы вольтметра 19 в зависимости от направления вращения вала гидромотора, кнопки 23 для включения (выключения ) нагрузки, индикатор включения питания 380В 26, переключатель полярности тиристорного преобразователя 24. 
 

      Формулы и данные для вычислений. 

      Для гидропривода с объемным регулируемым насосом частота вращения выходного вала гидромотора определяется зависимостью

       ,

      где q_Н ,q_м – рабочие объемы насоса (при е_Н=1) и гидромотора,

      q_Н =q_м=1,48 • 10^-3 м³; е_Н – параметр регулирования насоса, задаваемый устройством 8 (рис.6.1,а); n_Н – частота вращения вала насоса, об/мин; p₇, p₁₁-давление в линиях нагнетания и слива, определяемое по манометрам 7 и 11 (рис.6.1,а),Па; а_у – коэффициент утечек привода, об •м³/(мин •Па).

        Поскольку  характеристика должна сниматься при постоянной частоте вращения вала насоса, а асинхронный двигатель имеет скольжение, значения  n_м следует корректировать, умножая на величину  

       , 

      где n_НS – приведенная частота вращения вала насоса, об/мин, в качестве приведенной удобнее использовать наибольшое полученное значение n _H.

        Тогда с учетом равенства q_Н=q_M получим приведенную характеристику привода в функции давления  

      

       

           Значения теоретической частоты  вращения вала гидромотора n_M.T при  р₇-р₁₁=0 найдем по графику экспериментальной зависимости n_MS=n(p).

        При значительном разбросе экспериментальных  значений n_MS величину n_M.T  определяют по методу наименьших квадратов: 

       , (13.1) 

      где К – количество опытных точек.

        Перепад давлений на гидромоторе  p₇-p₁₁ называется преодолением момента сопротивления на валу гидромотора  и гидромеханическими потерями в самом гидромоторе. Момент сопротивления на валу гидромотора определяется по формуле:  

       ; 

       ; 

       . 

      где М_Э – электромагнитный момент машины постоянного тока (МПТ) 20, приведенный к валу гидромотора (рис.6.1,а), Н•м; К_М – коэффициент момента МПТ, К_М =1,6 В•с/рад; I₁₈ – ток якоря МПТ, измеренный амперметром 18, А; u₁₄ – передаточное число клиноременной передачи 14, u₁₄=0,795; ДM – потери момента в МПТ и клиноременной передаче, определяемое экспериментально и аппроксимируемые полиномом второй степени, Н•м; А_о, А₁, А₂ – коэффициенты (задаются преподавателем); n_MS – частота вращения вала гидромотора, определяемая по прибору 13, об/мин.

      Механическая  характеристика гидропривода при постоянной частоте вращения вала насоса определяется зависимостью 

         (6. 3) 

      Объемный  КПД гидропривода 

          (6.4) 

      Мощность  на валу гидромотора  

         (6.5)