Гидравлический и пневматический приводы

      Мощность  на валу насоса  

         (6.6) 

      где N₂ – мощность, потребляемая электродвигателем и определяемая по ваттметру 2 (рис.6.1,а); ∆N_вх - механические потери мощности в электродвигателе 15, клиноременных передачах 3,14 и машине постоянного тока 20, , эта величина зависит от износа оборудования определяется экспериментально: В₀, В₁, В₂ – коэффициенты (задаются преподавателем). 

      Общий КПД гидропривода определим по формуле  

         (6.7) 

      а гидромеханический КПД 

         (6.8) 

      Перепад давлений на валу гидромотора без  учета гидромеханических потерь в насосе и гидромоторе 

         (6.9) 

      Тогда гидромеханический КПД насоса  

         (6.10) 

      а гидромотора 

         (6.11) 

      Порядок выполнения работы. 

      

1. По вольтметру 30 установить задатчики нагрузки  28 и 29 в нулевое положение.
2. Установить штурвал устройства управления 8 в нулевое положение.
3. Включить асинхронный двигатель 15 и питание 380 В на нагрузочное устройство 17 переключателем 1. Подача питания контролируется индикатором 26.
4. Кнопкой 23 «Пуск» включить нагрузку.
5. Установить штурвал устройства 8 в положение, заданное преподавателем.
6. Записать полученные показания приборов 2, 4, 7, 11, 13, 18 по форме, приведенной ниже.
7. Задатчиками 28 и 29 установить пять-шесть значений нагрузки по прибору 18 или 30, показания приборов также записать по представленной форме.
8. Установить нулевое значение нагрузки по ампермеру 18, поставить штурвал устройства 8 в нулевое положение.
9. Кнопкой 23 «Стоп» включить нагрузку.
10. Переключателем 1 отключить электродвигатель 15 и питание 380 В и приступить к обработке данных.
11. Вычислить коэффициент К₁ и значения приведенной частоты вращения вала гидромотора. Построить зависимость n_MS=n(p₇-p₁₁). Полученную кривую продлить до пересечения с осью ординат и определить теоретическую частоту вращения вала гидромотора n_M.T. В случае значительного разброса экспериментальных значений величину n_M.T следует определить по формуле (13.1).
12. По формулам (13.2) вычислить значения потери момента ДМ, элекромагнитный момент М_Э и момента на валу гидромотора М_М. Построить механическую характеристику гидропривода n_MS=n(M_M) при е_Н=const (рис.13.2).
13. Используя формулу (13.4), построить график изменения объемного КПД (рис.13.2).
14. По формуле (13.5) вычислить выходную мощность гидропривода и построить зависимость N_ВЫХ=N(M_M) (рис.13.2).
15. Определить по формуле (13.6) входную мощность N_ВХ и по формуле (13.7) общий КПД гидропривода. Построить график з=з(М_М).
16. По формуле (13.8) определить гидромеханический КПД привода и построить график з_Г.М=з(М_М).

             В отчете представить таблицу  полученных и вычисленных данных, график для определения n_М.Т графики n_MS=n(M_M), N_ВЫХ=N(M_M), з=з(М_М), з_о=з(М_М), з_Г.М=з(М_М), формулы, по которым проводились вычисления, результаты самостоятельной работы. 
 
 
 
 
 

      Указания  к самостоятельной  работе. 

         Используя полученные данные, определить  численное значение параметра  регулирования е_Н, при котором производились испытания.

1. Построить графики изменения гидромеханических КПД насоса и гидромотора  в функции момента на валу гидромотора: з_Г.М.Н=з(М_М) и з_Г.М.М=з(М_М).
2. Построить график изменения момента на валу насоса М_Н=М(М_М).
3. Определить гидромеханический КПД насоса, не пользуясь формулой (13.10).
4. Используя ЭВМ, дать математическое описание показанных на рис.6.2 графиков и определить аппроксимации по полученным данным.

 

        

      Опытные и расчетные величины 

      е_Н=             А_о=5,08                             А₁=4,5 10^-2                   А₂=3 10^-5

                         В_о=1,65                            В₁= 2,207 10^-3                  В₂=1,071 10^-6 (с 19.03.2008)

        

 
 
 
 
 
 

      Работа  №7.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ  ХАРАКТЕРИСТИК  ГИДРОПРИВОДА С ОБЪЕМНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ.

       

          Скоростной характеристикой гидропривода называется зависимость угловой скорости  или частоты вращения вала гидромотора от параметра регулирования.

        Для оценки эффективности гидропривода  на графике скоростной характеристики  строят зависимости от параметра  регулирования КПД и мощности.

        В качестве исследуемого привода в работе использован универсальный регулятор скорости (УРС).

        Работа проводится на стенде, описанном в работе 6. Поэтому  для выполнения работы необходимо  ознакомиться с устройством универсального  регулятора скорости и исполнительным  стендом. 

      Формулы и данные для вычислений. 

      Приведенная статическая характеристика гидропривода может быть выражена зависимостью (см. работу 6) 

       ,    (7.1) 

      где n_MS=n_MK₁ – приведенная частота вращения гидромотора, об/мин; К₁=n_MS/n_H – коэффициент приведения; n_HS=n_Su₂ – приведенная частота вращения насоса при е_Н =1, об/мин; n_H – частота вращения насоса,об/мин;   n_S – синхроная частота вращения электродвигателя, n_S = 750 об/мин; u₂ – передаточное число клиноременной передачи, u₂ =0,8; е_Н= б/ б_max – параметр регулирования насоса; б, б_max – углы поворота штурвала устройства управления, определяемые в условных делениях лимба; p₇-p₁₁ – перепад давлений на гидромоторе, Па; а_у – коэффициент утечек, об/(мин · Па); q_M – рабочий объем гидромотора, q_M=1,48·10^-3м³.

        При  постоянной нагрузки по  формуле (7.1) получим скоростную  характеристику, которую можно построить  по результатам эксперимента. 

       ,    (7.2)

       

      При  n_MS =0 (нулевая частота вращения вала гидромотора) можно получить зону нечувствительности привода  

       ,    (7.3) 

         Теоретическая частота вращения  вала гидромотора, т.е. без учета  объемных потерь, 

       ,     (7.4) 

      где q_H – рабочий объем насоса при е_Н=1 м³, q_H=q_М.

         Определяя экспериментально скоростную характеристику в соответствии с зависимостью (7.2) и вычисляя значения n_M.T по  формуле (7.4), получим объемный КПД гидропривода в функции е_Н 

        ,           (7.5) 

      и коэффициент утечек  

       ,     (7.6) 

      Выходную и входную мощность гидропривода  определяем так же, как и в работе 6: 

       ; 

       ;     (7.7)

       , 

      где К_М – коэффициент момента МПТ, К_М=1,6 В·с/рад; I₁₈ – ток якоря МПТ, А; i₁₄ – передаточное число клиноременной передачи 14, i₁₄=0,75; ДM – потери момента в МПТ и клиноременной передаче, Н· м; А₀, А₁, А₂ – экспериментальные коэффициенты, задаваемые преподавателем; n_MS – приведенная частота вращения вала гидромотора, об/мин; N_ВЫХ – мощность на валу гидромотора, Вт; М_М – момент на валу гидромотора, Н·м. 

        Входную мощность на валу насоса  определим по формулам: 

       ; 

       ,     (7.8) 

      где N_ВХ – мощность, потребляемая электродвигателем, Вт; ДN_ВХ - механические потери  в клиноременных

      передачах, электродвигателе и МПТ, Вт; В₀, В₁, В₂ – экспериментальные коэффициенты, задаваемые преподавателем.

       

                (7.9)

      и гидромеханический  

                (7.10) 

      Порядок выполнения работы. 

      

1. По вольтметру 30 (см. рис.6.1) установить задатчики нагрузки 28 и 29 в нулевое положение.
2. Установить штурвал устройства управления 8 в нулевое положение.
3. Включить асинхронный двигатель 15 и питание 380 В на нагрузочное устройство 17 переключателем 1. Контролировать включение по индикатору 26.
4. Включить нагрузочное устройство кнопкой 23 «Пуск».
5. Задатчиками 28 и 29 установить по амперметру 18 заданное преподавателем значение нагрузки (при этом вал гидромотора может вращаться в обратную сторону).
6. Штурвалом устройства 8 установить нулевую частоту вращения вала гидромотора. Записать показания приборов 2, 4, 7, 11, 13, 18 и положение штурвала по лимбу по форме, представленной ниже.
7. Установить пять-шесть положений штурвала устройства 8 и также записать показания приборов.
8. Установить нулевое значение нагрузки по амперметру 13, поставить штурвал устройства 8 в нулевое положение.
9. Кнопкой 23 «Стоп» выключить нагрузку.
10. Переключателем 1 отключить электродвигатель 15 и питание 308 В. приступить к обработке данных.
11. Вычислить коэффициент приведения скорости К₁ значения частоты вращения вала гидромотора и построить скоростную характеристику по формуле (14.2).
12. По формулам (14.4)-(14.6) определить значения теоретической частоты вращения гидромотора, объемный КПД гидропривода и коэффициент утечек. Построить графики зависимости з_о=з(е_Н) и а_У=а(е_Н).
13. По формулам (14.7) вычислить значения на валу гидромотора и выходную мощность. Построить график зависимости выходной мощности от параметра регулирования N_ВЫХ=N(е_H).
14. По формулам (14.8) вычислить потери мощности ДN_ВХ и выходную мощность N_ВХ.
15. По формулам (14.9) и (14.10) вычислить значения полного и гидромеханического КПД. Построить графики з=з(е_Н) и з_ГМ=з(е_Н).

      Экспериментальные и вычисленные значения параметров гидропривода записать по приведенной  ниже форме.