Анализ работы гидропривода с введенными упругими связями между его элементами
Определение возможности снижения забросов давления жидкости в поршневой полости гидроцилиндра путем введения в конструкцию дополнительного поршня и использования в качестве упругого элемента сжатого газа. Описание схемы гидроцилиндра подъема стрелы.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.04.2017 |
| Размер файла | 281,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Анализ работы гидропривода с введенными упругими связями между его элементами
Азашиков Меджид Схатбиевич
Хуако Заур Асланович
Майкоп, Россия
В статье обосновывается возможность снижения забросов давления жидкости в поршневой полости гидроцилиндра путем введения в конструкцию дополнительного поршня и использования в качестве упругого элемента сжатого газа
Ключевые слова: УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ, ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ПОРШЕНЬ, ЗАБРОСЫ ДАВЛЕНИЯ
В работе [1] оценочно определено влияние введения упругой связи между элементами гидропривода на динамическую нагруженность механической системы гидравлических машин, но не проведено математическое моделирование динамических процессов.
В качестве упругого элемента возможно использование пакета тарельчатых пружин или сжатого воздуха. Для гидроцилиндра подъема стрелы манипулятора ЛВ-185-14 с размерами dпор = 140 мм и dшт = 80 мм, возможно использовать полость, созданную внутри штока для заполнения её сжатым газом (N2) и использовать его в качестве упругого элемента
Внутренняя полость штока гидроцилиндра, изображенного на рис. 1, заполняется сжатым газом (N2 - азот) при давлении р0 - равном давлению настройки предохранительных клапанов.
где dпол - диаметр внутренней полости штока.= 57 мм;
l - длина заполняемой газом полости, l 800 мм.
При предварительном перемещении дополнительного поршня на 2 мм этот объем изменится на величину V:
что составляет менее 1% от первоначального объема.
Где D - диаметр внутренней поверхности основного поршня, D = 110 мм;
х - перемещение дополнительного поршня относительно основного, х = 2 мм.
Рис. 1. Гидроцилиндр подъема стрелы
1. гильза гидроцилиндра подъема стрелы
2. шток гидроцилиндра
3. основной поршень
4. дополнительный поршень
5. заправочное устройство
dпор = 140 мм; dшт = 80 мм; D = 110 мм; dпол = 57 мм; l 800 мм.
Принимая, что за время цикла температура не меняется, по закону Бойля-Мариотта PV = const. Следовательно при уменьшении объема менее чем на 1%, увеличение давления будет менее 1%, то есть можно принять р0 = const. гидроцилиндр жидкость сжатый газ
Подставляя значения, получим m = 2,96 кг. Принимаем m = 3 кг.
Движение дополнительного поршня происходит при отклонениях давления от Рраб. Эти отклонения записаны на осциллограмме и приведены в работе [2]. Анализ вида осциллограмм показывает, что эти графики можно аппроксимировать линейной функцией:
р = kt, (1)
где р -давление в поршневой полости, МПа;
k - скорость нарастания давления МПа/с;
t - время протекания процесса, с.
Значения k можно определить из графиков осциллограмм. При самых больших забросах в случае опускания груза и торможения стреловой группы гидроцилиндром без дросселя k 100 МПа/с.
При перемещении дополнительного поршня под действием заброса давления происходит увеличение объема поршневой полости, что приводит к изменению давления в этой полости. Причем данные изменения связаны зависимостью
где W0 - объем поршневой полости в начальный момент времени, м3;
W - изменение объема поршневой полости, вызванное перемещением дополнительного поршня на величину x;
E - модуль объемной упругости рабочей жидкости, МПа.
W0 = Sпор l0, (3)
где l0 - расстояние от торца задней крышки до поршня, l0 750 мм.
W = Sдоп x, (4)
где x - перемещение дополнительного поршня.
Преобразуя (2) с учетом (3) и (4), получим
Введем обозначение
и запишем (5) в виде
Дифференциальное уравнение движения дополнительного поршня при возрастании давления в поршневой полости выше давления Рраб с изменением объема поршневой полости и учетом забросов давления можно записать в виде:
Учитывая (1), имеем:
Уравнение движения дополнительного поршня будет иметь этот вид до тех пор пока
kt bx.
Преобразуя (8), получим:
Введем обозначения:
Окончательно имеем:
Решение этого уравнения состоит из двух частей: первая часть - это общее решение однородного уравнения (без правой части); вторая - это частное решение общего уравнения:
1) однородное уравнение
Так как корень характеристического уравнения комплексное число, то решение его с учетом (10) имеет вид:
x = С1cost + С2sint
2) частное решение
С1 и С2 найдем из граничных условий при t = 0; x = 0; :
(12) есть решение (10).
Дополнительный поршень будет перемещаться до тех пор, пока снижение давления bx, вызванное его перемещением, не компенсирует заброс давления kt в системе. Значит:
kt = bx (13)
Это трансцендентное уравнение имеет численное решение. Подставляя численные значения известных величин, получим:
sin(2097t) = ?1,371t
Откуда t = 0,0015 c, x = 0,11 мм.
Давление Рпр в поршневой полости определяется выражением
Рпр = kt - bx; (15)
Подставляя, получим:
Таким образом, максимальное повышение давления в поршневой полости при k равном 100 МПа/с не превысит 0,05 МПа.
Вывод
Расчет показал эффективность введения упругого элемента в виде сжатого воздуха. Для гидроцилиндра подъема стрелы манипулятора ЛВ-185-14 без дросселя такая конструкция теоретически позволяет снизить забросы давления с 10 15 МПа до 0,05 МПа. Снижение забросов давления позволяет уменьшить нагрузку на элементы гидропривода манипулятора, улучшает плавность работы манипулятора и увеличивает срок службы движущих узлов.
Библиографический список
1. Азашиков М. С., Емтыль З. К., Татаренко А. П. Влияние упругой связи между элементами гидроцилиндра на динамическую нагруженность стреловой группы. Новые технологии. Майкоп. Издательство МГТУ. 2007. Выпуск 3. с. 95.
2. Татаренко А. П. Совершенствование конструкции лесопромышленных манипуляторов на основе математического моделирования рабочих процессов. Диссертация на соискание ученой степени кандидаты технических наук. - Воронеж, 2000г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Технические характеристики телескопических гидроцилиндров: номинальное давление, диаметры поршня и штока. Определение диаметра штуцера и расчет расхода жидкости, требуемой для обеспечения скорости движения штока. Вычисление толщины стенки гидроцилиндра.
контрольная работа [121,9 K], добавлен 31.08.2013Определение диаметра гидроцилиндра и штока. Расчет наибольшего и наименьшего расходов рабочей жидкости в гидролиниях. Определение типоразмера гидрораспределителя. Выбор гидронасоса, вместимости гидробака и расчет площади теплоизлучающих поверхностей.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.10.2012Исходные данные для расчета объемного гидропривода. Описание принципиальной гидравлической схемы. Определение мощности гидропривода и насоса. Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости. Тепловой расчет гидропривода.
реферат [670,0 K], добавлен 10.06.2014Анализ условий и режимов работы гидропривода. Выбор номинального давления, гидронасоса. Основные технические показатели гидромоторов, частота вращения вала. Температурные условия эксплуатации гидропривода, выбор рабочей жидкости, тепловой анализ.
курсовая работа [256,0 K], добавлен 22.11.2013Подбор давления в гидроприводе. Определение усилий на шток гидроцилиндра. Расход жидкости силовым гидроцилиндром. Выбор золотниковых распределителей, клапана, дросселей, гидробака, фильтров и трубопроводов. Сила трения в манжетах и уплотнительных кольцах.
курсовая работа [376,3 K], добавлен 30.01.2014Определение расчетных выходных параметров гидропривода. Назначение величины рабочего давления и выбор насоса. Определение диаметров трубопроводов, потерь давления в гидросистеме, внутренних утечек рабочей жидкости, расчёт времени рабочего цикла.
курсовая работа [73,4 K], добавлен 04.06.2016Описание гидросхемы и принципа работы гидропривода. Определение диаметра поршня силового цилиндра и основных параметров гидропривода вращательного движения. Выбор гидроаппаратуры: предохранительного гидрораспределителя, клапана, дросселя и фильтра.
курсовая работа [967,9 K], добавлен 27.05.2014Гидропривод поступательного движения. Насос, предохранительный клапан, гидрораспределитель, дроссель. Приближенный и уточненный расчет основных параметров силового гидроцилиндра. Трубопроводы, потери напора в системе гидропривода и выбор насоса.
курсовая работа [244,7 K], добавлен 02.12.2012Определение расчетных выходных параметров гидропривода. Назначение величины рабочего давления и выбор насоса. Расчет потерь давления в гидросистеме. Выбор гидромотора и определение выходных параметров гидропривода, управление выходными параметрами.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.08.2013Физические свойства природного газа. Описание газопотребляющих приборов. Определение расчетных расходов газа. Гидравлический расчет газораспределительной сети низкого давления. Принцип работы газорегуляторных пунктов и регуляторов газового давления.
курсовая работа [222,5 K], добавлен 04.07.2014Виды вещества. Реакция твердого тела, газа и жидкости на действие сил. Силы, действующие в жидкостях. Основное уравнение гидростатики. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости. Определение силы давления столба жидкости на плоскую поверхность.
презентация [352,9 K], добавлен 28.12.2013Определение водородной связи. Поверхностное натяжение. Использование модели капли жидкости для описания ядра в ядерной физике. Процессы, происходящие в туче. Вода - квантовый объект. Датчик внутриглазного давления. Динамика идеальной несжимаемой жидкости.
презентация [299,5 K], добавлен 29.09.2013Определение силы гидростатического давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности, в закрытом резервуаре. Специфические черты гидравлического расчета трубопроводов. Определение необходимого давления рабочей жидкости в цилиндре и ее подачу.
контрольная работа [11,4 M], добавлен 26.10.2011Определение силы давления жидкости на плоскую и криволинейную стенку. Суть гидростатического парадокса. Тело давления. Выделение на криволинейной стенке цилиндрической формы элементарной площадки. Суммирование горизонтальных и вертикальных составляющих.
презентация [1,8 M], добавлен 24.10.2013Расчет характеристик установившегося прямолинейно-параллельного фильтрационного потока несжимаемой жидкости. Определение средневзвешенного пластового давления жидкости. Построение депрессионной кривой давления. Определение коэффициента продуктивности.
контрольная работа [548,3 K], добавлен 26.05.2015Определение веса находящейся в баке жидкости. Расход жидкости, нагнетаемой гидравлическим насосом в бак. Вязкость жидкости, при которой начнется открытие клапана. Зависимость расхода жидкости и избыточного давления в начальном сечении трубы от напора.
контрольная работа [489,5 K], добавлен 01.12.2013Физические свойства жидкости. Гидростатика и гидродинамика: движение жидкости по трубопроводам и в каналах; ее истечение через отверстия и насадки. Сельскохозяйственное водоснабжение и мелиорация. Сила давления на плоскую и криволинейную поверхности.
методичка [6,3 M], добавлен 08.04.2013Постоянство потока массы, вязкость жидкости и закон трения. Изменение давления жидкости в зависимости от скорости. Сопротивление, испытываемое телом при движении в жидкой среде. Падение давления в вязкой жидкости. Эффект Магнуса: вращение тела.
реферат [37,9 K], добавлен 03.05.2011Выбор рабочего давления газопровода. Расчет свойств транспортируемого газа. Плотность газа при стандартных условиях. Определение расстояния между компрессорными станциями и числа компрессорных станций. Расчет суточной производительности газопровода.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 25.03.2013Выбор гидромашин и рабочей жидкости, гидроаппаратуры и вспомогательных устройств. Линия давления в гидроприводе. Давление срабатывания предохранительного клапана. Проверка насосов на кавитацию. Сила давления на колено трубы. Рабочие режимы насоса.
курсовая работа [695,4 K], добавлен 16.05.2013
