Расчет статистических характеристик гидропривода с дроссельным управлением

Дроссельное регулирование объемного гидропривода может быть реализовано либо последовательным, либо параллельным включения дросселя по отношению к гидродвигателю. Кроме того, при последовательном подключении дроссель может быть установлен в нагнетательной или сливной гидролиниях.

Исходными данными для расчета характеристик гидропривода с дроссельным регулированием являются: момент сопротивления на валу гидромотора М _м, Н·м, или нагрузка на штоке гидроцилиндра R _н, Н; частота вращения вала гидромотора (диапазон изменения) n _м, об/с, или скорость поршня гидроцилиндра (диапазон изменения) V _п, м/с; подача насоса Q _н, м³/с; рабочее давление гидродвигателя при максимальной нагрузке Р _г, Па; коэффициент момента гидромотора К _м, м³ (см.п.3.8.1); объемный КПД гидромотора η_ом; давление в сливной гидролинии Р _с, Па; эффективные площади поршневой F _п и штоковой F _ш полостей гидроцилиндра, м²; рабочий объем гидромотора q _м, см³/об;

Максимальное проходное сечение дросселя f _др.мах, м²; коэффициент расхода дросселя µ.

Расчет ведется в такой последовательности. Определяется максимальное проходное сечение дросселя (если до этого оно не известно), м²,

где Q _др – расход через дроссель по его паспортным данным, м³/с; Δ Р _др – перепад давлений на дросселе по его паспортным данным, Па (при отсутствии этого параметра в технологической характеристике его принимают в пределах (02÷0,5)· 10⁶ Па); µ - коэффициент расхода дросселя (для щелевых дросселей - µ = 0,67÷0,7, а для игольчатых µ = 0,75÷0,8); ρ – плотность рабочей жидкости, кг/м³.

Уравнения статистических характеристик при последовательном включении дросселя имеют вид:

- для возвратно-поступательного движения при установке дросселя в нагнетательной гидролинии, м³/с,

,

- для вращательного движения, об/с,

,

где

Уравнения статистических характеристик при параллельном включении дросселя имеют вид:

- для возвратно- поступательного движения

,

где ,

- для вращательного движения

,

где Р _с – давление в сливной гидролинии, Па; U _др-текущее значение параметра регулирования дросселя, U _др = 0÷1; (М _м /К _м) Р _г.а..

Для определения пределов регулирования рассчитывают объемные потери в гидромашинах: в насосе Δ Q _н и в гидромоторе Δ Q _м, а также суммарные объемные потери Δ Q.

При возвратно-поступательном выходном движении

Δ Q ₌ Δ Q _н;

при вращательном выходном движении

Δ Q = Δ Q _н + Δ Q _м.

Минимальный параметр регулирования дросселя

U _др.min=Δ Q /Δ Q _др.

Коэффициент диапазона регулирования

К _рег = 1/U _др.min.

Минимальная частота вращения вала гидромотора или скорость движения поршня гидроцилиндра

n _м.min = n _м /K _рег, V _п.min = V _п /K _рег.

Подставляя величину момента сопротивления на валу гидромотора М _м (для вращательного движения) или величину нагрузки на штоке гидроцилиндра R _н (для поступательного движения) в пределах от нуля до максимального значения при разных параметрах регулирования дросселя U _др, получим статистические характеристики гидропривода с дроссельным регулированием (рис. 3.15 и 3.16).

На рис. 3.15 представлены статистические характеристики гидропривода поступательного и вращательного движения с дросселем, подключенным последовательно гидродвигателю, а на рис.3.16 – с дросселем, подключенным параллельно гидродвигателю.