Основные параметры

Если пренебречь потерями давления в системе, то по закону Паскаля давление в ГЦ (цилиндрах) будет одинаковым и равным:

1. Р = F _н/ S _н = F _д/ S _д, [ Па = Н/м² ] F _н= Р S _н.

где S _н и S _д – площади поршней ГЦ (цилиндров) ГН (насоса) 1 и ГД (гидродвигателя) 2 в м².

Часто применяют мегапаскаль - 1МПа = 10⁶Па= 1 Н/мм².

Считая жидкость практически несжимаемой, можно записать

2. q = S _н h _н = S _д h _д или 3. Q = S _н V _н = S _д V _д,

где q – рабочий объем в м³; h – ход поршней в м: Q – подача РЖ насосом (расход ГД - гидро двигателя) в м³/с; V – скорости перемещения поршней в м/с.

Мощность, затрачиваемая на перемещение поршня в ГЦ (цилиндре) 1, выражается соотношением:

4. N _н = F _н V _н= Р S _н V _н. [ Вт = Нм/с ]

Так как расход жидкости Q = S _н V _н, то условие передачи энергии (при отсутствии сил трения) можно представить в виде:

5. N = F _н V _н = Р Q = F _д V _д,

где РQ – мощность потока жидкости; F _д V _д – мощность, развиваемая поршнем ГЦ (цилиндра) 2, т.е. это работа выходного звена, отнесенная к единице времени.

Гидравлическое передаточное число, равное отношению сил на выходе и входе гидропередачи, можно представить как отношение диаметров цилиндров во второй степени (в квадрате). Учитывая, что F = Р S _, получим:

6. U _г = F _д/ F _н= (S _д / S _н ) = (π D ²/4) / (π d ²/4) = (D/d)².

Механические потери складываются из потерь на трение в подшипниках, сальниках (уплотнениях), поршней и т.п. о жидкость; они учитываются механическим КПД. Механический КПД выражает влияние потерь на трение в механизме на эффективность его работы и для гидродомкрата с ручным приводом в основном определяется потерями в ручном приводе. Упрощенно считаем:

7. h _м= N _н/ N _р,

где N _р = F _р V _р; N _н= F _н V _н= P Q - соответственно мощность на наконечнике рычага и на поршне 1 ГН ( гидро насоса).

Объемные потери оцениваются объемным КПД и определяются утечками жидкости из напорной полости через зазоры между рабочим органом и корпусом ГМ (гидро машины). Для большинства поршневых насосов h _о= 0,85 – 0,98.

Гидравлические потери возникают в рабочих органах ГМ и представляют разность между теоретическим и действительным давлением жидкости. Гидравлические потери оцениваются гидравлическим КПД. Гидравлические КПД, определяемые потерями напора в клапанах, находятся в пределах h _г= 0,8 – 0,9.

Общий, или полный, КПД ГМ представляет собой произведение КПД механического, объемного и гидравлического.

8. h _п= h _м h _о h _г= N _д/ N _р.

Полный КПД характеризует степень совершенства конструкции ГМ в механическом и гидравлическом отношениях. В насосах современных конструкций (без учета механического привода) h _м= 0,9 – 0,97; h _о= 0,95 – 0,98; h _г= 0,9 – 0,95. Максимальный полный КПД крупных современных насосов – h _п= 0,92; для малых и средних насосов – h _п= 0,5 - 0,75. При перекачке жидкостей, отличающихся по вязкости от воды, КПД может быть ниже. В ГЦ ( гидро цилиндрах) с резиновыми кольцевыми уплотнениями h _м= 0,85 – 0,95; h _о= 0,98 – 0,99; h _г» 1,0.

При выполнении расчетов необходимо обращать внимание на анализ единиц физических величин.

Например, N = P Q = F V = T w;

где N – мощность, Вт = Нм/с; P – давление, Па = Н/м²; Q – подача жидкости, м³/с; F – сила, Н; T – крутящий (вращающий) момент, Нм; V – линейная скорость, м/с; w -угловая скорость, 1/с.

Подставляя единицы физических величин, получим:

N (Нм/с) = P Q (Н/м²)(м³/с) = Нм/с = F V (Н)(м/с) = T w (Нм/с).

Варианты заданий

Решение задачи является допуском к зачету или экзамену.

h _п= 100 %

Дано: F _р – сила на наконечнике рычага, Н;

V _р – скорость наконечника рычага, м/с;

L – длинное плечо рычага, мм;

l – короткое плечо рычага, мм;

d – диаметр плунжера ГН (гидро насоса) мм;

D – диаметр поршня ГД ( гидро двигателя), мм.

Определить: мощности: N _р, N _н, N _д - на наконечнике рычага, плунжере ГН (гидро насоса) и поршне ГД (гидро двигателя). Для этого надо рассчитать: U _м, U _г- величины передаточных чисел; F _н, F _д – силы; V _н, V _д - скорости плунжера ГН и поршня ГД; Р - давление, Q - расход и N _г- мощность потока РЖ (рабочей жидкости),