Выбор технических элементов конструкции

Характеристики рабочего тела (жидкости)

В качестве рабочей жидкости в гидроприводах применяют мине­ральные масла. В данном приводе используется минеральное масло АМГ–10, которое сохраняет хорошие свойства в широком диапазоне давлений, скоростей и температур, а также обладают хорошими смазывающими свойст­вами. Характеристики АМГ–10 приведены таблице 1.

Таблица 1.

Характеристики минерального масла АМГ-10

Жидкость в гидроприводах течет по закрытым каналам – трубопроводам и выполняет функцию рабочего тела, переносящего энергию от источника – насоса к потребителю – гидродвигателю. Далее рассматриваются некоторые свойства и характеристики жидкостей:

– Плотность рабочей жидкости

,где

– масса жидкости,

– объём жидкости,

Плотность характеризует инерционность жидкости, чем меньше плотность, тем меньше потери давления при течении жидкости по каналам гидропривода.

– Объемный вес жидкости

,где

– вес жидкости,

Минеральные масла имеют . Объемный вес и плотность связаны зависимостью , где g – ускорение силы тяжести.

С повышением температуры плотность минерального масла по­нижается, а с увеличением давления увеличивается. Однако в ра­бочем диапазоне изменения давления и температуры плотность минерального масла можно считать величиной постоянной.

– Вязкость жидкости

,где

– абсолютный коэффициент вязкости

– кинематический коэффициент вязкости

Из–за трудности измерения абсолютной или кинематической вязкости на практике обычно пользуются условным или относительным коэффициентом вязкости в градусах Энглера. Вязкость масла в градусах Энглера определяют экспериментально вискозиметром, при этом числовое значение вязкости рас­считывают по формуле

, где

– время истечения 200 см³ испытуемой жидкости через капилляр

диаметром 2,8 мм;

– время истечения 200 см³ воды через тот же капилляр при 20° С (обычно t_в=50–52 сек.).

Зная относительную вязкость в градусах Энглера, можно полу­чить кинематический коэффициент вязкости в стоксах по формуле:

или в сантистоксах: .

С увеличением давления вязкость масла повышается. Сильно на вязкость влияет температура: с понижением температуры вязкость минерального масла заметно увеличивается.

Вязкость масла определяет его текучесть. Чем больше вязкость масла, тем меньше его утечка через зазоры, но тем больше потери на гидравлическое сопротивление. Резкое увеличение вязкости мас­ла при низких температурах отрицательно влияет на работу гидро­привода, увеличивая потери давления и ухудшая статические и динамические характеристики. В авиационных гидроприводах необходимо применять морозостойкие минеральные масла.

– Сжимаемость

, где

Dр = р–р_о – изменение (увеличение) давления;

DV=V₀–V – изменение (уменьшение) первоначального объема V₀;

– объемный модуль упругости.

В гидроприводе должен поддерживаться уровень давления не ниже определенной величины, иначе может произойти кавитация (разрыв) жидкости.

– Расход жидкости

(1)

, где

– средняя скорость жидкости через сечение площадью ;

– площадь сечения трубопровода.

В гидравлических приводах течение жидкости происходит в закрытых каналах под действием высоких давлений, создаваемых источником питания. Это позволяет считать поток жидкости неразрывным. Поэ­тому в гидроприводах действует закон постоянства расходов. На основании закона равенства расходов для любых сечений тру­бопровода можно написать: Q₁=Q₂=Q_i=const, т.е. V₁/V₂=A₂/A₁.

– Мощность гидравлического потока

, где

– давление;

– расход жидкости.

Гидравлическая линия

По гидравлической линии дроссельного гидропривода. Она состоит из гидравлических проводников – трубопроводов и гидравлических сопротивлений – дросселей. При движении реальной вязкой жидкости по любому участку гидравлической линии возникают потери энергии потока, при этом часть энергии теряется и переходит в теплоту (этот процесс необратим). Длина трубопроводов дроссельных гидроприво­дов, применяемых на ЛА, мала. При течении жидкости через дроссельные сопротивления потери энергии могут быть в сотни раз больше потерь в трубопроводах. Поэтому в дальнейшем потерями энергии гидравлического потока в трубопроводах дроссельного гидро­привода будем пренебрегать, считая их идеальными проводниками.