Реферат: Расчет гидравлической системы

--PAGE_BREAK--, (8)
где <img width=«20» height=«21» src=«ref-1_1606051490-104.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">  — объёмный расход жидкости в линии слива.

Обобщённая зависимость
<img width=«71» height=«24» src=«ref-1_1606062423-184.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">. (9)
Результаты расчёта представлены в табл. 1.






Таблица 1 Характеристики простых трубопроводов



2.2 Рабочие площади поршней силовых цилиндров
Рабочие площади поршней силовых цилиндров со стороны нагнетаемой <img width=«15» height=«19» src=«ref-1_1606062607-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081"> и со стороны вытесняемой жидкости <img width=«19» height=«19» src=«ref-1_1606062698-98.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082"> отличаются на величину площади сечения штоков. В данном варианте задания
<img width=«116» height=«25» src=«ref-1_1606062796-244.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">0.0063585 м2; (10)

<img width=«167» height=«29» src=«ref-1_1606063040-456.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">0.0053025м2 (11)

<img width=«112» height=«25» src=«ref-1_1606063496-242.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">0.00527834 м2; (12)

<img width=«159» height=«29» src=«ref-1_1606063738-442.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">0.00457184 м2. (13)
2.3 Коэффициенты К линий «Ш» и «Н» в контуре ABCD
Объём вытесняемой из силового цилиндра жидкости отличается от объёма нагнетаемой вследствие наличия штоков с одной стороны поршней.

Коэффициенты






<img width=«96» height=«24» src=«ref-1_1606064180-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087"> (14)

<img width=«88» height=«24» src=«ref-1_1606064401-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088"> (15)
зависят от того, с какой стороны поршней нагнетается жидкость. В данном задании имеем
<img width=«43» height=«24» src=«ref-1_1606064610-130.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">0.8024; (16)

<img width=«40» height=«24» src=«ref-1_1606064740-127.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">0.8661. (17)
2.4 Распределение подачи Q между линиями «Ш» и «Н»
В контуре ABCD можно выделить две параллельные линии: линию «Н», обслуживающую силовой цилиндр носовой стойки шасси и линию «Ш» для силовых цилиндров основных стоек. Элементы линии «Ш» для левой и правой стоек симметричны. Участок линии «Н» состоит из последовательно соединённых элементов. В этом случае характеристики элементов суммируются путём сложения потерь давления при одном и том же расходе. Силовой цилиндр представлен эквивалентным сопротивлением, потеря давления в котором <img width=«36» height=«24» src=«ref-1_1606064867-137.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091"> не зависит от расхода со стороны линии нагнетания <img width=«24» height=«24» src=«ref-1_1606065004-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">. При этом расход внутри цилиндра меняется от значения <img width=«24» height=«24» src=«ref-1_1606065004-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093"> в линии нагнетания на <img width=«24» height=«24» src=«ref-1_1606065230-116.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094"> в линии слива.

Запишем уравнение характеристики линии «Н»:
<img width=«143» height=«24» src=«ref-1_1606065346-280.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">,(18)

<img width=«91» height=«24» src=«ref-1_1606065626-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">0,5E+0006 Па ;

<img width=«227» height=«27» src=«ref-1_1606065827-494.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">= 2,47E+09Па*с/м3; (19)






<img width=«24» height=«24» src=«ref-1_1606065004-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">  — объёмный расход нагнетаемой жидкости в линии «Н».

Уравнение характеристики линии «Ш» учитывает наличие 2-х параллельных цилиндров:



<img width=«152» height=«24» src=«ref-1_1606066434-289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">,(20)

<img width=«92» height=«24» src=«ref-1_1606066723-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">0,5E+0006 Па ;

<img width=«219» height=«45» src=«ref-1_1606066924-512.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">= 1,35E+09Па*с/м3; (21)
<img width=«27» height=«24» src=«ref-1_1606067436-118.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">  — объёмный расход нагнетаемой жидкости в линии «Ш».

Так как в точках A и D давления в линиях «Н» и «Ш» равны, имеем уравнение с двумя неизвестными <img width=«27» height=«24» src=«ref-1_1606067436-118.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103"> и <img width=«24» height=«24» src=«ref-1_1606065004-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">:
<img width=«219» height=«24» src=«ref-1_1606067785-386.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">. (22)
Запишем второе уравнение
<img width=«91» height=«24» src=«ref-1_1606068171-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">.(23)
Пользуясь способом подстановки, получим
<img width=«88» height=«24» src=«ref-1_1606068379-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">;

<img width=«251» height=«27» src=«ref-1_1606068577-547.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">;

<img width=«172» height=«45» src=«ref-1_1606069124-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">. (24)
Так как задано, что <img width=«77» height=«24» src=«ref-1_1606069585-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">, окончательно имеем




<img width=«132» height=«45» src=«ref-1_1606069774-342.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111"> 0,35∙Q при <img width=«77» height=«24» src=«ref-1_1606069585-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">.(25)
Аналогично получим
<img width=«135» height=«45» src=«ref-1_1606070305-343.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113"> 0,65∙Q при <img width=«77» height=«24» src=«ref-1_1606069585-189.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">. (26)
Отношение подач
<img width=«68» height=«45» src=«ref-1_1606070837-229.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">1,857 (27)
Уравнение характеристики структуры ABCD при условии, что <img width=«139» height=«25» src=«ref-1_1606071066-262.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116"> имеет вид



<img width=«160» height=«24» src=«ref-1_1606071328-301.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">. (28)
По аналогии с электрическим сопротивлением и проводимостью параллельно соединённых проводников имеем
<img width=«120» height=«45» src=«ref-1_1606071629-323.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">, (29)
Откуда
<img width=«116» height=«45» src=«ref-1_1606071952-347.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">. (30)
В результате получена характеристика участка линии ABCD как единого трубопровода, построенная по расходу в линии нагнетания Q, при этом трубопроводы линии нагнетания и линии слива рассчитаны по своим расходам.
2.5 Определение длины хода штоков цилиндров
При одновременном срабатывании всех цилиндров имеем уравнение:
<img width=«271» height=«45» src=«ref-1_1606072299-722.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">. (31)
Задаём длину хода штока цилиндра основного шасси. Введём обозначения
<img width=«69» height=«45» src=«ref-1_1606073021-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121"> (32)

<img width=«99» height=«45» src=«ref-1_1606073247-302.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">. (33)
Отношение <img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1606073549-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123"> должно быть в пределах от 3 до 12, принимаем <img width=«57» height=«25» src=«ref-1_1606073663-154.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">.

Из (31) имеем отношение длины к диаметру для цилиндра носового шасси:
<img width=«87» height=«45» src=«ref-1_1606073817-263.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">. (34)
Очевидно, что если <img width=«40» height=«44» src=«ref-1_1606074080-159.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">, получим запрещённое значение <img width=«59» height=«45» src=«ref-1_1606074239-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">.

Таким образом, только если <img width=«39» height=«44» src=«ref-1_1606074452-161.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128">, имеем






<img width=«111» height=«44» src=«ref-1_1606074613-272.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">, (35)

<img width=«95» height=«25» src=«ref-1_1606074885-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130">. (36)
Если же <img width=«40» height=«44» src=«ref-1_1606074080-159.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">, то задаём длину хода штока цилиндра носового шасси:
<img width=«64» height=«45» src=«ref-1_1606075245-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132"> (37)
и принимаем <img width=«53» height=«25» src=«ref-1_1606075461-149.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133">.

Из уравнения (31) получим следующее соотношение
<img width=«87» height=«45» src=«ref-1_1606075610-265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">, (38)
Откуда
<img width=«127» height=«41» src=«ref-1_1606075875-273.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135"> 0,69 м; (39)

<img width=«100» height=«25» src=«ref-1_1606076148-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136">0,984 м;. (40)
2.6 Рабочая (расчётная) подача насоса
После определения значений <img width=«25» height=«24» src=«ref-1_1606057750-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137"> и <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_1606057859-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138"> находим действительные подачи в линиях.



<img width=«119» height=«41» src=«ref-1_1606076562-278.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">1.337E-0004 м3/с;(41)

<img width=«100» height=«41» src=«ref-1_1606076840-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">8.945E-0005 м3/с; (42)




Расходы в линиях слива «Ш» и «Н»
<img width=«104» height=«24» src=«ref-1_1606077094-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141"> 1,07E-04м3/с; (43)

<img width=«96» height=«24» src=«ref-1_1606077317-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142"> 7,74637E-05 м3/с; (44)
Рабочая подача насоса
<img width=«111» height=«24» src=«ref-1_1606077532-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143"> 2,23E-04 м3/с; (45)
Суммарный расход в линии слива
<img width=«111» height=«24» src=«ref-1_1606077756-239.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">1,84E-04 м3/с; (46)
Отношение слива к подаче в системе в целом
<img width=«88» height=«45» src=«ref-1_1606077995-271.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">0,83(47)
2.7 Характеристика гидросистемы
Если система спроектирована по условию, что перепад давления на поршнях <img width=«128» height=«24» src=«ref-1_1606078266-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">, движение поршней начинается одновременно после достижения указанного перепада давлений. В случае ламинарного течения имеем линейную зависимость перепада давления на насосе от расхода жидкости:
<img width=«148» height=«24» src=«ref-1_1606078520-290.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">, (48)
где в положении крана I I




<img width=«303» height=«27» src=«ref-1_1606078810-600.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">7,30E+09Па*с/м3. (49)
Прямую линию определяют координаты 2-х точек:

1) значение перепада давления <img width=«28» height=«24» src=«ref-1_1606079410-120.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149"> на насосе, равного перепаду давлений на поршнях, при равновесном состоянии неподвижных поршней, когда расход равен нулю;

2) значение перепада давления <img width=«43» height=«24» src=«ref-1_1606079530-145.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150"> на насосе при перемещении поршней из одного крайнего положения в противоположное за заданный промежуток времени.
<img width=«56» height=«24» src=«ref-1_1606079675-156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">2,13E+06Па при <img width=«36» height=«24» src=«ref-1_1606079831-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">2,23E-04 м3/с. (50)
График характеристики гидросистемы представлен на рис. 2.






3. Построение характеристики насоса
Обычно гидросистема проектируется «под насос» с известными характеристиками. Как правило, применяется гидроаккумулятор, предназначенный для поддержания давления в системе в заданном диапазоне при различных режимах и условиях работы.

В данном учебном расчёте необходимо определить характеристики насоса, обеспечивающие равномерную работу упрощённой гидросистемы без гидроаккумулятора при заданных условиях работы по температуре жидкости, времени срабатывания и т.д.

По характеристике гидросистемы определён расчётный секундный расход <img width=«21» height=«24» src=«ref-1_1606079952-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153"> и соответствующий перепад давления на насосе <img width=«43» height=«24» src=«ref-1_1606079530-145.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">. С учётом внутренних утечек теоретическое значение подачи QТ проектируемого насоса объёмного типа при нулевом перепаде давления
<img width=«128» height=«24» src=«ref-1_1606080206-258.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">, (51)
где <img width=«152» height=«27» src=«ref-1_1606080464-403.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156"> – параметр насоса, определяющий внутренние утечки.

Линейный график характеристики насоса определяют две точки. Первая точка – рабочий (расчётный) режим работы гидросистемы, вторая точка при нулевом перепаде давления на насосе <img width=«68» height=«24» src=«ref-1_1606080867-174.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">, где расход
<img width=«63» height=«24» src=«ref-1_1606081041-156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">2,34E-04м3/с.
График характеристики насоса представлен на рис. 2.




<img width=«438» height=«353» src=«ref-1_1606081197-8873.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_338»>

Рис. 2. Характеристика гидросистемы и насоса






4. Параметры рабочих циклов гидросистемы
Гидравлические характеристики системы позволяют определить ход штоков цилиндров, подачу в линиях, рабочие усилия на штоках, мощность насоса на рабочем режиме, КПД системы и др. Рассматривается расчётный режим работы гидросистемы с расходом <img width=«16» height=«21» src=«ref-1_1606051227-98.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">. Усилия на штоках силовых гидроцилиндров
<img width=«108» height=«24» src=«ref-1_1606090168-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161">3,18E+03 Н; (52)

<img width=«100» height=«24» src=«ref-1_1606090383-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">2,64E+03Н. (53)
Скорость перемещения штоков силовых цилиндров:
<img width=«72» height=«37» src=«ref-1_1606090594-324.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163">1,05E-02м/с; (54)

<img width=«54» height=«32» src=«ref-1_1606090918-250.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">1,69E-02м/с. (55)
Полезная мощность гидропередачи <img width=«31» height=«24» src=«ref-1_1606091168-124.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165"> на рабочем режиме:
<img width=«168» height=«23» src=«ref-1_1606091292-289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">111,58Вт. (56)
Мощность насоса на рабочем режиме:
<img width=«124» height=«24» src=«ref-1_1606091581-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">475,15Вт. (57)
Коэффициент полезного действия гидравлической системы без учета КПД насоса определяется по полезной работе, производимой гидроцилиндрами:




<img width=«79» height=«45» src=«ref-1_1606091830-251.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">0,2348. (58)
Число Рейнольдса находят по наибольшей скорости в гидросистеме:
<img width=«69» height=«32» src=«ref-1_1606092081-473.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169">,(59)
или
<img width=«75» height=«33» src=«ref-1_1606092554-491.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170"> (60)
В данном случае <img width=«36» height=«19» src=«ref-1_1606093045-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">496,38, что значительно ниже критического <img width=«84» height=«24» src=«ref-1_1606093159-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172">. Следовательно, поток во всех трубопроводах ламинарный.

Выше было показано, что на расчётном режиме работы системы насос будет работать в условиях кавитации, поэтому выход на расчётный режим невозможен. Там же перечислены возможные варианты устранения этого дефекта.






Выводы
В данной работе выполнен в первом приближении поверочный расчёт упрощённой гидросистемы уборки и выпуска трёхстоечного шасси самолёта с носовым колесом при заданных геометрических и динамических характеристиках.

В результате расчёта получены следующие основные характеристики гидросистемы:

1. Вследствие наличия штоков на одной стороне поршней силовых цилиндров при работе гидросистемы объём вытесняемой в линию слива жидкости <img width=«20» height=«21» src=«ref-1_1606051490-104.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173">    продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по физике