Гидравлика, гидропневмопривод
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Севастопольский национальный технический университет
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для лабораторных работ по дисциплине
«ГИДРАВЛИКА И ГИДРОПНЕВМОПРИВОД»
для студентов дневной и заочной формы обучения специальностей:
7.090258 «Автомобили и автомобильное хозяйство»
7.090203 «Металлорежущие станки и системы»
7.090202 «Технология машиностроения»
(направление 6.090202 – «Инженерная механика»)
Лабораторные работы №№1-5
Севастополь 2007 г.
УДК 629.114.6
Методические указания для лабораторных работ по дисциплине «Гидравлика и гидропневмопривод» для студентов дневной и заочной формы обучения специальностей 7.090258 «Автомобили и автомобильное хозяйство» 7.090203 «Металлорежущие станки и системы» 7.090202 «Технология машиностроения» (направление 6.090202 – «Инженерная механика») Часть 1. Лабораторные работы №№1-5
Составил: Поливцев В.П., Рапацкий Ю.Л., -Севастополь: издательство СевНТУ, 2007-27с.
Целью методических указаний является оказание помощи студентам при подготовке к лабораторным работам, выполнении экспериментальных исследований, обработке их результатов и оформлении отчета. Методические указания предназначены для студентов дневной и заочной формы обучения специальностей 7.090258 «Автомобили и автомобильное хозяйство» 7.090203 «Металлорежущие станки и системы» 7.090202 «Технология машиностроения» (направление 6.090202 – «Инженерная механика»). Могут использоваться также студентами дневной и заочной формы обучения других специальностей 6.0902, 6.0925.
Методический указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры АТПП, протокол №7 от 14.04.2001г.
Рецензент: Харченко А.О., к.т.н., доцент кафедры машиностроения и транспорта, Заслуженный изобретатель Украины
Лабораторная работа №1
«Определение статической характеристики усилителя типа сопло-заслонка»
Цель работы:
Ознакомиться с конструкцией, принципом действия усилителя типа сопло-заслонка и установить его статическую характеристику
Содержание работы:
1. Ознакомиться с конструкцией усилителя, составить его схему,
определить назначение всех входящих в него элементов;
2. Снять и исследовать его статическую характеристику;
3. Определить чувствительность (передаточное отношение) системы;
4. Экспериментальные зависимости представить графически.
Общие сведения
1. Среди пневматических и гидравлических усилителей широко распространены усилители типа сопло-заслонка. Такие усилители включают дроссель 1 с постоянным проходным сечением, междроссельную камеру А, сопло 2 и заслонку 3 (Рис. 1). Сопло и заслонка составляют вместе дроссель с переменным проходным сечением. Рабочее тело (воздух, жидкость) подается в усилитель под постоянным давлением P0 , затем протекает через дроссель 1, междроссельную камеру А, сопло 2 и истекает в атмосферу (или бак) через зазор между торцом сопла и заслонкой.
Величина зазора S=S0±h,
Где S0 – начальный зазор между соплом и заслонкой;
h - перемещение (ход) заслонки, считающееся положительным при удалении заслонки от сопла.
Заслонка перемещается управляющим элементом. Междроссельная камера А соединяется с рабочей полостью исполнительного механизма.
Усилители типа сопло-заслонка носят еще название механопневма-тических преобразователей, поскольку в них происходит преобразование механического перемещения в пневматический (гидравлический) сигнал.
Они используются также в датчиках давления, расхода, уровня, температуры, числа оборотов, эксцентриситета, линейных размеров, шероховатости поверхности, и т.д. Кроме того, они применяются в различных вычислительных устройствах.
Усилитель (преобразователь) работает следующим образом: при зазоре δ0
Давление воздуха (жидкости) в камере А равняется начальному, т.о. уравновешивающему нагрузку на исполнительном механизме, и воздух не поступает. Перемещение заслонки вызывает изменение сопротивления дросселя с переменным проходным сечением, а следовательно, и расхода воздуха через сопло-заслонку. Диаметр РА в междроссельной камере и выходной линии усилителя при этом так же меняется, и исполнительный механизм приходит в движение.
Затрачивая небольшую мощность на управление усилителем (перемещение заслонки), можно управлять значительной мощностью потока рабочего тела на выходе усилителя, что следует из формулы:
N=PA∙Q ,
где N- мощность усилителя; Q- расход рабочего тела через проходное сечение.
В установившихся режимах работы каждому зазору δ между соплом и заслонкой соответствует определенное давление РА в междроссельной камере при постоянном расходе жидкости выходной линии. Таким образом, статическая характеристика усилителя представляет собой зависимость давления в камере А от зазора δ между зазором и торцом сопла. При этом имеется ввиду что давление рабочего тела Р0 (воздуха, жидкости) на входе в усилитель давление РС среды , в которую воздух вытекает, остается неизменным.
В статических режимах расход рабочего тела через дроссель 1 равен его расходу через сопло с заслонкой. Предполагая, что истечение происходит в атмосферу (Р0 = 0 атм.), эти расходу могут быть найдены по выражениям:
где μ1 и μ – коэффициенты расхода через дроссель 1 и сопло с заслонкой соответственно ;
f1 и f – площади их проходных сечений;
g – ускорение силы тяжести;
γ – удельный вес рабочего тела.
В установившемся режиме Q1 = Q2 . Поэтом у из уравнения (1) после преобразований получаем, что
где σn – проводимость дросселя; a- коэффициент пропорциональности Из формулы (2) видно, что при δ=0 давление РА =Р0, а при δ>0 – давление в междроссельной камере уменьшается, поскольку оно зависит от δ2 .
Чувствительность усилителя определяется как
Она может быть определена геометрически как тангенс угла наклона касательной, проведенной к кривой РА=f(δ) . Поскольку эта зависимость не линейная, то чувствительность К также изменяется при изменении δ.
Указания к проведению работы
1. Ознакомиться с стендом и всеми входящими в него элементами Составить полную схему усилителя;
2. Подключить усилитель к пневмосети , предварительно обратив с помощью обратного клапана давление на входе в усилитель порядка 0.04 МПа (0.4 атм.);
3. Снять статическую характеристику РА=f(δ) . Измерения начинать с δ=0, для чего подвернуть винт микрометра (заслонку) до упора в сопло. Установить, регулируя винтом стабилизатора, давление Р0. Максимально давление определяется по V-образному манометру так, чтобы размах уровней воды в трубках был максимальный. Необходимо следить за тем чтобы вода в манометре не выходила за красную черту.
4. после графического построения статической характеристики
5. определить чувствительность системы усилителя, использовав для этого любой способ графического или числового дифференцирования функции РА=f(δ) .
Полученные экспериментальные данные снести в таблицу 1. , сделав при этом 20-25 измерений.
Таблица 1
|
№ Пп. |
δ |
РА |
К |
||
|
1 |
0.02 |
|
|
||
|
2 |
0.04 |
|
|
||
|
.... |
.... |
|
|
||
|
25 |
1.00 |
|
|
||
5. Отчет заканчивается развернутыми выводами, сделанными на основе проведенного исследования.
Литература
1. И.М. Красов. Гидравлические элементы в системах управления, изд. 2.-М.: Машиностроение, 1967, -с. 32-35; 48-52.
2. И.А.Ибрагимов и др. Элементы и системы пневмоавтоматики.- М.:Высшая школа, 1985, - с. 66-72
Лабораторная работа №2
«Исследование автоматизированного гидравлического привода»
Цель работы:
Ознакомиться с конструкцией и принципом действия автоматизированного гидравлического привода и определить его характеристики.
Содержание работы:
1. Ознакомиться и конструкцией привода и составить его принципиальную схему.
2. Определить назначение и работу отдельных элементов и привода в целом.
3. Определить характеристики привода.
4. Определить усилие и мощность привода.
Общие сведения:
Гдропривод представляет собой автоматизированный агрегат для выполнения технологического воздействия на управляемый объект, например, стол станка или деталь.
