1. Жидкость — сплошная среда обладающая способностью легко изменять своюформу под воздействием незначительных сил.
Свойства:
1)Текучесть– способность жидкости деформироваться под действием незначительных сил.
2)Плотность.
3)Удельныйвес.
4)Сжимаемость.
5)Температурноесопротивление.
6)Сопротивлениерастягивающим усилием.
7)Силыповерхностного натяжения.
8)Вязкостьсопротивление сдвигу слоёв.
9)Парообразование – изменение агрегатного состояния.
10)Растворение.
2.Гидростатическоедавление –в любой точки жидкости возникаетдавление, под действием поверхностных и объёмных сил.
Гидростатическоедавление – действие в жидкости, возникающее в результате действия сжимающихсил.
Свойства:
1) Всегда направлено по нормали к поверхности.
2) В любой точке жидкости гидростатическое давление во всехнаправлениях одинаково.
3) Является функцией оси координат.
Виды:
1) Атмосферное — давление окружающей среды.
2) Избыточное – давление превышающее атмосферное.
3) Абсолютное – сумма атмосферного и избыточного.
4) Вакуметрическое – давление меньше атмосферного.
Основное уравнение гидростатики:
P = P0 +ρgh = P0 + hγ
Давление влюбой точке покоящейся жидкости равно внешнему давлению сложенному с весомстолба жидкости высотой от свободной поверхности до заданной точки и площадьоснования =1.
Закон Паскаля – давление, приложенное к жидкости передаётся во всеточки этой жидкости.
Гидростатические машины- принцип действия основан на законеПаскаля.(гидропресс, мультипликатор – поступательный гидропреобразователь).
Сила давления жидкости на плоскую стенку :
Pc=Po+ (ро)gh
P=Pc S=(Po+(ро)gh)S
Давление жидкости на плоскую поверхность, равно произведениюпроизведению площади этой поверхности на гидростатическое уравнение этойповерхности.
Сила давления жидкости на цилиндрические поверхности:
P=кореньPг в квадрате+Pв в квадрате
Pв=PoSг+ (ро)ghS
Гидростатическийпарадокс —явление, при котором вес налитой в сосуд жидкости может отличаться от силы давленияна дно.
ЗаконАрхимеда – на любое тело погруженное в жидкость действует Архимедовая силанаправленная вверх и равная жидкости оббьем которой равен объёму погруженному вжидкость.
Видыдвижения жидкости:
Неустановившеесядвижение– такое, при котором в любой точке потока скорость движения и давление стечением времени изменяются.
Установившеесядвижение– такое, при котором в любой точке потока скорость движения и давление стечением времени не изменяются.
Равномерноедвижение характеризуется тем, что скорости, форма и площадь сечения потока неизменяются по длине потока.
Неравномерноедвижение отличается изменением скоростей, глубин, площадей сечений потока подлине потока.
Напорное– движение, при котором нет свободной поверхности и поток со всех сторонограничен стенками.
Безнапорное– движение, при котором меняется свободная поверхность.
Расходомжидкости обычно называют количество жидкости, проходящее через определенноесечение канала (трубопровода) в единицу времени.
Уравнениенеразрывности – количество жидкости вдоль всей траектории пути, величинапостоянная, это уравнение справедливо:
1) Жидкостькапельная.
2) Жидкостьдвижения без разрывов.
3) Количествочастиц вдоль всей траектории пути не изменяется.
УравнениеБернулли.
Идеальнажидкость, в которой отсутствуют силы трения, силами сцепления натяжения пренебрегают.
Дляидеальной жидкости сумма потенциальной и кинематической энергии для любогосечения величина постоянная
Режимыдвижения жидкости:
1) Ламинарный-жидкость движется без перемешивания нет пульсации скоростей и давления.
2) Турбулентный– происходит перемешивание жидкости есть пульсация скорости и давления.
3) Критический– переход ламинарного режима в турбулентный и наоборот.
Кавитация– процесс закипания жидкости или выделения из неё пузырьков воздуха или газа вместах сужения трубопровода.
Потеридавления в трубопроводе:
1) Местные– потери вызванные изменением скорости из-за изменения площади сечения, прирасширении, сужении трубопровода, или изменении потока жидкости.
2) Потерипо длине – потери вызванные силами трения между соями жидкости и междужидкостью и стеками трубопровода.
Гидравлическийудар – колебательный процесс резкого повышения или понижения давления в местахвнезапного перекрытия трубопровода, процесс может привести к разрывутрубопровода, поэтому трубопроводы перекрываются плавно.
Расход:
Q=V/t=v*s
Рабочиежидкости, применяемые в гидроприводе:
1) Нефтяныежидкости – смазывание системы, пожаро и взрывоопасные, малый диапазонтемператур.
2) Синтетические– не горючи малая зависимость вязкости от температуры, плохие смазывающиесвойства.
3) Водо-полимерные– водный раствор полимеров, не горючи, не токсичны, плохие смазывающиесвойства, плохая коррозионная стойкость.
4) Эмульсионные– нетоксичны, пожаростойкие, плохие смазывающие свойства, малый диапазонтемператур.
Подроторными гидромашинами понимают объёмные роторные насосы и гидромоторы. Вроторных гидромашинах подвижные рабочие элементы, образующие рабочие камеры,совершают вращательное или вращательное и возвратно-поступательное движение.Роторные гидромашины имеют три основных рабочих элемента: ротор, статор изамыкатель. Они бывают регулиремые и нерегулируемые, с постоянным и реверсивнымпотоком, одно двух и многократного действия. Основные параметры: рабочий объём,номинальный рабочий объём, номинальное давление, перепад давления,действительная подача, полная мощность.
Взависимости от характера движения выходного звена гидродвигатели делят нагидродвигатели поступательного движения (линейные), вращательного движения(ротационные) и поворотные. В гидродвигателях поступательного движения, ккоторым относят гидроцилиндры различных конструкций, выходное звено — шток или плунжер— может перемещаться возвратно-поступательно в пределах максимального хода,длина которого определяется конструкцией гидроцилиндра. Гидродвигателивращательного движения называют гидромоторами. Выходное звено — вал гидромотора— может вращаться в обе стороны. В поворотных гидродвигателях выходное звено—вал гидродвигателя — может поворачиваться в пределах некоторого угла (обычноменее 360°). По типу применяемого гидродвигателя гидропривод также называютгидроприводом поступательного, вращательного или поворотного движения.
Шестерённымназывается роторный насос с рабочими звеньями в виде шестерён, обеспечивающихгеометрическое замыкание рабочих камер и передающих вращающий момент. Шестерённыенасосы применяются в гидроприводах как самостоятельные источники питанияневысокого давления или как вспомогательные насосы для подпитки гидросистем.Состоит из ведущей шестерни и ведомой, корпус является статором, ведущаяшестерня ротором, а ведомая замыкателем.
Изготавливаютпластинчатые гидромашины однократного действия и двукратного действия. Известнытакже гидромашины многократного действия[2]. В машинах однократного действия заодин оборот вала гидромашины процесс всасывания и нагнетания осуществляетсяодин раз, в машинах двукратного действия — два раза.
Пластинчатыенасосы могут использоваться в режиме гидромотора только в том случае, если впространстве под пластинами расположены пружины, осуществляющие прижим пластинк корпусу статора. При отсутствии таких пружин насос не является обратимым.
Принципработы насоса однократного действия состоит в следующем. При сообщениивращающего момента валу насоса ротор гидромашины приходит во вращение. Поддействием центробежной силы (или под действием силы упругости пружин,находящихся под пластинами) пластины прижимаются к корпусу статора, врезультате чего образуется две полости, герметично отделённых друг от друга.Объём одной из полостей постепенно увеличивается (в эту полость происходитвсасывание), а одновременно с этим объём другой полости постепенно уменьшается(из этой полости осуществляется нагнетание рабочей жидкости).
Радиально-поршневойнасос – поршневой насос, у которого рабочие камеры образованы рабочимиповерхностями поршней и цилиндров, а оси поршней расположены перпендикулярно коси блока цилиндров или составляют с ней угол более 45(градусов). При вращенииротора, поршни совершают сложное движение – они вращаются вместе с ротором идвижутся возвратно-поступательно в своих цилиндрах так, что постоянноконтактируют с нпаправляющей статора. Поршни прижимаются к статоруцентробежными силами, давлением жидкости и иногда пружинами.
Аксиально-поршневойнасос – поршневой насос, у которого рабочие камеры образованы рабочимиповерхностями цилиндров и поршней, а оси поршнейпараллельны оси блокацилиндровили составляют сней угол не более 45 (градусов). При вращении валанасоса крутящий момент передаётся блоку цилиндров. При этом из-за наличия угланаклона диска поршни совершают сложное движение, они вращаются вместе с блокомцилиндров и одновременно совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрахблока, при котором происходят рабочие процессы всасывания и нагнетания.
Гидроцилиндр– объёмный гидродвигатель с ограниченным возвратно-поступательным движениемвыходного звена. Бывают поршневые, плунжерные, телескопические, мембранные исильфонные. Поршневые цилиндры разделяют на одностороннего и двухсторонненгодействия, с односторонним и двухсторонним штоком, с подвижным штоком иподвижным корпусом.
Поворотныегидродвигатели – двигатель с ограниченным углом поворота выходного звена. Могутбыть пластинчатым ( корпус – ротор, пластина), поворотно-поршневой ( зубчатоеколесо, рейка с поршнями).
Гидроаппараты– устройство для управления гидроприводом.
Гидроаппараты:
Направляющие– аппараты для пука, остановки и изменения напрвления потока жидкости путём полногооткрытия или закрытия рабочих окон.
Гидрозамок– пропускает жидкость в одном направлении, в обоих направлениях при наличиивнешнего воздействия.
Регуляторрасхода – поддерживает заданное значение расхода, независимо от перепададавления в подводимом и не подводимом потоке жидкости.
Регулирующие– предназначены для пуска, остановки, изменения направления потока рабочейжидкости, а также управления расходом путём частичного перекрытия окон.
Синхронизатор– для поддержания расхода рабочей жидкости в одной или нескольких линиях.
Регулятордавления состоит из блока, куда входит клапан и дроссель.
Настраиваемыеи регулируемые.
Золотниковые,крановые, клапаны.
Назначениегидрораспределителей
Гидрораспределительпредназначен для изменения направления или пуска и остановки потока рабочейжидкости в гидравлических системах станков, прессов и других стационарныхмашин.
Гидрораспределителислужат для изменения распределения потока жидкости к силовым элементамгидропривода в направлении от насосной станции, а также от силовых элементов ксливной магистрали. Такими силовыми элементами гидрораспределителей служатгидростойки, гидродомкраты и вспомогательные гидроцилиндры. Бываютзолотниковые, крановые, клапанные, направляющие, дроселирующие.
Гидродросель– это регулирующий гидроаппарат, предназначенный для управления расходом, путёмсоздания сопротивления.
Клапаны:
1. Обратный– направляющий ГА предназначенный для пропускания жидкости в одном направлениии запирании обратно.
2. Давления– регулирующие гидроаппараты предназначены для управления рабочей жидкости.
Клапаныдавления бывают:
1) Прямогои непрямого действия.
2) Напорные,редукционные, разности давлений и соотношения давлений.
Напорныеклапаны бывают:
Предохранительный– регулирующий гидроаппарат предназначенный для поддержания постоянногодавления в трубопроводе, это клапан кратковременного действия.
Перелевной– регулирующий ГА предназначенный для поддержания постоянного давления втрубопроводе. Клапан длительного времени работы.
Редукционный– регулирующий гидроаппарат для поддержания подводимого давления.
Дросельноерегулирование ГП.
ГПс дроссельным управлением – такой ГП в котором параметры движения выходногозвена регулируются с помощью регулируемого дросселя, дросселирующегораспределителя ЭГУ.
1. Дросельноерегулирование с регулируемым дросселем.
1) Дросельна входе.
2) Дроссельна выходе .
3) Параллельнаяустановка дросселя.
2. Дрсельноерегулирование с дросилирующим распределителем.
Объёмное( машинное) регулирование ГП.
ГПс объёмным регулированием, такой ГП в котором параметры движения выходногозвена осуществляются с помощью регулируемого насоса, регулируемого мотора илиодновременно регулируемыми обоими.
Срегулируемым насосом – замкнутый поток жидкости, для подпитки сети берётсянасос небольшой мощности и подпитка осуществляется всегда в сливную линию.
Усилителимощности – совокупность гидроппаратов, предназначенных для преобразования иусиления сигнала в поток рабочей жидкости.
Гидроусилителис электрическим управлением называют электрогидроусилителем. Бывают
1. Одно,двух, и много коскадные.
2. Золотниковыве,струйные.
3. Обратныеи без обратной связи.
4. Обратнаясвязь электрическая и механическая.
Принципработы золотникового ЭГУ
Кзолотникам присоединяются якоря с электромагнитами, в нейтральном положениизолотники перекрывают отверстие и жидкость к двигателю не поступает. При подачесигнала на один из магнитов якорь сдвигает золотники открывая отверстие такиобразом, что жидкость поступает в одну из камер ГЦ, из другой происходит слив.Затем сигнал подаётся на другой электромагнит, и второй якорь сдвигаетзолотники в противоположную сторону, при этом жидкость поступает в другуюкамеру гидроцилиндра.
СтруйныйЭГУ.
Принейтральном положении трубка, которая заканчивается насадком, вся жидкостьпоступающая насосом идёт на слив. Для смещения струйной трубки с двух сторонустановлены электромагниты с якорями, при подаче сигнала на один из магнитовструйная трубка смещается так, что жидкость поступает в одно из отверстийсопловой головки, затем в одну из камер гидроцилиндра С другой камеры ГЦжидкость идёт на слив, затем сигнал подаётся на другой электромагнит, иструйная трубка смещается в противоположную сторону, жидкость при этомпоступает в другую камеру ГЦ.
ЭГУс соплами и заслонкой.
Всяжидкость от насоса поступает к распределителю и двум соплам. При нейтральномположении золотников отверстия распределителя перекрыты так, что жидкость КГЦне поступает, поэтому вся подача жидкости от насоса идёт на слив через сопла.При этом заслонка находится также в нейтральном положении, при подаче сигналана электромагнитный пускатель ЭМП, заслонка полностью или частично перекрываетодно из сопел, при этом нарушается равенство давлений происходит смещениезолотников и жидкость поступает в одну из камер ГЦ. Затем перекрывается второесопло и золотники сдвигаются так, что жидкость поступает в другую камеру ГЦ.
Состоитиз ведущей шестерни и ведомой, корпус является статором, ведущая шестерняротором, а ведомая замыкателем.
Гидролинии– устройства для прохождения жидкости и передачи давления от одного механизма кдругому.
Поназначению ГЛ бывают:
1. Всасывающие– от бака до насоса.
2. Напорная– от насоса до двигателя.
3. Сливнаяот двигателя до бака.
4. Дренажнаяотвод утечек.
5. Линииуправления.
Поконструкции гидролинии бывают:
1. Трубопроводы( жёсткие линии) – изготавливаются из металлов.
2. Рукава(гибкие) – применяются при наличии осевых смещений.
3. Монтажныеплиты – представляют собой плиты с отверстиями и каналами внутри, каналывыполняют функцию трубопровода, отверстия крепят приспособления.
4. Трубопроводныесоединения.
Уплотнительныеустройства применяют для предовращения утечек и защиты ГП от загрязнений.
3группы уплотнительных устройств:
1. Уплотнениедля неподвижных соединений ( прокладки).
2. Уплотнительныеустройства для подвижных соединений с вращательным моментом.
3. Уплотнениес вращательно поступательным движением к ним относят кольца, манжеты.
Вкачестве уплотнений используют:
1. Кольца.
2. Манжеты.
3. Металлическиекольца.
4. В томслучае если нет возможности поставить уплотнение, зазор сопрягаемыхповерхностей делают минимальным.
5. Резьбовыесоединения чаще всего герметизируют маслостойкими мастиками.
Гидроёмкости– устройство для хранения жидкости с последующим использованием.
1. Гидробак– устройство для хранения жидкости с последующим использованием.
2. Гидроаккамулятор– устройство для хранения рабочей жидкости под давлением с последующим еёиспользованием.
3. Онимогут быть:
1) Грузовой.
2) Пружинный.
Кондиционерырабочей жидкости – это устройства для поддержания качественных показателейжидкости ( фильтры, теплообменники, сепараторы и сапуны).
Фильтр– устройство для очистки жидкости методом фильтрования.
Поконструкции фильтры имеются 3 видов:
1) Щелевой– образован металлическими пластинами, фильтр грубой очистки.
2) Сетчатый– образован металлической или текстильной сеткой, фильтр грубой очистки.
3) Пористый– изготавливается из бумаги.
Теплообменник– устройство для регенерации тепла.
Сепаратор– устройство, предназначенное для очищения жидкости от твёрдых частиц.
Сапун– фильтр для очищения воздуха, поступающего в бак.