ПРОГРАМА, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ І ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ
ПО II РОЗДІЛІ КУРСУ (ГІДРО- І ПНЕВМОПРИВІД)
Тема 10. ЗАГАЛЬНІ ЗВЕДЕННЯ ПРО ГІДРОПРИВІД І ГІДРОПЕРЕДАЧІ
Визначення гідроприводу і його складені елементи: гідропередача, пристрої керування, допоміжні пристрої і допоміжні лінії. Достоїнства і недоліки гідроприводу, область застосування в гірській промисловості.
Складені елементи гідропередачі (насос, гідравлічний двигун і магістральна лінія) і їхнє призначення. Взаємне розташування насосів і гідродвигунів у гідропередачі (роздільне, нероздільне) і характер руху відомої ланки (обертальне, зворотно-поступальне, зворотно-поворотне). Взаємовідображеність насосів і гідродвигунів.
Напір, створюваний робочими органами насоса. Класифікація гідромашин по роду перетвореного напору робочими органами (об'ємні, гідродинамічні). Галузь застосування об'ємних і гідродинамічних передач.
Робоча рідина і вимоги, пропоновані до неї. Марки олій, застосовуваних у гідроприводах. Відкрита, закрита і комбінована системи циркуляції робочої рідини.
Баланс енергії й основні параметри насоса, гідродвигуна і гідропередачі: подача (витрата), напір (тиск), момент (зусилля), потужність (вихідна чи корисна, теоретична, вхідна чи підведена) і к. п. д. (об'ємний, гідравлічний, механічний і повний). Досвідчене визначення цих параметрів.
К. п. д. гідропередачі, передатне відношення, ковзання і коефіцієнт трансформації моменту (сили); залежність між ними.
Механічні характеристики насосів і гідродвигунів. Робочий режим насоса.
Література: [10], 3—4, 68—80; [12], 327—329; [13], 5—12; [15], 235—238, 277—290, 298.
Методичні вказівки
Потрібно усвідомити призначення окремих елементів гідроприводу, його достоїнства і недоліки, а також запам'ятати, як визначаються розрахунковим і досвідченим шляхом основні параметри насоса, гідродвигуна і гідропередачі в цілому. Наприклад, для насоса: теоретична і дійсна подача, теоретичний і дійсний напір, вихідна, теоретична і вхідна потужність, об'ємний, гідравлічний, механічний і повний (загальний) к. п. д. Оскільки насоси і гідродвигуни машини оборотні, то в них і єдина класифікація по енергетичній ознаці, тобто по роду перетвореного напору. Звичайно класифікацію дають по насосах.
Варто пам'ятати, що в загальному випадку напір, створюваний робочими органами насоса, складається із суми збільшень напорів: геометричного, п’єзометричного і швидкісного (це можна перевірити, склавши рівняння Д. Бернуллі для двох перетинів: на вході в робочі органи насоса і виході з них).
Якщо напір створюється робочими органами головним чином за рахунок збільшення п’єзометричного напору, то такі насоси називаються об'ємними (машини, що діють на принципі витиснення). В основі їх лежить закон Паскаля, тобто закон про передачу зовнішнього тиску в рідині. Загальними елементами об'ємних машин є робочі камери (циліндр, западина між зубами шестірні, камера між пластинами, западина між виступами гвинта) і відповідної форми витиснувачі (поршень, зуб шестірні, пластина, виступ гвинта), якими примусово змінюються обсяги камер. Поршневі, шестеренні, пластинчасті і гвинтові насоси і гідродвигуни є об'ємними машинами. Причому їхній напір не залежить від швидкості руху робочих органів.
Якщо напір створюється робочими органами за рахунок збільшення п’єзометричного і швидкісного напорів, то такі насоси (машини) називаються гідродинамічними. Зокрема, до них відносяться відцентрові й осьові насоси, відцентрові, доцентрові й осьові турбіни. У цих машин передача енергії здійснюється за рахунок силової взаємодії між лопатками робочого колеса і рідиною. Напір, що розвивається гідродинамічними машинами, залежить від швидкості обертання робочих коліс.
У залежності від того, які насоси і гідродвигуни застосовуються в гідропередачах, останні відповідно називаються: об'ємними (насос і двигун — об'ємні машини), гідродинамічними (насос і гідродвигун— гідродинамічні машини), объємно-гідродинамічними (насос об'ємний, а двигун гідродинамічний) і гідродинамо-объємними (насос гідродинамічний, двигун об'ємний). Остання гідропередача широко використовується в єлектрогідравличному приводі типу «ЄГП».
Для забезпечення нормальної роботи гідроприводу робоча рідина повинна добре змазувати тертьові поверхні, не викликати корозії механізмів і руйнування ущільнень, не містити механічних домішок, не бути схильною до емульсування, можливо менше виділяти пари чи газу, не змінювати значно в'язкість у межах робочих температур і не робити шкідливого впливу на здоров'я обслуговуючого персоналу.
Корисно запам'ятати, що марки індустріальних олій відповідають їхньої в'язкості в сантистоксах при температурі 50°С. Наприклад, олія марки 20 («індустріальне 20») при температурі 50°С має в'язкість 20 сст.
В умовах експлуатації гідромашини працюють у різних режимах, обумовлених зовнішнім навантаженням. Щоб правильно вибрати і економічно експлуатувати гідромашину, необхідно знати її механічну характеристику (чи скорочено характеристику), під якою розуміють залежності між її основними параметрами.
При експлуатаційних розрахунках робочий режим чи робочу крапку насоса визначають графічно, як крапку перетинання його напірної характеристики з характеристикою зовнішньої мережі (трубопроводу).
В об'ємних насосів зі збільшенням зовнішнього навантаження подача майже не міняється, тому прийнято називати їхні характеристики твердими. У гідродинамічних же насосів (відцентрових, осьових)—характеристики м'які.
Коли необхідно забезпечити цілком визначену кінематику вихідної ланки, то варто застосовувати об'ємну гідропередачу, що як володіє твердою характеристикою.
Питання для самоперевірки
1. Перелічите достоїнства і недоліки гідроприводів.
2. Якими шляхами можна чи зменшити компенсувати недоліки гідроприводів?
3. Які достоїнства і недоліки відкритої і закритої систем циркуляції робочої рідини?
4. Приведіть приклади гідропередач роздільного і нероздільного виконання.
5. Як визначити досвідченим шляхом напір насоса і які для цього потрібні прилади?
6. У яких одиницях виміряються подача, напір і потужність насоса?
7. Як підраховується вихідна, теоретична і вхідна потужність насоса і гідродвигуна?
8. Напишіть для гідропередачі рівняння к. п. д., коефіцієнта трансформації моменту і передатного відношення.
9. Які достоїнства і недоліки водно-масляних емульсій?
10. Приведіть приклади застосування об'ємних і гідродинамічних передач у гірській промисловості.
11. Перелічить вимоги, пропоновані до робочих рідин гідроприводів.
12. Зобразіть механічні характеристики об'ємного насоса і гідродвигуна.
13. Зобразіть механічні характеристики відцентрового насоса і гідротурбіни.
14. Як визначається робочий режим насоса?