Принцип расчета гидропривода

Представим схему гидропривода с разомкнутой циркуляцией жидкости (рис.13.7) и для упрощения последующих расчетов выберем силовой цилиндр с двухсторонним выходом штока и все гидролинии одного диаметра. Таким образом, скорость движения рабочей жидкости в гидролиниях будет одинаковой.

Рис.13.7

При расчете такого гидропривода силовой цилиндр рассматривается как местное сопротивление, на котором произошел перепад давления Δр_ц = р₁ - р₂ при движении поршня, например, слева направо.

Перепад давления Δр_ц может быть выражен из уравнения равновесия поршня:

.

Силой инерции Р_И при расчете таких гидроприводов обычно пренебрегают; так как сила трения Т зависит от качества обработки внутренних поверхностей и в нашем случае незначительно зависит от внешней нагрузки Р, то ее можно считать величиной постоянной и из анализа исключить. Тогда

.

Давление р_н, которое необходимо создать насосу будет больше полученного Δр_ц на величину потерь давления в системе Σр_тр:

.

Так как система гидравлического привода является частным случаем короткого трубопровода, то при подсчете потерь давления должны быть учтены как линейные, так и местные потери:

.

Выразим скорость движения рабочей жидкости по гидролиниям через подачу насоса из выражения

; .

Тогда

.

Для конкретной гидравлической системы выражение в скобках будет величиной постоянной. Обозначим ее буквой «В». Тогда можно записать

. (13.1)

По выражению (13.1) построим гидравлическую характеристику системы и, наложив на нее характеристику объемного насоса, получим в их пересечении рабочую точку системы (точка А) (рис. 13.8) или рабочий режим системы: ; .

Рис. 13.8

При этом мощность, потребляемая насосом:

.

Если нагрузка вдоль штока Р не меняется по ходу поршня, то делением объема цилиндра на расход можно определить время совершения операции или время, потребное для перемещения поршня из одного крайнего положения в другое. Зная при этом перемещение поршня, легко определить скорость его перемещения V. Тогда полезная мощность гидропривода и его к.п.д. определяются из выражения

; .