Расчет гидравлической системы

       (32)

      . (33) 

     Отношение должно быть в пределах от 3 до 12, принимаем .

     Из (31) имеем отношение длины к диаметру для цилиндра носового шасси: 

      . (34) 

     Очевидно, что если , получим запрещённое значение .

     Таким образом, только если , имеем 

 

      , (35)

      . (36) 

     Если  же , то задаём длину хода штока цилиндра носового шасси: 

       (37) 

     и принимаем  .

     Из  уравнения (31) получим следующее соотношение 

      , (38) 

     Откуда 

      0,69 м; (39)

      0,984 м;. (40) 

     2.6 Рабочая (расчётная) подача насоса 

     После определения значений и находим действительные подачи в линиях. 

      1.337E-0004 м³/с;(41)

      8.945E-0005 м³/с; (42)

 

     Расходы в линиях слива "Ш" и "Н" 

       1,07E-04 м³/с; (43)

       7,74637E-05 м³/с; (44) 

     Рабочая подача насоса 

       2,23E-04 м³/с; (45) 

     Суммарный расход в линии слива 

      1,84E-04 м³/с; (46) 

     Отношение слива к подаче в системе в  целом 

      0,83 (47) 

     2.7 Характеристика гидросистемы 

     Если  система спроектирована по условию, что перепад давления на поршнях  , движение поршней начинается одновременно после достижения указанного перепада давлений. В случае ламинарного течения имеем линейную зависимость перепада давления на насосе от расхода жидкости: 

      , (48) 

     где в положении крана I I

 

      7,30E+09Па*с/м³. (49) 

     Прямую  линию определяют координаты 2-х  точек:

     1) значение перепада давления на насосе, равного перепаду давлений на поршнях, при равновесном состоянии неподвижных поршней, когда расход равен нулю;

     2) значение перепада давления на насосе при перемещении поршней из одного крайнего положения в противоположное за заданный промежуток времени. 

      2,13E+06Па при 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 и соответствующий перепад давления на насосе . С учётом внутренних утечек теоретическое значение подачи Q_Т проектируемого насоса объёмного типа при нулевом перепаде давления 

      , (51) 

     где – 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 , где расход 

      2,34E-04м³/с. 

     График  характеристики насоса представлен  на рис. 2.

 

     

     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 _. Усилия на штоках силовых гидроцилиндров 

      3,18E+03 Н; (52)

      2,64E+03 Н. (53) 

     Скорость  перемещения штоков силовых цилиндров: 

      1,05E-02 м/с; (54)

      1,69E-02 м/с. (55) 

     Полезная  мощность гидропередачи  на рабочем режиме: 

      111,58 Вт. (56) 

     Мощность  насоса на рабочем режиме: 

      475,15Вт. (57) 

     Коэффициент полезного действия гидравлической системы без учета КПД насоса определяется по полезной работе, производимой гидроцилиндрами:

 

      0,2348. (58) 

     Число Рейнольдса находят по наибольшей скорости в гидросистеме: 

     , (59) 

     или 

      (60) 

     В данном случае 496,38, что значительно ниже критического . 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 отличается от объёма нагнетаемой жидкости в раз, а именно:

      0.8024– коэффициент K для цилиндра  основного шасси;

      0.8661 – коэффициент K для цилиндра  носового шасси;

      0,83– отношение слива к подаче в системе в целом в расчётном режиме.

     Это обстоятельство должно быть принято  во внимание при назначении величины объёма гидробака системы.

     2. При заданных значениях перепада давления на поршнях силовых цилиндров и условии одновременного перемещении поршней всех силовых цилиндров из одного предельного положения в противоположное следует принять следующую (максимально допустимую по условиям прочности) длину хода штоков:

      0,69 м – ход штока цилиндра  основного шасси, м;

      0,984 м – ход штока цилиндра  носового шасси, м;

     3. На расчётном режиме отношение подачи жидкости в линию "Ш" к подаче в линию "Н" 

 

      1,857; 

     при этом

      0,6– доля расхода основного шасси от общего расхода ;

      0,4– доля расхода носового шасси от общего расхода .

     4. Для обеспечения заданного времени  срабатывания насос должен обеспечивать  подачу жидкости с расходом 223 см³/с при перепаде давления на насосе 2.13 МПа.

     Развиваемая мощность насоса на расчётном режиме системы 475,15 Вт.

     5. При заданных значениях диаметров поршней силовых цилиндров и заданном перепаде давления на них, без учёта потерь на трение, имеем следующие значения усилий на штоках:

      2788 Н – усилие на штоке  цилиндра основного шасси;

      2294 Н – усилие на штоке  цилиндра носового шасси.

     6. Скорость перемещения штоков, полезная мощность и КПД системы:

      0,01 м/с – скорость перемещения штока цилиндра основного шасси;

      0,01695 м/с – скорость перемещения штока цилиндра носового шасси;

      111,58 Вт – полезная мощность силовых цилиндров системы;

      0,2348 – КПД гидропередачи.

     7. Режим течения жидкости во всех трубопроводах ламинарный.

     8. Согласно выполненному расчёту имеем отрицательное абсолютное давление в жидкости на входе в насос, что физически невозможно. Следовательно, предложенная для расчёта схема гидросистемы является неработоспособной, т.к. гидронасос будет работать в условиях кавитации. Для устранения этого дефекта можно предложить следующие решения:

     а) увеличить диаметр всасывающего трубопровода и уменьшить, по возможности, его длину; б) поставить фильтр не перед насосом, а после него;

     в) применить наддув гидробака или  дополнительный подкачивающий насос.

     9. В расчёте второго приближения следует учесть влияние силы трения манжет в силовых цилиндрах, а также возможную разницу температур нагнетаемой и сливаемой жидкости, которая возможна вследствие охлаждения силовых цилиндров во время полёта. 

 

     

     Список  источников 

1. Грайворонский  В.А. Расчёт параметров гидравлической  системы /учебное пособие/ Xарьков, "ХАИ", 2008. – 28 с.

2. Баєв Б.С., Чмовж  В.В. Гідравліка та гідравлічні  системи літальних апаратів /навчальний посібник/ Xарків, "ХАІ", 2001. – 126 с.

3. Гидравлика, гидромашины  и гидроприводы / Т.М. Башта, Т.М.  Руднев. Б.Б. Некрасов и др. Москва, "Машиностроение", 1982. – 426 с.