Закон Паскаля и гидравлическая тормозная система

Закон Паскаля

Закон паскаля был сформулирован Блезом Паскалем для описания эффекта создания давления в жидкости.

Давление, действующее в любом месте в объеме замкнутой жидкости, передается без изменения во всех направлениях по всей жидкости

Работа гидравлических устройств, таких как гидравлический пресс, гидравлический тормоз основана на этом принципе.

 Гидравлическая тормозная система

Мы все знаем что когда автомобиль движется его можно остановить нажав на педаль тормоза, (в спец. машинах может быть для этого ручка). Но что происходит далее? Как увеличивается усилие от нажатия ногой на педаль, до величины способной остановить нечто большое, как например автомобиль?

Основная идея, лежащая в основе работы всех гидравлических агрегатов очень простая: усилие приложенное в одном месте преобразуется в усилие в другом месте используемой несжимемой жидкости, в основном — масло. Так же все гидравлические системы могут увеличивать приложенное усилие. На рисунке Вы можете увидеть простейшее применение гидравлической системы. Два поршня расположенные в двух стеклянных цилиндрах, соединеня между собой трубопроводом, заполненным маслом. Если приложить усилие вниз к одному из них, второй поднимется вверх под действием давления масла. Так как масло несжимаемо, эффективность такой системы очень высока.

Преимущества таких систем:

— трубопровод, соединяющий два цилиндра может быть любой длины и формы, удобной для трассировки между двумя цилиндрами;

— возможно умножение величины приложенного усилия.

На рисунке Вы можете увидеть тормозную систему автомобиля.

Она состоит из:- трубопроводов,содержащих рабочую жидкость;

— первичного цилиндра, первичного поршня, педали;

— колесных цилиндров, в которых по два поршняР1, Р2;

Площадь колесных цилиндров больше площади первичного цилиндра

Если посмотреть что произойдет, при воздействии на педаль, первичный поршень меньшего диаметра пройдет путь до упора, а поршни колес, большего диаметра, пройдут меньший путь, но создадут существенно большее усилие направленное на торможение колес.

Усилие от поршней передается на тормозные колодки, которые раздвигаясь, стопорят диск колеса. При прекращении воздействия на педаль тормоза, возвратная пружина стягивает тормозные колодки, и колесо освобождается от стопорения. Рабочая жидкость перетекает в первичный цилиндр, позволяя водителю в следующий раз использовать систему, то есть «перевзводя» систему.

Статическое давление воды.Что такое статическое давление? Как его измерить?

 

Как мы можем точно измерить давление воды?

Причины изменения давления воды для систем водоснабжения.

Что такое статическое давление воды и динамическое давление воды?

(далее…)

Ртутный барометр. Простейшее описание

Ртутный барометр. КонструктивБарометр – это инструмент, которым измеряют давление воздуха. Один из первых барометров был сконструирован еще в далеких 1600-х годах. Первоначально барометр содержал ртуть в небольшом бассейне, в который помещалась перевернутая стеклянная трубка. При увеличении давления атмосферного воздуха в трубку загонится больше ртути, уровень ртути в трубке будет больше. При снижении давления, уровень ртути в трубке снизится.

Такой тип барометра известен как ртутный барометр. Высота ртути в стеклянной трубке может быть измерена в миллиметрах. Измеряя давление воздуха на уровне моря много раз, мы знаем, что среднее давление воздуха на уровне моря составляет приблизительно 760 миллиметров. Используя дюймовую систему, это составляет около 29.92 дюйма.

!!!Важно отметить, что ртуть является очень опасным веществом, и люди никогда не должны прикасаться к нему или дышать его парами!!!

измерение плотности

Как?, и главное, Зачем (?) измерять плотность электролита в обычном автомобильном аккумуяторе???

Все очень просто, чтобыопределить его состояние и уровень заряженности.

Можно же просто по вольтажу., т. е.  по напряжению.  Но, не спешите с выводами.

Плотность электролита, если замерить в новом аккумуляторе, должна быть: ρ=1,26 … 1,28 гр/см3.

Допускается более расширенный диапазон — ρ=1,23 … 1,31 гр/см3.

 

(далее…)

Оценка надежности

Правильная оценка надежности по результатам испытаний малого количества образцов зависит от того, насколько типичны возникшие в процессе испытаний аварии. Основные происшедшие аварии были установлены для некоторых типов оборудования и определенных категорий сервомеханизмов. Оценить надежность по результатам специальных испытаний можно, только имея сравнительные данные о работе агрегатов в процессе испытаний и в процессе эксплуатации. Имеются также методы оценки надежности в процессе проектирования системы. Рабочие напряжения позволяют установить коэффициент безопасности, исходя из величины которого можно оценить вероятность аварии. К сожалению, многие свойства, присущие гидравлическим механизмам, нельзя точно описать уравнениями прикладной механики. Так, работа уплотнений, скольжение поршней по плоскости распределительной шайбы в насосе, влияние загрязнения на работу пока не поддаются теоретическому исследованию. Даже в процессе проведения испытаний почти всегда  возникают некоторые отклонения в условиях работы, которые могут иметь существенное значение.

Надежностью гидравлического оборудования занимаются не только конструкторы самолетов и ракет, но также создатели промышленных установок, осуществляющих непрерывный контроль за работой автоматических станков. В каждом случае должна быть достигнута оптимальная надежность системы. Простота конструкции является лучшей гарантией ее надежности. Если новая конструкция выполняет те же функции с помощью более простых элементов, то можно надеяться на повышение надежности системы.

(далее…)

Технические условия и предварительный выбор параметров

Точность такой оценки надежности зависит от опыта конструктора, точности экспериментальных данных и правильности экстраполяции. В основном надежность бывает меньше 100%, так как если достаточное количество образцов подвергнуть испытаниям на срок службы, то всегда окажется хотя бы один, который выйдет из строя. Таким образом, надежность данного прибора в определенных окружающих условиях определяется фиксированным числом, которое выражает процент числа нормально работающих приборов к общему количеству приборов, подвергнутых испытаниям.

Математические уравнения, применимые для вычисления и предсказания надежности, основываются на ряде очень важных предположений. Одним из главных предположений является допущение, что степень аварийности прибора должна быть приблизительно постоянной в течение его работы. Хорошо известно, что тщательный контроль за правильно сконструированными приборами позволяет устранить неисправности, вызываемые неправильной сборкой или плохим изготовлением деталей. Поэтому качество контроля является существенным фактором в деле обеспечения одного из основных свойств прибора, очень важного при анализе надежности, — постоянного значения степени аварийности. В течение первых 5 час работы отмечается высокая степень аварийности в следствии дефектов производства и контроля. После этого периода наступает фаза в работе агрегата, когда аварии могут возникнуть только в результате случайных недоразумений. Этот этап продолжается до тех пор, пока на начнутся аварии, вызванные износом элементов. В качестве примера может быть рассмотрен гидравлический двигатель, утечки которого по штоку составляют 1 каплю за каждые 1000 циклов. Данная модель двигателя имела 15 аварий на 1000 испытываемых образцов в первые 5 час работы. Было найдено, что аварии произошли из-за неправильной установки уплотнений и плохого покрытия штока. После этого все испытываемые 20 образцов полностью отработали 1000 часов. Аварии с уплотнениями начали происходить вновь только после 1500 час работы. При  этом 50% всех агрегатов были заменены или отремонтированы. Исходя из полученных данных, период эксплуатации двигателя должен лежать между 5 и 1000 час работы. Первые 5 час должны быть отнесены к контрольным заводским испытаниям. В результате среднее время между авариями составляет — 48 час работы агрегата.

(далее…)

Надежность

Словарь терминов Начало

 

Расчетная долговечность — долговечность, определенная путем деления времени действия агрегатов, как не потерпевших, так и потерпевших аварии, на число аварий. (Среднее время между авариями).

Степень аварийности — относительное число элементов, которые претерпевают аварию в течение часа. Существуют три основных показателя степени аварийности системы.

Уменьшение степени аварийности происходит в том случае, когда первые выпущенные элементы имеют аварии из-за ошибок в изготовлении, слабого качества контроля и неправильных сдаточных испытаний.

Постоянная степень аварийности возникает в том случае, когда происхождение аварий никак не связано со сроком службы элементов. В этом случае считается, что старые элементы, работающие удовлетворительно, несмотря на большой срок службы, столь же пригодны, что и новые.

Увеличение степени аварийности происходит в случае выхода из строя старых элементов в результате износа.

Доверительный уровень — степень гарантии в получении данного результата. Термин «доверительный уровень» можно представить как меру того, насколько некоторое предположение является правильным.

Что такое надежность?

Надежность — это способность системы правильно работать в заданных окружающих условиях. Надежность прибора, ожидаемая в будущем, предсказывается только с некоторым приближением, и ее величина меньше 100%. Полная (100%-ная) надежность может быть достигнута лишь в том случае, когда все выпущенные приборы полностью отработали свой срок службы без аварии. Полученная таким образом информация уже не представляет интереса для конструктора. В настоящее время затрачиваются большие усилия, чтобы на основе экспериментальных данных предсказать надежность будущей конструкции. Правильная оценка надежности может быть получена на основе данных о работе имеющихся элементов и экстраполяции от этих элементов к вновь создаваемым.

(далее…)

Надежность

 

 

На протяжении всех этапов проектирования необходимо помнить, что надежность является одним из основных факторов, определяющих систему. Ниже приводится словарь основных терминов, используемых при исследовании надежности. Конечно, только на основе опыта эксплуатации можно точно судить о надежности системы, но все же надежность многих гидравлических элементов можно оценить, исходя из длительности рабочего цикла еще при конструировании системы. Общее количество элементов влияет на надежность всей системы.

Надежность — вероятность работы механизма, выполняющего требуемые функции, без аварии в течение заданного периода времени при определенных условиях работы.

Авария — утрата оборудованием способности выполнять требуемые функции.

Критическое повреждение — повреждение, в результате которого элемент больше не удовлетворяет предъявляемым для работы в системе требованиям.

Временное повреждение — повреждение в элементе, при устранении которого простаивает оборудование. Однако при этом повреждении имеется возможность закончить данный рабочий цикл удовлетворительно.

Примечание. Как критическое, так и временное повреждения могут считаться авариями.

Долговечность — среднее арифметическое время работы между авариями.

 

Надежность Словарь терминов Продолжение

(далее…)

Контур сервомеханизма

Изменение температуры окружающей среды вызывает смещение нуля электрогидравлического усилителя, и максимальные токи нужно выбирать таким образом, чтобы потребный с учетом дрейфа нуля ток не превышал бы предельный ток электрического усилителя. Дрейф нуля электрогидравлического усилителя, который может возникнуть либо при попадании посторонних частиц в сопло первого каскада, либо при больших изменениях температуры окружающей среды.

При проектировании системы управления необходимо выбрать точку, из которой следует подавать сигнал обратной связи для сравнения с входным сигналом. Точка, в которой замеряется сигнал обратной связи, должна находиться как можно ближе к выходу системы, так как на характеристики элементов, неохваченных обратной связью, значительно влияют возмущения нагрузки, механических передач и т. д. Любые возмущения внутри контура, охваченного обратной связью, вызывают сигнал ошибки, в результате чего привод будет перемещать нагрузку, компенсируя возмущения. Если же датчик обратной связи подсоединен, например, к точке В, то не возникнет корректирующий сигнал при движении точки А вследствие деформации рычага. Контур управления не будет реагировать на имеющуюся ошибку по положению выходного штока.

Для исследования точности и устойчивости системы управления и выбора оптимального значения добротности можно применить линейные методы анализа, изложенные в предыдущих главах, используя характеристики отдельных элементов системы. Однако многие гидравлические элементы имеют нелинейные характеристики, обусловленные кулоновым трением, зоной нечувствительности и т. д. Типичным примером является моментная характеристика при низких скоростях вращения, когда инерция подвижных частей двигателя сказывается незначительно. В этом случае пульсация крутящего момента, возникающая из-за колебаний давлений в полостях цилиндров и накладывающаяся на среднее значение момента, может стать определяющим фактором в системе управления и вызовет значительное ухудшение статической точности системы.

При наличии трения и зоны нечувствительности выбор наиболее удобной обратной связи можно сделать только при подробном анализе характера движения отдельных точек системы. Такой анализ удобней всего проводить с помощью счетно-вычислительных аналоговых машин. Путем моделирования осуществляется последняя фаза проектирования системы управления.

 

(далее…)

Динамические характеристики и вес системы

Параметры гидроусилителя определяются, исходя из требуемых характеристик системы. При подстановке численных значений величин, входящих в уравнение, можно сделать вывод, что влияние характеристик гидроусилителя на резонансную частоту незначительно. Практически при подстановке коэффициентов обычного четырехходового гидроусилителя в выражение 1 + a(C1/C2), получаем значение, близкое к единице. 

Размер самого гидроусилителя в основном определяется максимальным потребным расходом, а следовательно, максимальной скоростью движения поршня и его площадью.


В качестве примера использования гидроусилителя можно привести схему сервомеханизма. В этом сервомеханизме золотник перемещается чисто механическими средствами от кулачкового или рычажного механизма и обратная связь осуществляется также механически. Небольшие гидроусилители имеют обычно электромагнитное управление. Однако непосредственно перемещать золотник электрическим моментным двигателем при расходах свыше 7 л. мин не рационально, и в таких случаях применяют двухкаскадные гидроусилители. Примеры электрогидравлических сервомеханизмов были приведены в предыдущей главе.

Требования к мощности электрического и гидравлического источников питания могут меняться в широких пределах. В однокаскадных электрогидравлических усилителях часто на управление идет значительная мощность электрического управляющего сигнала. Вес электромагнитного моментного двигателя и вес электрического усилителя, который должен выдавать электрический сигнал мощностью 4-6 вт, могут свести на нет преимущества в весе, достигнутые за счет гидроусилителя. Утечки рабочей жидкости в гидроусилителе создают дополнительные потери мощности, которые сказываются при питании нескольких гидравлических систем управления от одного источника.

Особое значение в гидроусилителях имеет вопрос о загрязнении рабочей жидкости. Некоторое загрязнение происходит в каждой системе, но очень немногие конструкторы допускают наличие в рабочей жидкости грязи и стружек, которые могут существенно ухудшить характеристики гидроусилителя и даже вывести его из строя. Двухкаскадные гидроусилители, у которых первый каскад выполнен по схеме сопло — заслонка, имеют то преимущество, что зазоры между соплами и заслонками являются относительно большими, и эти гидроусилители довольно успешно могут работать при загрязнении рабочей жидкости. Сила, создаваемая перепадом давлений на торцах золотника второго каскада этого усилителя, достаточна, чтобы переместить золотник при попадании частиц между буртиками золотника и гильзой.

(далее…)

Страница 5 из 171« Первая...34567...102030...Последняя »