Click here to load reader

Laboratorieøvelser i Hydraulik

  • View
    73

  • Download
    5

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Rapport om praktiske hydraulik øvelser og styring

Text of Laboratorieøvelser i Hydraulik

Laboratorievelser i Hydraulik

Studienr. 0108035 Forfatter:

Navn Christian Benjamin Martinen

Underskrift

Vejleder: Modulnavn: Modulnr.: Opgavetype: Uddannelsesretning: Eksamenstermin: Afleveringsdato: Antal tegn rapport:

Kurt Madsen Hydraulik Case Juniorofficersuddannelse 2010 1 01.06.2010 Max antal tilladte tegn: 36.000 Hold Nr. BJ-5

Kvittering:Dato Modtagerens underskrift

Hydraulikrapport velse1

Formletmeddennevelseeratundersgeforskellenpventilkarakteristikker forhhv.direktestyretogpilotstyrettrykbegrnsningsventil.Vistartermedat indstilletrykbegrnsningsventilentil70barvedfuldtolieflow(flowetnoteres). Flowetnedsttesnui5l/minintervaller.

DirektestyrettrykbegrnsningsventilDirektestyret trykbe grnsningsventil

Direkte styrede trykbegrnsningsventiler er karakteriseret ved at hydraulikanlggets hoved oliestrm, trykkerdirekte p ventilkeglen, kuglen, glideren. Nr oliens tryk p ventilen netopkan overvinde fjederkraften p modsatteside,begynderventilenatbne.Jomereoliederskaligennemventilen, jo mere skal ventilen bne, hvorved fjederens sammenpresningp modsatte sidegesogdermedhjeremaks.tryktilflge.1 Flow[l/min] Tryk[bar] 28 25 20 15 10 5 70 65 58 53 48 42

1http://www.erhaars.dk/trykbventil/page.htm

1

PilotstyrettrykbegrnsningsventilDirektestyret trykbe grnsningsventil

For strre oliemngder (> 35l/min) anvendes pilotstyrede trykbegrnsnings ventiler.Kendetegnfordisseventilerer,atdeharenfladerepVkurve.Slnge pilotventilenerlukketvilhovedventilenogsforblivelukket. Flow[l/min] 25 20 15 10 5 Tryk[bar] 70 68 66 64 64

Trykbegrsningsventil80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 64 42 64 48 66 53 68 58 70 70 65

Tryk

Direktestyret Pilotstyret

10 Flow

20

30

2

IdenovenstendediagramkanmansedetopVkurver,somerkonvergerende. Trykket p den pilotstyret ventil er i starten over 50% strre end den direkte styret ventil. Grunden hvorfor begge kurver konvergerer til 70bar er, at denne vrdisvarertilsystemetsgrnsevrdi.Dendirektestyretventilharnstenen proportionalhldning.

velse2Trykbegrnsningsventiler indstilles sdan, at man kan skifte mellem 40 og 60 barpumpetrykvedatskifteindstillingp2/2retningsventilen.Forsgetvarher meretrialerrorogtogderforenlidtmeretid.

3

velse3

Forsget opbygges, som vist ovenstende. Trykbegrnsningsventiler skal indstilles sledes, at man ved omskiftning af retningen p V4 og V5 kan skifte aflastet, 40bar, 50bar og 60bar. Dette gres for at kunne se, hvordan pumpens ydelseforandrersig,nrmanskiftermellemdeforskelligetrykke.

Effekt6 5 Effekt 4 3 2 1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Tryk 2 4,4 3,8 Effekt 5

4

Udfrakurvenkanmankonstatere,attrykogeffekternstenproportionaltil hinanden.

velse4Formlet med denne velse er at indstille chokventiler korrekt og at afprve dem. Derudover skal vi bestemme formlet af kontraventilerne V4 og V5. Forsget opbygges som vist i den nedenstende tegning. TrykbegrnsningsventilenV3indstillesstil60bar,menschockventilerneV1og V2indstillestil75bar.

Formletmedchockventilerneeratkompenseremegetkortvarigetrykstde,der kan vre meget strre end indstillingsvrdierne for trykbegrnsningsventilen V3.Denbeskytterogsmodkavitation,idetdenforhindrerenvoldsomtrykfald. Normalsituationen illustreres med de orange piler. Olien lber gennem 4/3 retningsventil med hndtag aktivering til stemplet, som s bevger sig til sin

5

yderstilling. V4 og V5 er kontraventiler og V1 og V2 er direkte styret trykbegrnsningsventiler. En kontraventil tillader fri gennemstrmning i en retningogsprrerimodsatretning.bningstrykketerafhngigaffjedertrykket pventilen.Nrtrykketnr75barbnerV1ogV2,ogkontraventilernesamtidig, s at olien kan lbe videre igennem kontraventilerne. Er de derimod lukkede, kan olien ikke lbe igennem og lber til stemplet i stedet. Dvs. s lnge ventilerne er lukkede, lber olien kun til stemplet. Nr stemplet nr sin yderstilling, stiger trykket i systemet, indtil V1 og V2 bner, og dermed aflaster systemet. Stemplet forbliver i sin yderstilling og den samme effekt. Olien cirkulerer alts i systemet, som illustreres med de bl piler i den ovenstende tegning.Olieoverskuddetlbertilbagetiltanken(segrnpil).

velse5Drvleventil

Trykkompenseret mngde reguleringsventil

Trevejsmngde reguleringsventil

Vi opbygger systemet, som vist i den ovenstende tegning. Pumpetrykket p1 indstilles til max 80bar og olieflowet til 10l/min, men systemet er aflastet. Trykketgessp20,40og60bar.Derefterskiftesdrvleventilenengangforen tovejs trykkompenseret mngdereguleringsventil og en trevejs mngdereguleringsventil, hvori begge tilflde mlinger gentages, ligesom ved

6

drvleventilen. Formlet med denne opgave er s at bestemme forskellen mellemdetreslagsmngdereguleringsventilervibruger. Ventil Drvle ventil Tovejs mngde regulerings ventil Trevejs mngde regulerings ventil Vp(l/min) Vl(l/min) 26 9 26 5 26 0 25 10 25 25 21 21 21 8 0 11 11 11 Vt(l/min) 17 21 26 15 17 25 10 10 10 P1(bar) 72 74 75 74 76 78 86 86 86 P2(bar) 20 40 60 20 40 60 20 40 60 Pel(kW) 5,8 5,9 6,0 5,9 5,9 5,9 5,9 5,9 5,9

VentilernespVkurverFlowetgennemHydratesteren 12 10 8 6 4 2 0 0 00 20 40 60 80 TrykfaldetoverHydratesteren 11 8 5 11 10 9 11

Drvleventil Tovejs Trevejs

Udfrakurvernekanmanse,atflowetstigeriforholdtiltrykketeksponentielved drvleventilen, proportional ved tovejs mngdereguleringsventilen og er konstant ved trevejs mngdereguleringsventilen. Sammenhngen mellem flow ogtrykvedendrvlingersomflgende:

= A p 2 V hvor er kontraktionkoefficienten, som ligger ml. 0,6 og 0,9 k l v er modstandkoefficienten for laminar strmning = 2 c dHDvs.,attrykfaldetperdenenestevariabelivoresligning,hvorforvijoogshar lavetendiagram,derviserflowetovertrykfaldetphydratesteren.

7

Detteskyldesvedtrevejsventilen,atdenlederdenoverskydendeolietilbagetil tanken, hvorfor flowet i systemet ogs er konstant, og ventilen altid prver at skabeenligevgt. Ved tovejs ventilen stiger flowet eksponentiel til trykket, mens trykdifferensen harenkonstanthldningp2overdrvlingen. Drvleventilen bevirker at flowet ndrer sig, nr trykket forandrer sig. Iflge denovenstendediagramerforandringenproportional.

8

velse6Formletmedopgave6og6aeratfkendskabtilopbygningafethejsespilpen kranmedbenthydraulisksystem. Systemet opbygges, som vist i tegningen. Da systemet er en lidt flsom, skal her alle indstillinger foretages med en vis forsigtighed. Pumpetrykketindstillestilminimum, s wiren er helt slk. Derefter gives fuld hejsekommando, dvs. vi indstiller pumpetrykket sledes, at spilbremsen bner (pb). Den nste tryk vi skal finde er nr lasten lige hves(pL).Nuskallastenhvesved 12m, og pilotledningen skal fjernes. Igen skal pumpetrykket p minimum. Giv nu forsigtig fuld affiringskommando (Vi har lagt mrk til, at det kan ske hurtig, at man giver for meget affiring og s faldt lasten ned). Her skal bremseventilen indstilles sledes, at den bner ved et lasttryk, der er ca. 25% strre end lasttrykket pL. Til sidst skal det maksimale pumpetryk pmax indstilles p trykbegrnsnings ventilen. pb=23bar pL=52bar pmax= pbremse=64bar Hvis olien ikke kan lbe igennem retningsventilen, lber den igennem den pilotstyredetrykbegrnsningsventiltilbagetiltanken. Bevger man retningsventilen mod hjre, vil olien lbe ind i den dobbelt virkende kontraventil, s at pilotledningen aktiveres. Denne pilotledning vil deaktivere bremsen p spilinstallationen. Den anden pilotledningen aktiveres samtidig og bevirker at overcenterventilen/lastholdeventilen aktiveres, dvs. olienkanlbeigennemmotorentilbagetiltanken.Bremseventilensbningstryk skal indstilles til ca. 1,3 gange det af lastens frembragte tryk. Slangebrudsventilensrgerforatmotorenerudsatforenvisarbejdstryk. Bevger man retningsventilen mod venstre vil det have den modsatte effekt, dvs. systemet aflastes, s at lasten nedsnkes. Derved vil kun den ene pilotledningaktiveres. 9

velse6a

Systemet opbygges, som vist i tegningen. Bremseventilen indstilles s til et bnetryk p 70bar. 2=Bremseventil(overcenter ventil)medindbyggetveksel ventilformekaniskbremse 4=pilotstyret trybegrnsningsventil

10

Systemet opbygges som vist i tegningen. 1=Spilinstallationmed hydraulikmotor,wiretromle, mekaniskbremseog slangebrudsventil 2=Bremseventil(overcenterventil) medindbyggetvekselventilfor mekaniskbremse 3=DanfossPVG32lastkompenseret proportionalventil 4=pilotstyret trybegrnsningsventil Derefter har vi bestemt flgende mlevrdier: pl=60bar ptrb(ubelastet)=25bar ptrb(belastet)=50bar

I dette system bruges en Danfoss PVG32 lastkompenseret proportionalventil. Formlet med denne ventil er at ge systemets fleksibilitet, idet den praktisk indeholder flere ventiler. Fordelen med det er, olieflowet er uafhngig af lasttrykket. Den erstatter her alts retningsventilen vi har brugt i en tidligere velse.NrAaktiveres,lsesbremsenoglastenbevgersignedad.Nrders aktiveresB,lsesbremsenogovercenterventilenbnes,nrtrykketerhjtnok. Dettemedfrer,atlastenhejses.

11

Bibliografi

ErhversskolensForlag.(2004).Hydraulik(3.udg.).Odense,Danmark: ErhversskolensForlag. Terkelsen,L.(2001).HydraulikforDriftsteknikere(4.udg.).Svendborg,Danmark: UdviklingsfondensForlag. Trykbegrnsningsventillokaliseretd.01.05.2010p: http://www.erhaars.dk/trykbventil/page.htm

12