basic hydraulic systems experiments manual

33
HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017 Issue date: 23.02.2011 1/ 33 dr.sc.ing Konstantin Nechval BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL РУКОВОДСТВО ПРАКТИЧЕСКИМИ РАБОТАМИ ПО ГИДРАВЛИКЕ Confirmation: Leader tutor И. Петухов Engineer Н. Леканов УТВЕРЖДАЮ Зав каф. _________________А. Медведев ______ 2017 г. Согласовано: Ведущий преподаватель И. Петухов Ответственный инженер Н. Леканов APROVAL: HEAD OF DEPARTMENT _________________A Medvedev ______ 2017 г.

Upload: others

Post on 30-Apr-2022

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29)

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

1/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

РУКОВОДСТВО ПРАКТИЧЕСКИМИ РАБОТАМИ ПО ГИДРАВЛИКЕ

Confirmation:

Leader tutor И. Петухов

Engineer Н. Леканов

УТВЕРЖДАЮ

Зав каф.

_________________А. Медведев

______ 2017 г.

Согласовано:

Ведущий преподаватель И. Петухов

Ответственный инженер Н. Леканов

APROVAL:

HEAD OF DEPARTMENT

_________________A Medvedev

______ 2017 г.

Page 2: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29)

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

2/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

Main requirements to the technician B1/B2 in according to PART66 Hydraulic Power (ATA 29)

Basic knowledge are indicated by knowledge levels

theme description

B1 B2 System lay-out; Hydraulic fluids; Hydraulic reservoirs and accumulators; Pressure generation: electrical, mechanical, pneumatic; Filters; Pressure control; Power distribution; Indication and warning systems; Interface with other systems. Emergency pressure generation;

For all topics level 3 are required

1 1 1 3 1 3 1 3 3 3

LEVEL 1: A familiarization with the principal elements of the subject. LEVEL 3: A detailed knowledge of the theoretical and practical aspects of the subject and a capacity to combine and apply the separate elements of knowledge in a logical and comprehensive manner. Требования по модулям из PART66 Гидравлическая система (ATA 29)

Соответсвие 3му (максимальному) уровню

Названия тем

B1 B2 Режимы работы системы Гидравлические жидкости Гидробаки и гидроаккумуляторы Обеспечение давления : эелектро, механически, пневматикой. Фильтры Управление давлением в системе Распределители давления Предупреждающая система и система индикации Интерфейс с другими системами Средства обеспечивающие давление при аварии

Все темы должны соответствовать 3му уровню знания

1 1 1 3 1 3 1 3 3 3

Уровень знания 1: Ознакомление с базовым принципом Уровень знания 3: Это плотные знания теории и практики и также способности применять такие знания как отдельно так и комбинирую в разных интерпретациях с полным пониманием логики и на основе практических навыков работы.

Page 3: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

3/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

Foreword Automation, optimization and high precision on integration of mechanical and electrical industries, move towards producing the functioning of mechanical units that comprise electric motor control, pneumatic control and hydraulic control. The requirements, of course, have been driving those knowledge and skills to be the key learning aspects today. For example, in conditions of high power output and stable performance system, it will be hard to achieve economic returns without the coordination of hydraulic control. Hydraulic control is omnipresent in every industry, making engineering in this aspect one of the inevitable and required courses of study in automation. This manual contains eleven experiments, which discuss the characteristics, types and usage of the hydraulic pump, hydraulic control valve, flow control valve, directional control valve, and hydraulic motor and hydraulic cylinder. Through these experiments, students will better understand the special characteristics and applications of the hydraulic components, thus allowing them to utilize the hydraulic components correctly, and to obtain good effectiveness during hydraulic system applications. i HS2000PART1-E131023-EF

Предисловие Автоматизация, оптимизация и высокая степень точности в интеграции механики и электроники индустрии, движет к производству функциональных механизмов и устройств способных сочетать электрическое управление, пневматику и гидравилику. Требования, конечно же, могут быть хорошие знания и мастерство как ключ к пониманию аспектов работы сегодняшних специалистов. Для примера, в условиях высоких мощностей и стабильности характеристик работы систем, это будет сложной экономической задачей скоординировать работу по управлению гидравликой. Управление гидравликой повсеместно в любой сфере индустрии, выполняется, как правило инженером в том аспекте работы, который неизбежно требует настоящий курс обучения по автоматизации. Настоящее руководство содержит 11 работ (экспериментов), которые даны с описанием характеристик, типов использования гидронасоса, гидроклапана, гидроцилиндра, гидромотора. Через все эти эксперименты студенты станут лучше понимать определенные характеристики в применении к гидравилическим устройствам. Это позволит им легко использовать и в правильном контексте гидравлические устройства и создаст условия для эффективной работы в течении всего времени выполнения. i HS2000PART1-E131023-EF

Page 4: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

4/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

TABLE OF CONTENTS Equipment List of Basic Hydraulic Component Experiments Hydraulic Power Unit (UH-101) Operation Notes EX.1 HYDRAULIC PUMP PRESSURE RELIEF VALVE …….7 EX.4 PRESSURE LOSSES FROM HOSES …………………………….14 EX.11 HYDRAULIC MOTOR ……..20 EX.14 ACCUMULATOR CONTROL CIRCUIT ……………………………29

ОГЛАВЛЕНИЕ Перечень оборудования основных компонентов гидравлики в экспериментах Насосная станция (UH-101)- Замечания EX.1 ГИДРОНАСОС РЕДУКЦИОННЫЙ КЛАПАН ………7 EX.4 ИЗМЕРЕНИЕ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ ……………………….. 14 EX.11 ГИДРОМОТОР………………20 EX.14 ГИДРОСИСТЕМА С АККУМУЛЯТОРОМ…………………29

Page 5: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

5/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

Selected symbols for fluid power systems

GENERAL SYMBOLS

DESCRIPTION

MEASURING INSTRUMENTS

pressure gauge

FLOW CONTROL VALVES Directional control valves

one flow path

Non-return valve: with resistriction (allows free flow in one direction but restricted flow in the other)

Accumulators The fluid is maintained under pressure by a spring, weight or compressed gas

Sequence valve (when the inlet pressure overcomes the spring, the valve opens, permitting flow from the outlet port)

Reservoirs with inlet pipe above fluid level

shuttle valve Pressure control

Filter or strainer

ENERGY CONVERSION, OIL ACTUATOR (TRANSFORMS PRESSURE INTO A MECHANICAL MOVEMENT)

Cylinders Double acting: with single piston rod

hydraulic motor:

Pumps and compressors

Условные Обозначения основных гидравлических элементов на схемах СИМВОЛ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ОПИСАНИЕ НАЗНАЧЕНИЯ

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ КСТРОЙСТВА

Манометр МН

РЕГУЛЯТОРЫ И ПЕРЕПУСКНЫЕ УСТРОЙСТВА

Краны перепуска (прямое положение и обратное) КП

Регулятор давления, поток через регулятор в одном направлении

Обратный клапан ОК

Гидроаккумулятор ГА

Редукционный клапан РК, при превышении давления клапан стравливается.

Сливной клапан СК (штуцер слива)

Вентиль В

Фильтр Ф

ГИДРОПРИВОДЫ

Гидроцилиндр

Гидромотор

Насос подкачивающий НП

Page 6: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

6/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

HYDRAULIC POWER UNIT (UH-101)

НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ (UH-101) ОБЩАЯ СХЕМА НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

1 – Манометр 2 – Сливной клапан (в нормальном положении закрыт)

Page 7: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

7/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

EX.1 HYDRAULIC PUMP OBJECTIVE To learn the relationship between hydraulic pump's flow and pressure, and thus understand its characteristics and usage. EQUIPMENT REQUIRED Hydraulic Workbench UH-001 Hydraulic Power Unit UH-101 Pressure Distributor UH-801 Return Distributor UH-803 Hose, 1M UH-814 Hose, 1.5M UH-815

EX.1 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ НАСОС РЕДУКЦИОННЫЙ КЛАПАН ЦЕЛИ Научиться включать систему, понимать характеристики потока давление, расход. ТРЕБОВАНИЕ К ОБОРУДОВАНИЮ Насосная станция UH-001 Насос подкачки UH-101 Перекрывной кран UH-801 Вентиль слива UH-803 Шланг, 1M UH-814 Шланг, 1.5M UH-815

Pos. Units Items 1,3 Pressure Gauge UH 111 1 2,4 Pressure Relief Valve UH 701 1 5 Inline Flow Meter UH 121 1

Pos. Units Items 1,3 Манометр UH 111 1 2,4 Редукционный клапан UH 701 1 5 Расходомер UH 121 1

Working circuits for practice Собранная схема для практики

Page 8: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

8/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

Operation Notes 1. Fix the required

components of the circuit at appropriate positions on the working

2. board. 3. Turn off hydraulic power unit when

assembling and disassembling the hydraulic circuit.

4. Check that all connections are connected properly after set up the circuit.

5. Start hydraulic power unit and gradually adjust the pressure relief valve to set the required pressure.

6. Turn off hydraulic power unit immediately if any unusual situation occurs during experiment.

7. Do not leave or place any object in the movement range of hydraulic actuators during operation, as this may result in danger or damage.

8. After experiment finish, clean up the components and return them to their original positions.

9. Release pressure in hydraulic circuit before connecting and disconnecting hoses.

10. For convenience the pressure release circuit shown below is recommended if you have an additional shut-off valve. (Note: The pressure and return distributors are mounted on

11. workbench and not shown in hydraulic circuits throughout this manual.)

To release pressure in circuit, follow the steps: (a) Turn off the hydraulic power unit to reduce system pressure to zero. (b) Open the shut-off valve in pressure release circuit. (This valve must be closed in other situations.) (c) Actuate hydraulic valves to release the remaining pressure in hydraulic circuit.

Основные процедуры экспериментов

1. Зафиксировать требуемые компоненты на стенде в удобной позиции для подключения в работу.

2. Убедиться в отключенной насосной станции, когда производится сборка и разборка системы.

3. Проверить, что все соединения правлиьно подключены, надежно установлены.

4. Запустить насосную станцию и постепенно прибавлять давление при помощи вентиля регулятора, добиваясь требуемого давления в системе.

5. Выключить насосную станцию, сразу (красной кнопкой), если возникли непредвиденные ситуации в эксперименте.

6. Не оставляйть предметов на пути движения штока актюатора (гидроцилиндра) в процессе выполнения эксперимента, чтобы не случилось опасного отказа.

7. После завершения эксперимента, очистить компоненты и вернуть их в первоначальное место хранения.

8. Сбросить давление в гидросистеме перед соединением или рассоединением шлангов.

9. Для удобства сброса давления используйте вентиль слива, который будет показан ниже и который рекомендуется, если в дополнение уже использовался перекрывной кран.

Для сброса давления в системе, следуйте инструкции: (а) Отключите насосную станцию красной кнопкой, что стравит давление системы в ноль. (б) Откройте перекрывной кран в цепи давления (этот кран может быть закрыт в какой-то ситуации) (в) Переключайте гидрокраны чтобы стравить всё давление из шлангов.

Page 9: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

9/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

DISCUSSION The hydraulic pump is connected to the electric motor via the coupling, resulting in electrical energy converting to liquid (hydraulic) energy, which is transferred to the hydraulic actuator using the control valve so as to obtain the mechanical working function. Through the transmission of the electric motor results in the pressure difference between the atmospheric pressure and hydraulic pump in the hydraulic tank, thus obtain the working function in the way of providing hydraulic oil to the hydraulic circuits. Hydraulic pumps can be divided into: 1. Fixed displacement pump - Gear pump: internal gear and external gear type - Screw pump - Vane pump - Radial piston pump - Axial piston pump: bent axis and swash plate type 2. Variable displacement pump - Vane pump - Radial plunger pump - Axial plunger pump: bent axis and swash plate type This system uses external gear type fixed displacement pump. Main concerns for hydraulic pump selection: 1. Displacement and flow rate 2. Pressure: rated pressure and maximum pressure 3. Power: effective power 4. Efficiency: volumetric efficiency and mechanical efficiency 5. Speed: minimum speed and maximum speed

ТЕОРИЯ Гидронасос соединен с электромотором через переходник, в следствии чего электроэнергия преобразуется в энергию гидравлики, которая затем переходит в гидропривод с управляющим клапаном для слива. Механически открывается. Посредством работы электрического двигателя и результирующей разности давлений между атмосферным давлением и гидравлическим насосом в гидравлическом баке, удается получить рабочее давление масла на входе гидравлических контуров. Гидравлические насосы можно разделить на:

1. Насос с постоянным расходом Шестеренчатый насос: внутренний и внешний Винтовой насос Лопастной насос Поршневой насос Радиально, Аксиально-поршневой насос: 2. насос переменного рабочего давления - Лопастной насос - Радиальный плунжерный насос - Осевой плунжерный насос: В нашей системе используется насос с постоянным расходом. Основные проблемы для гидравлического насоса: 1. Объем и скорость потока 2. Давление: номинальное и максимальное 3. эффективная мощность 4. КПД 5. минимальная и максимальная скорость

Page 10: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

10/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

FORMULAS OF HYDRAULIC PUMP:

1. Output power

2. Input power

3. Volumetric efficiency

4. Mechanical efficiency

5. Overall efficiency where P = Output pressure, kg/cm2 Q = Flow rate when pressure is at P, litter/min Qo = Flow rate when there is no load, litter/min T = Torque, kg-m N = Speed, rpm 1 HP = 0.746 kw Example: If the hydraulic pump's displacement is 2.2 cc/rev, electric motor is 1 HP/ 4-pole/ 3-phase/220V/60Hz, and the hydraulic pump's maximum pressure is at 210 kg/cm2. What is the hydraulic pump's flow rate Q? What is the max. pressure, P, that the hydraulic pump in the system can produce? (Assume in ideal conditions.) Solution: Already known that D = 2.2 cc/rev; Power = 1HP = 0.746 KW; N = 1800 rpm (4P) Q= D x N = 2.2 c.c./rev x 1800 rpm/1000cm3 = 3.96 l/min

Electrical power = Hydraulic power = 612

(KW) PQ

Thus, P = 115.2 = 3.96

746612⋅ kg/cm2

ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК НАСОСА

1. Выходная мощность

2. Входная мощность

3. Эффективность

4. Механическая эффективность

5. КПД Где,

P = Давление на выходе, кг/см2 Q = Расход, когда давление в системе равное P, литров/минуту Qo = Расход в системе, когда нет нагрузки, литров/минуту T = Момент насоса, кг-м N = Скорость, оборотов в минуту 1 л.с. = 0.746 кВт Пример: Если гидронасос работает с расходом 2.2 cc/rev, электромотор со следующими характеристиками 1 л.с./ 4-pole/ 3-фазы/220V/60Hz, и максимальное рабочее давление насоса до 210 кг/см2. Определить расход гидронасоса Q? Какое максимальное давление P, которое может обеспечить гидронасос в системе? (Предполагаем идеальные условия.) Решение: Уже известно что Объем D = 2.2 см3/оборот; Мощность = 1лс = 0.746 кВт; N = 1800 оборотов/минуту (4P) Q= D x N = 2.2 см3./rev x 1800 rpm/1000см3 = 3.96 литров/минуту

Electrical power = Hydraulic power = 612

(KW) PQ

Тогда, P = 115.2 = 3.96

746612⋅ kg/cm2

)(6120

KWPQ

Lo =

)(6120

2KW

TNLi

π=

100%0

xQ

QYv =

100% 0 xM

MYm

v

=

1000

%0 xLi

LY =

Page 11: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

11/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

PRESSURE RELIEF VALVE To learn the characteristics of the pressure relief valves. Normally-closed pressure valves usually make use of springs and cone shape chute to be in open state or close state. The setting of the spring achieves the setting of initial pressure. According to the different uses required, normally-closed pressure valves can be classified as: 1. Pressure relief valve - used for safety and for determining main system pressure. 2. Sequence valve - used for sequence movements. 3. Counterbalance valve - used for pressure balance. Depending on their characteristics, different types of valves can be used for direct operated or pilot operated, each having different responding speed and stability. The following shows the symbols and appearances of the normally closed pressure relief valves used in this system. Direct-operated pressure relief valve - fast response, resistive to oil stains, suitable for pulse pressure, or operated for short-term overloading protection. Pilot-operated (balanced piston) pressure relief valve - slow response, suitable for relatively stable system pressure. For different volume requirement, it can be easily used to control hydraulic systems' maximum pressure, almost without delay.

РЕДУКЦИОННЫЙ КЛАПАН В нормальном положении клапан закрыт, давление клапана обычно заставляет использовать пружину и канал конусной формы для открытия либо закрытия. Установка положения пружины настраивает начальное давление. В соответствии с различными требованиями на использование, различают следующие варианты клапанов:

1. Предохранительный редукционный клапан – используется для безопасности работы системы и для определения давления главной системы.

2. Перепускной распределительный клапан – используется для последовательного перемещения.

3. Челночный клапан – используется для балансировки давления в системе.

В зависимости от характеристик, различные типы клапанов могут быть использованы для автоматической работы либо при действии пилота. Каждый имеет свои время реакции и стабильность работы. В дальнейшем будут показаны символы и обозначения нормального закрытого положения клапана для использования в гидросистеме. Напорный клапан прямого действия с быстрой ответной реакцией, предохраняющий от пульсации давления или от коротких перегрузок. Регулируемый клапан с настройкой предельного давления второго контура, медленная реакция, но зато позволяет контролировать гидросистему почти без задержек.

Pressure Relief Valves (P-pressure line T-tank) (a) Symbol of direct operated UH-701 (b) Appearance of UH-701 (c) Symbol of pilot operated UH-703 (d) Appearance of UH-703

Редукционный клапан (P-давление T-слив) (a) Символ напорного клапана UH-701 (b) Внешний вид UH-701 (c) Символ регулируемого клапана UH-703 (d) Внешний вид UH-703

Page 12: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

12/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

PROCEDURE

1. On the working board, assemble the hydraulic circuit as shown in Figure 1-1.

2. Close the pressure relief valve 4 by turning the knob on it fully CW. Turn on the hydraulic power unit.

3. Adjust the pressure relief valve 2 in the hydraulic power unit to set the system pressure (gauge 1) at 40 kg/cm2. If there is pressure leak, turn off hydraulic power unit immediately, release pressure in circuit and check if the circuit is correct.

4. Adjust the relief valve 4 to read the pressure on gauge 3 from 5 to 40 kg/cm2 in 5 kg/cm2 steps and record the reading on the flow meter 5 at each corresponding pressure in Table 1-1.

5. Turn off the hydraulic power unit. Open the shut-off valve in pressure release circuit to release pressure in circuit.

6. Open the pressure relief valve 4 to release the remaining pressure in circuit.

7. Disassemble circuit, clean and return all equipment.

EXPERIMENTAL RESULTS The following results are only for reference. In practice, it is possible that a slight difference exists in the results of different individuals due to operating condition and manipulation.

ПРОЦЕДУРА

1. На рабочем стенде собрать контур гидросистемы как показано на схеме 1-1.

2. Закрыть перекрывной кран 4 повернув регулятор в положение CW clockwise до упора по часовой стрелке.

3. Установить перекрывной кран 2 в положение соответствующее требуемому давлению (манометра 1) в 40 kg/cm2. Если будут утечки масла, выключите сразу гидростанцию, стравите давление в системе и прверте правильность сборки системы.

4. Регулируйте кран 4 до давления на манометре 3 равном от 5 до 40 кг/см2 по шагам увеличивая на 5 кг/см2 и выполняя запись расходомера 5 для каждого давления соответственно в Таблице 1-1.

5. Отключите гидростанцию. Откройте перекрывной кран чтобы стравить давление из системы.

6. Откройте кран 4 чтобы убрать давление из контура.

7. Разберите контур системы, очистите оборудование и верните на место.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА Следующий результат используется только для справки. На практике возможны небольшие различия из-за индивидуальных особенностей проведения опыта и условий при манипуляциях.

Page 13: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

13/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

CONCLUSION The maximum flow rate of the hydraulic pump happens at the time when hydraulic system is without load. As the load increases, the flow rate decreases.

ВЫВОДЫ

Максимальное значение расхода гидронасоса будет в момент времени , когда в системе минимальное давление. Увеличение давление сопровождается уменьшением расхода.

Figure 1-1 Hydraulic circuit Рис. 1.1 Контур схемы гидросистемы.

Sample of the report Table 14-1 Сравнительный пример результатов 14-1

Pressure Gauge 3 (kg/cm ) Показания манометра (кг/см ) 5 10 15 20 25 30 35 40

Flow Meter 5 (l/min) Показание расходомера литр /мин

4.5 4.5 4.5 4 4 3.5 2.5 0

Page 14: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

14/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

EX.4 PRESSURE LOSSES FROM HOSES OBJECTIVE To learn the relationship among the length, cross-sectional area and curvature of hydraulic hose and the resulting pressure loss. EQUIPMENT REQUIRED Hydraulic Workbench UH-001 Hydraulic Power Unit UH-101 Pressure Distributor UH-801 Return Distributor UH-803

EX.4 ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЦЕЛИ Научиться измерять гидравлические потери на практике и сопоставить результаты измерений с теорией. Определить падение давления в системе при разных гидросопротивлениях ТРЕБОВАНИЕ К ОБОРУДОВАНИЮ Насосная станция UH-001 Насос подкачки UH-101 Перекрывной кран UH-801 Вентиль слива UH-803

Pos. Units Items 1,4,7,9 Pressure Gauge UH

111 3

2,3 Pressure Relief Valve UH 701 1 5 Pressure-Compensated Flow-

Control Valve UH-615 1

6 Shut-Off Valve UH-809 1 8 Flow Resistance Measuring

Hose, Square UH-825 1

10 Inline Flow Meter UH 121 1 11 Flow Resistance Measuring

Hose, Round UH-824 1

3-Way Distributor UH-805 1 Hose, 1.5M UH-815 2 Hose, 1M UH-814 10

Поз. Устройства Шт. 1,4,7,9 Манометр UH 111 3 2,3 Редукц. клапан UH 701 1 5 Дроссель-дозатор UH-615 1 6 Перекрывной кран UH-809 1 8 Трубопровод с заданным

гидро-сопротивлением, квадратный UH-825

1

10 Расходомер UH 121 1 11 Трубопровод с заданным

гидро-сопротивлением, круглый UH-824

1

Тройник UH-805 1 Шланг, 1.5M UH-815 2 Шланг, 1M UH-814 10

Working circuits for practice Собранная схема для практики

Page 15: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

15/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

Operation Notes

1. Fix the required components of the circuit at appropriate positions on the working

2. board. 3. Turn off hydraulic power unit when

assembling and disassembling the hydraulic circuit.

4. Check that all connections are connected properly after set up the circuit.

5. Start hydraulic power unit and gradually adjust the pressure relief valve to set the required pressure.

6. Turn off hydraulic power unit immediately if any unusual situation occurs during experiment.

7. Do not leave or place any object in the movement range of hydraulic actuators during operation, as this may result in danger or damage.

8. After experiment finish, clean up the components and return them to their original positions.

9. Release pressure in hydraulic circuit before connecting and disconnecting hoses.

10. For convenience the pressure release circuit shown below is recommended if you have an additional shut-off valve. (Note: The pressure and return distributors are mounted on

11. workbench and not shown in hydraulic circuits throughout this manual.)

To release pressure in circuit, follow the steps: (a) Turn off the hydraulic power unit to reduce system pressure to zero. (b) Open the shut-off valve in pressure release circuit. (This valve must be closed in other situations.) (c) Actuate hydraulic valves to release the remaining pressure in hydraulic circuit.

Основные процедуры экспериментов

1. Зафиксировать требуемые компоненты на стенде в удобной позиции для подключения в работу.

2. Убедиться в отключенной насосной станции, когда производится сборка и разборка системы.

3. Проверить, что все соединения правлиьно подключены, надежно установлены.

4. Запустить насосную станцию и постепенно прибавлять давление при помощи вентиля регулятора, добиваясь требуемого давления в системе.

5. Выключить насосную станцию, сразу (красной кнопкой), если возникли непредвиденные ситуации в эксперименте.

6. Не оставляйть предметов на пути движения штока актюатора (гидроцилиндра) в процессе выполнения эксперимента, чтобы не случилось опасного отказа.

7. После завершения эксперимента, очистить компоненты и вернуть их в первоначальное место хранения.

8. Сбросить давление в гидросистеме перед соединением или рассоединением шлангов.

9. Для удобства сброса давления используйте вентиль слива, который будет показан ниже и который рекомендуется, если в дополнение уже использовался перекрывной кран.

Для сброса давления в системе, следуйте инструкции: (а) Отключите насосную станцию красной кнопкой, что стравит давление системы в ноль. (б) Откройте перекрывной кран в цепи давления (этот кран может быть закрыт в какой-то ситуации) (в) Переключайте гидрокраны чтобы стравить всё давление из шлангов.

Page 16: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

16/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

DISCUSSION The greater the pressure loss in hydraulic hose, the greater the loss in power efficiency, therefore unnecessary curvatures should be less in normal situations. Choosing hose with suitable cross-sectional area will reduce unnecessary power loss; this is thus an economical design. Two types of flow resistance measuring hose used in this experiment are shown below. FORMULAS OF HYDRAULIC CIRCUITS Please fullfill as your personal notes at home.

ТЕОРИЯ Увеличение потерь давления в гидросистеме приводит к потере энергетической эффективности, однако необязательно, что изгибов трубопроводов будет меньше при нормальной ситуации. Выбирая трубопровод с приемлемой площадью сечения, мы уменьшаем эти самые потери, это зависит от конструктивных особенностей готового трубопровода. Два основных типа сопротивления потока жидкости показаны дальше в эксперименте. ФОРМУЛЫ ТРУБОПРОВОДОВ ГИДРОСИСТЕМЫ Запишите при подготовке к лабораторной работе.

(a) Round type UH-824 (b) Square type UH-825 круглый квадрат

Flow Resistance Measuring Hoses Трубопровод с заданным гидро-сопротивлением,

Page 17: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

17/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

PROCEDURE 1. On the working board, assemble the

hydraulic circuit as shown in Figure 4-1. The square type flow resistance measuring hose (UH-825) is used.

2. Close the pressure relief valve 3, pressure-compensated flow-control valve 5 and the shut-off valve 6.

3. Turn on the hydraulic power unit. 4. Adjust the pressure relief valve 2 in the

hydraulic power unit to set the system pressure (gauge 1) at 40 kg/cm2. If there is pressure leak, turn off hydraulic power unit immediately, release pressure in circuit and check if the circuit is correct.

5. Open the shut-off valve 6. 6. Open the pressure-compensated flow-

control valve 5 fully (fully CCW). Record the pressure readings on gauges 7 and 9 and the reading on the flow meter 10 in Table 4-1. Calculate the pressure difference between gauges 7 and 9 and record.

7. Open the pressure-compensated flow-control valve 5 20% (1 turns CCW). Record the pressure readings on gauges 7 and 9 and the reading on the flow meter 10 in Table 4-1. Calculate the pressure difference between gauges 7 and 9 and record.

8. Turn off the hydraulic power unit. Open hydraulic valves to release the remaining pressure in circuit.

9. Replace the square type flow resistance measuring hose (UH-825) with the round type flow resistance measuring hose (UH-824).

10. Repeat Steps 2 to 8 and record the results in Table 4-2.

11. Turn off the hydraulic power unit. Open the shut-off valve in pressure release circuit to release pressure in circuit.

12. Actuate hydraulic valves to release the remaining pressure in circuit.

13. Disassemble circuit, clean and return all equipment.

ПРОЦЕДУРА 1. На рабочем стенде соберите схему

показанную на рисунке 4-1. Используется трубопровод с заданным сопротивлением (UH-825)

2. Закрыть редукционный клапан 3, дроссельный дозатор 5 и перекрывной кран 6.

3. Включить гидросистему. 4. Установить клапан 2 в положение

соответствующее давлению (манометр 1) 40 kg/cm2. если есть утечки, то выключить систему сразу и turn off hydraulic power unit immediately, стравить давление и проверить правильность соединений.

5. Открыть перекрывной кран 6. 6. Открыть дроссель 5 в положение

на полную против часовой стрелки (fully CCW). Записать давление, считываемое с манометров 7 и 9 и записать показание расходомера 10 iв таблицу 4-1. Вычислить разницу давлений обоих манометров 7 и 9 и сделать запись.

7. Открыть дроссель 5 в положение 20% (1 поворот CCW). Записать показания манометров 7 и 9, а также расходомера 10 в Таблицу 4-1. Вычислить разницу давлений 7 и 9 и сделать запись.

8. Выключить гидростанцию. Открыть кран и стравить давление из системы.

9. Поменять квадратный трубопровод (UH-825) на круглый (UH-824).

10. Повторить шаги с 2 до 8 и сделать записи в таблице 4-2.

11. Выключить гидростанциюt. Открыть перекрывной кран чтобы стравить давление из системы.

12. Открыть клапаны чтобы стравить давление из контура.

13. Разобрать схему, очистить и сложить оборудование.

Page 18: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

18/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

Figure 4-1 Hydraulic circuit Рис. 4.1 Контур схемы гидросистемы.

Page 19: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

19/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

EXPERIMENTAL RESULTS The following results are only for reference. In practice, it is possible that a slight difference exists in the results of different individuals due to operating condition and manipulation.

CONCLUSION

The following different flow conditions produce different reduction in pressure:

1. Length of hydraulic hose: The longer hose, the greater of pressure loss.

2. Hydraulic hose cross-sectional area: The smaller cross-sectional area of hose, the greater of pressure loss.

3. Volume of fluid 4. Viscosity of fluid 5. Roughness of hydraulic hose inner wall 6. Changes in hydraulic hose cross-sectional

area 7. Flow rate 8. Curvature of hydraulic hose: The more

curvature of hose, the greater of pressure loss.

9. The more hydraulic connections, the greater of pressure loss.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА Следующий результат используется только для справки. На практике возможны небольшие различия из-за индивидуальных особенностей проведения опыта и условий при манипуляциях. ВЫВОДЫ

Следующие условия работы гидросистемы могут обеспечить разные падения давлений в системе:

1. Длина гидравлических шлангов. Больше длина, больше потери давления.

2. Площадь сечения шланга, меньше площадь, больше потери давления.

3. Объемный расход 4. Вязкость жидкости 5. Шероховатость стенок в трубопроводах 6. Изменения в поперечном сечении

трубопроводов. 7. Скорость потока. 8. Изгибы трубопроводов. Больший изгиб,

больше потери давления. 9. Большое количество различных

соединений фитингов также приводит к большим потерям давления.

Table 4-1 UH-825 Square Hose Сравнительный пример результатов (квадрат) 4-1 Pressure -Compensated Flow-Control Valve 5

Gauge P7 (kg/cm3)

Gauge P9 (kg/cm3)

Pressure Difference ∆P=P7 –P9 (kg/cm3)

Flow Meter 10 l/min

Fully open 32 0 32 2 20% open 13 0 13 1 Table 4-1 UH-824 Round Hose Сравнительный пример результатов (кругл) 4-1 Pressure -Compensated Flow-Control Valve 5

Gauge P7 (kg/cm3)

Gauge P9 (kg/cm3)

Pressure Difference ∆P=P7 –P9 (kg/cm3)

Flow Meter 10 l/min

Fully open 32.5 0 32.5 2 20% open 10 0 10 1

Page 20: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

20/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

EX.11 HYDRAULIC MOTOR OBJECTIVE To learn the characteristics and usage of hydraulic motor. EQUIPME Hydraulic Workbench UH-001 Hydraulic Power Unit UH-101 Pressure Distributor UH-801 Return Distributor UH-803

EX.11 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МОТОР ЦЕЛИ Научиться расчитывать характеристики гидромотора, сделать расчет производительности и подключить гидромотор в систему. ТРЕБОВАНИЕ К ОБОРУДОВАНИЮ Насосная станция UH-001 Насос подкачки UH-101 Перекрывной кран UH-801 Вентиль слива UH-803

Pos. Units Items 1,5,7 Pressure Gauge UH 111 2 2 Pressure Relief Valve UH 701 - 3 Shut-Off Valve UH-809 1 8 Counterbalance Valve UH-733 1 4 4/2-Way Directional Control

Valve UH-505 1

6 Hydraulic Motor UH-211 1 Hose, 1M UH-814 8 Hose, 1.5M UH-815 2

Поз.. Устройства Шт. 1,5,7 Манометр UH 111 2 2 Редукционный клапан UH 701 - 3 Перекрывной кран UH-809 1 8 Челночный клапан UH-733 1 4 4/2-Регулятор UH-505 1 6 Гидромотор UH-211 1 Шланг, 1M UH-814 8 Шланг, 1.5M UH-815 2

Working circuits for practice Собранная схема для практики

Page 21: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS

Category B1, B2 FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

21/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

Operation Notes

1. Fix the required components of the circuit at appropriate positions on the working

2. board. 3. Turn off hydraulic power unit when

assembling and disassembling the hydraulic circuit.

4. Check that all connections are connected properly after set up the circuit.

5. Start hydraulic power unit and gradually adjust the pressure relief valve to set the required pressure.

6. Turn off hydraulic power unit immediately if any unusual situation occurs during experiment.

7. Do not leave or place any object in the movement range of hydraulic actuators during operation, as this may result in danger or damage.

8. After experiment finish, clean up the components and return them to their original positions.

9. Release pressure in hydraulic circuit before connecting and disconnecting hoses.

10. For convenience the pressure release circuit shown below is recommended if you have an additional shut-off valve. (Note: The pressure and return distributors are mounted on

11. workbench and not shown in hydraulic circuits throughout this manual.)

To release pressure in circuit, follow the steps: (a) Turn off the hydraulic power unit to reduce system pressure to zero. (b) Open the shut-off valve in pressure release circuit. (This valve must be closed in other situations.) (c) Actuate hydraulic valves to release the remaining pressure in hydraulic circuit.

Основные процедуры экспериментов

1. Зафиксировать требуемые

компоненты на стенде в удобной позиции для подключения в работу.

2. Убедиться в отключенной насосной станции, когда производится сборка и разборка системы.

3. Проверить, что все соединения правлиьно подключены, надежно установлены.

4. Запустить насосную станцию и постепенно прибавлять давление при помощи вентиля регулятора, добиваясь требуемого давления в системе.

5. Выключить насосную станцию, сразу (красной кнопкой), если возникли непредвиденные ситуации в эксперименте.

6. Не оставляйть предметов на пути движения штока актюатора (гидроцилиндра) в процессе выполнения эксперимента, чтобы не случилось опасного отказа.

7. После завершения эксперимента, очистить компоненты и вернуть их в первоначальное место хранения.

8. Сбросить давление в гидросистеме перед соединением или рассоединением шлангов.

9. Для удобства сброса давления используйте вентиль слива, который будет показан ниже и который рекомендуется, если в дополнение уже использовался перекрывной кран.

Для сброса давления в системе, следуйте инструкции: (а) Отключите насосную станцию красной кнопкой, что стравит давление системы в ноль. (б) Откройте перекрывной кран в цепи давления (этот кран может быть закрыт в какой-то ситуации) (в) Переключайте гидрокраны чтобы стравить всё давление из шлангов.

Page 22: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

22/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

DISCUSSION Hydraulic motors convert system's hydraulic energy into mechanical energy by the output shaft rotation, so that make mechanical systems work. Types of hydraulic motors: - Unidirectional type - Bidirectional type - - High speed and low torque type Low speed and high torque type Categories of hydraulic motors: Fixed displacement hydraulic motor - Gear motor - Internal gear type - External gear type - Screw motor - Vane motor - Radial piston motor - Axial piston motor - Bent axis type - Swash plate type Variable displacement hydraulic motor -Vane motor -Radial piston motor -Axial piston motor

ТЕОРИЯ Гидромотор преобразует гидравлическую энергию в механическую путем вывода вращения на вал ротора, так что механическая система сможет работать. Типы гидромоторов: - однонаправленый - двунаправленый -- высокоскоростной с низким крутящим моментом - низкоскоростной с высоким моментом. Категории гидромоторов: постоянной производительности - шестеренчатый - внутренний коробкой - внешней коробкой - червячный - вентиляторный - радиально-поршневой - роторно-поршневой - поворотной осью - косой тарельчатой плоскостью Гидромоторы с переменной произовдительностью - вентиляторный - радиально-поршневой - роторно-поршневой

Page 23: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

23/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

HYDRAULIC MOTOR This system uses fixed displacement, bi-directional, low speed and high torque, internal gear type hydraulic motor as shown below. Main concerns of choosing hydraulic motors are: Discharge rate and flow rate - maximum flow volume limit Pressure (difference) - rated pressure, maximum pressure (pressure in short- term use) - Output torque - Power - Efficiency - Speed: rated speed, maximum speed, and minimum speed.

ГИДРОМОТОР Данная система использует мотор с постоянной производительностью, низкоскоростной с высоким крутящим моментом, внутренняя коробка привода, как показано ниже. Основная концепция выбора гидромотора следующая: Разгрузить поток - ограничение максимального объемного расхода (при разных давлениях - Максимальное рабочее давление (давление в смысле использования) - Выходной момент - Потребляемая энергия - Эффективность или КПД - Скорость вращения. максимальная и минимальная

Hydraulic Motor UH-211 (a) Symbol (b) Appearance

Обозначение гидромотора UH-211 (a) Символ на схемах (b) Внешний вид

Page 24: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

24/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

FORMULAS FOR HYDRAULIC MOTOR

6. Output torque

7. Output power

8. Input power

9. Volumetric efficiency

10. Mechanical efficiency

11. Overall efficiency where P = inlet pressure - outlet pressure, kg/cm2 D = hydraulic motor output displacement, cm3/rev Q = input flow rate, litter/min Qo = input flow rate when no load, litter/min T = torque, kg-m N = motor speed, rpm 1 HP = 0.746 kw

ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ГИДРОМОТОРА

6. Выходной момент

7. Входная мощность

8. Входная мощность 9. Эффективность 10. Механическая эффективность

11. КПД

Где, P = Давление на выходе и на выходе, кг/см2 D = Выходная производительность гидромотора, см3/об Q = Входной расход,, литров/минуту Qo = Входной расход в системе, когда нет нагрузки, литров/минуту T = Момент, кг-м N = Скорость, оборотов в минуту 1 л.с. = 0.746 кВт

π2

DPT

⋅=

)(6120

20 KW

TNL

π=

100%0

xQ

QYv =

100% 0 xM

MYm

v

=

1000

%0 xLi

LY =

)(6120

KWPQ

Li =

Page 25: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

25/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

PROCEDURE

1. On the working board, assemble the hydraulic circuit as shown in Figure 11-1.

2. Close the shut-off valve 3. 3. Turn on the hydraulic power unit. 4. Adjust the pressure relief valve 2 in

the hydraulic power unit to set the system pressure (gauge 1) at 40 kg/cm2. If there is pressure leak, turn off hydraulic power unit immediately, release pressure in circuit and check if the circuit is correct.

5. With the shut-off valve 3 closed, open the counterbalance valve 8 fully (fully CW). Observe and record the readings on pressure gauges 5 and 7 and the action of hydraulic motor in Table 11-1.

6. Open the shut-off valve 3. 7. Place the directional control valve 4

in 4b position and open the counterbalance valve 8 fully (fully CW). Observe and record the readings on pressure gauges 5 and 7 and the action of hydraulic motor in Table 11-1.

8. Half open the counterbalance valve 8 (4 turns CW). Observe and record the readings on pressure gauges 5 and 7 and the action of hydraulic motor in Table 11-1.

9. Close the counterbalance valve 8 fully (fully CCW). Observe and record the readings on pressure gauges 5 and 7 and the action of hydraulic motor in Table 11-1.

10. Place the directional control valve 4 in 4a position and open the counterbalance valve 8 fully (fully CW). Observe and record the readings on pressure gauges 5 and 7 and the action of hydraulic motor in Table 11-1.

ПРОЦЕДУРА

1. На рабочем стенде собрать контур гидросистемы как показано на схеме 11-1.

2. Закрыть перекрывной кран 3 3. Включить гидростанцию. 4. Установить перекрывной кран 2 в

положение соответствующее требуемому давлению (манометра 1) в 40 kg/cm2. Если будут утечки масла, выключите сразу гидростанцию, стравите давление в системе и прверте правильность сборки системы.

5. Убедиться, что перекрывной кран 3 закрыт, повернуть регулятор 8 в положение открыт CW clockwise по часовой стрелке до упора. Показания манометров 5 и 7. записать в таблицу 11-1, связанную с гидромотором.

6. Открыть перекрывной кран 3. 7. Регулируйте кран 4 до позиции 4b

и затем откройте кран 8. в положение открыт CW clockwise по часовой стрелке до упора. Показания манометров 5 и 7. записать в таблицу 11-1.

8. До половины откройте кран 8. в положение (4 turns CW) по часовой стрелке 4 оборота. Показания манометров 5 и 7. записать в таблицу 11-1.

9. Полностью закройте кран 8. в положение (fully CCW) против часовой стрелки до упора. Показания манометров 5 и 7. записать в таблицу 11-1..

10. Регулируйте кран 4 до позиции 4a и затем откройте кран 8. в положение открыт CW clockwise по часовой стрелке до упора. Показания манометров 5 и 7. записать в таблицу 11-1..

Page 26: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

26/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

PROCEDURE CONTINUE

11. Half open the counterbalance valve 8 (4 turns CW). Observe and record the readings on pressure gauges 5 and 7 and the action of hydraulic motor in Table 11-1.

12. Close the counterbalance valve 8 fully (fully CCW). Observe and record the readings on pressure gauges 5 and 7 and the action of hydraulic motor in Table 11-1.

13. Turn off the hydraulic power unit. Open the shut-off valve and actuate directional control valve to release the remaining pressure in circuit.

14. Disassemble circuit, clean and return all equipment.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ

11. До половины откройте кран 8. в положение (4 turns CW) по часовой стрелке 4 оборота. Показания манометров 5 и 7. записать в таблицу 11-1.

12. Закрыть перекрывной кран 8, повернув регулятор в положение (fully CCW) до упора против часовой стрелки. Показания манометров 5 и 7. записать в таблицу 11-1..

13. Отключите гидростанцию. Откройте перекрывной кран и попеременным переключением регулятора стравите давление из системы.

14. Разберите контур системы, очистите оборудование и верните на место.

Page 27: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

27/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

EXPERIMENTAL RESULTS The following results are only for reference. In practice, it is possible that a slight difference exists in the results of different individuals due to operating condition and manipulation.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА Следующий результат используется только для справки. На практике возможны небольшие различия из-за индивидуальных особенностей проведения опыта и условий при манипуляциях.

Shut-off Valve 3

Directional Control Valve 4

Counterbalance Valve 8

Hydraulic Motor

Gauge5 (kg/cm2 )

Gauge7 (kg/cm2 )

Closed 4b Fully opened Stops 0 0 Open 4b Fully opened Rotating

CW 30 15

Open 4b Half opened Rotating CW

35 25

Open 4b Fully closed Rotating CW

40 30

Open 4a Fully opened Rotating CCW

7.5 21

Open 4a Half opened Rotating CCW

7.5 21

Open 4a Fully closed Rotating CCW

7.5 21

Shut-off Valve 3

Directional Control Valve 4

Counterbalance Valve 8

Hydraulic Motor

Gauge5 (kg/cm2 )

Gauge7 (kg/cm2 )

Closed 4b Fully opened

Open 4b Fully opened

Open 4b Half opened

Open 4b Fully closed

Open 4a Fully opened

Open 4a Half opened

Open 4a Fully closed

Page 28: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

28/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

CONCLUSION From the experiment, it is known that: Hydraulic motor can rotate clockwise and counterclockwise. Hydraulic motor will decrease speed as the load increases. Hydraulic motor will not rotate when the outlet is totally blocked. Hydraulic motor mainly depends on the system's hydraulic oil for rotation, and without rotation when no hydraulic oil output.

ВЫВОДЫ

Из эксперимента нам должно быть уже известно, что гидромотор может вращаться по часовой стрелке и также против часовой стрелки. Гидромотор будет уменьшать свою скорость при увеличении нагрузки в системе. Гидромотор не будет вращаться, когда внешний поток полностью остановлен. Гидромотор главным образом зависит от подвода масла в гидросистему, что обеспечивает вращение и не будет обеспечивать вращение без отвода масла из системы.

Figure 11-1 Hydraulic circuit Рис. 11.1 Контур схемы гидросистемы.

Page 29: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

29/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

EX.14 ACCUMULATOR CONTROL CIRCUIT OBJECTIVE To learn that placing a pressure accumulator in circuit can maintain the pressure, absorb excessive pressure, or conserve hydraulic energy for compensating the hydraulic power, etc. EQUIPMENT REQUIRED Hydraulic Workbench UH-001 Hydraulic Power Unit UH-101 Pressure Distributor UH-801 Return Distributor UH-803 Shut-Off Valve UH-809 4/3-Way Directional Control Valve UH-511 Accumulator UH-116 Double-Acting Hydraulic Cylinder UH-201 Hose, 1M UH-814 Hose, 1.5M UH-815 3-Way Distributor UH-805

EX.14 ГИДРОСИСТЕМА С АККУМУЛЯТОРОМ ЦЕЛИ Изучить принцип создания давления в системе аккумулятора. Использование накопленного давления для компенсации потерь гидравлической энергии и тд. ТРЕБОВАНИЕ К ОБОРУДОВАНИЮ Насосная станция UH-001 Насос подкачки UH-101 Перекрывной кран UH-801 Вентиль слива UH-803 Перекрывной кран UH-809 4/3-четырехвходовой регулятор давления РД - UH-511 Аккумулятор UH-116 Двунаправленный цилиндр UH-201 Шланг, 1M UH-814 Шланг 1.5M UH-815 Тройник UH-805

Working circuits for practice Собранная схема для практики

Page 30: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

30/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

DISCUSSION As oil is not easily compressed, it is difficult to reserve pressure and absorb impact. Hydraulic accumulator uses some compressible media, such as some inactive gases (e.g. nitrogen gas), springs to compensate for the characteristic of oil. Types of hydraulic accumulators: Weighted type - Its pressure remains constant when cylinder piston is moving. Spring type - The pressure applied on the hydraulic accumulator depends on the pressure sustained by spring. Gas charged type - uses inactive gases such as nitrogen (compressed air cannot be used) for compression. (a) Piston type (b) Diaphragm type (c) Bladder type Purpose of using hydraulic accumulator within the circuit: Hydraulic accumulator can maintain the system pressure under emergency situations. Hydraulic accumulator is sometimes used to absorb the system vibrations. Hydraulic accumulator is the source of hydraulic energy, and can be used to increase the system's flow rate. When used to absorb vibrations, the gas pressure is approximately 60% the hydraulic operating pressure. When used to store energy, the gas pressure is approximately 80-90% the hydraulic operating pressure. The type of pressure accumulator used in this system is the bladder accumulator with nitrogen gas and pressure at 30 kg/cm2. In the organization of the circuit, all pressure should be released then analysis and checks are carried out.

ТЕОРИЯ Так как масло является не сжимаемой жидкостью, его трудно использовать как накопление резервного давления. Гидроаккумулятор использует сжатым неинертный газ (азот) или пружину для компенсации характеристик масла. Типы гидроаккумуляторов. Поршневой тип – его давление заменяется постоянным движением штока цилиндра под действием собственного веса. Диафрагменный тип – давление зависит от сжатия пружины. Двухкамерный тип – использует неинертный газ такой как азот (сжатие воздуха не используется). Назначение использования гидроаккумуляторов. Гидроаккумулятор может устанавливаться в системах с опасными вибрациями. Гидроаккумуляторы иногда используются как источник энергии и также увеличения скорости потока в системе. В самолете А-320 такая система обозначается желтой и предназначена для шасси. Когда поглощается вибрация, давление газа примерно 60% от рабочего давления в системе. Когда используется для сохранения энергии давление газа примерно 80-90% от рабочего. Тип используемого аккумулятора в системе для наших экспериментов это двухкамерный газовый аккумулятор с азотом при начальном давлении 30кг/см2. Рабочим давлением аккумулятора считается до 100 кг/см2 После подключения гидроаккумулятора в системе всё давление должно быть стравлено и только потом проводиться анализ и проверки.

Page 31: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

31/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

PROCEDURE On the working board, assemble the hydraulic circuit as shown in Figure 14-1. Close the shut-off valve 3. Turn on the hydraulic power unit. Adjust the pressure relief valve 2 in the hydraulic power unit to set the system pressure (gauge 1) at 40 kg/cm2. If there is pressure leak, turn off hydraulic power unit immediately, release pressure in circuit and check if the circuit is correct. Turn off all the valves of the accumulator (fully CW). Open the shut-off valve 3 to read 50 kg/cm2 on pressure gauge 5. Close the shut-off valve 3. Turn off the hydraulic power unit. Place the directional control valve 6 in the extension position 6a to extend the cylinder. When the cylinder stops, place the directional control valve 6 in the stop position 6c. Observe to see whether the cylinder is in its full extension position and whether the remaining pressure exists in the circuit (gauge 5). Record your observations in Table 14-1. Turn on the hydraulic power unit and read 50 kg/cm2 on pressure gauge 5. Place the directional control valve 6 in the extension position 6a to extend the cylinder fully. Place the directional control valve 6 in the retraction position 6b to retract the cylinder. When the cylinder stops, place the directional control valve 6 in the stop position 6c. Observe to see whether the cylinder is in its full retraction position and whether the pressure exists in the circuit (gauge 5).

ПРОЦЕДУРА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА На рабочем стенде собрать гидросистему как показано на схеме 14-1. Закрыть перекрывной кран 3. Включить гидростанцию. Регулировать давление через вентиль 2 и добиться давления в системе по манометру 1 начиная с 50 кг/см2. Если есть потеря давления, отключить насосную станцию сразу, стравить давление в системе и проверить правильность соединения трубопровода. Все вентили аккумулятора должны быть закрыты. Открыть перекрывной кран 3 и подождать давления 50кг/см2 на манометре 5, постепенно закрывая сливной вентиль. Закрыть кран 3. Выключить насосную станцию. Установить РД6 (регулятор давления) в положение 6а для выпуска цилиндра. Когда цилиндр остановится, установить РД 6 (регулятор давления) в позицию 6с. Осмотреть выпущенное положение цилиндра и убедиться в падении давления в системе (манометр 5) Записать наблюдения в таблицу 14-1. Включить гидростанцию. Открыть перекрывной кран 3. и подождать давление 50 кг/см2 на манометре 5. Установить РД 6 в положение 6а чтобы выпустить цилиндр полностью. Установить РД 6 в положение 6b чтобы выполнить уборку цилиндра. Когда цилиндр остановится, установить РД 6 в положение 6с. Убедиться в полной уборке цилиндра и присутствии давления в системе (манометр 5).

Page 32: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

32/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

PROCEDURE CONTINUE Adjust the pressure relief valve 4.1 in pressure release circuit to set the accumulator pressure Close the pressure relief valve 4.1 and . the shut-off valve 3. Turn off the hydraulic power unit. Actuate the directional control valve 4.2 and then place the directional control valve 6 in the extension position 6a to extend the cylinder fully. Place the directional control valve 6 in the retraction position 6b to retract the cylinder. When the cylinder stops, place the directional control valve 6 in the stop position 6c. Observe to see whether the cylinder is in its full retraction position and whether the remaining pressure in accumulator. Record your observations in Table 14-1. Disassemble circuit, clean and return all equipment. remaining pressure exists in the accumulator (gauge 5).

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ Открыть вентиль 4.1 гидроаккумулятора, подождать выравнивание давлений манометра 1 и 5. Закрыть вентиль 4.1 и перекрыть кран 3. Выключить гидростанцию. Постепенно, открывая вентиль 4.2 создать давление в гидросистеме. Установить РД 6 в положение 6а для выпуска цилиндра. Когда цилиндр остановится, установить РД 6 в позицию 6с. Осмотреть выпущенное положение цилиндра и убедиться в падении давления в аккумуляторе (манометр 5) Записать наблюдения в таблицу 14-1. Разобрать систему, привести в порядок оборудование, прежде стравив давление из аккумулятора (манометр 5).

Fig. 14.1 Hydraulic circuit Рис. 14.1Схема работы гидроаккумулятора.

Page 33: BASIC HYDRAULIC SYSTEMS EXPERIMENTS MANUAL

HYDRAULICS (ATA 29) Category B1, B2

FOR TRAINING ONLY

Rev.: 1 Rev. date: 24.03.2017

Issue date: 23.02.2011

33/ 33

dr.sc.ing Konstantin Nechval

CONCLUSION The pressure accumulator is filled with fluid all the way till it reaches the highest pressure level. When it reaches the lowest pressure level after completing its work, the pressure accumulator starts accumulating pressure again. The fluid volume that is discharged within the limits of these two pressure levels is the capacity that can be provided by the pressure accumulator. EXPERIMENTAL RESULTS The following results are only for reference. In practice, it is possible that a slight difference exists in the results of different individuals due to operating condition and manipulation. Table 14-1

Gauge (kg/cm )

Shut-off Valve 3

Direct Control Valve 6

Cylinder in Full Extension/ Retraction Position?

Remaining Pressure in Accumulator?

40 Open 6a ■Yes ■Yes

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Давление в аккумуляторе обеспечивается заполняемой жидкостью при достижении определенного уровня давления в системе. Когда достигнут наименьший предел рабочего давления в аккумуляторе, аккумулятор начинает его накапливать. Объем жидкости разряжается полностью с предельного низкого значения уровня давления. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА Получены практические резльтаты. Возможны некоторые расхождения при выполнении индивидуальных работ, в определенных условиях. Table 14-1 МН (kg/cm )

Кран 3 Кран 6 Цилиндр Выпуск/ уборка?

Падение давления в аккумуляторе?

40