Определение давления в гидроцилиндре и КПД гидроцилиндра

Потери на трение в гидроцилиндре:

, (43)

где b- коэффициент, при D₄ >0,125, b= 0,04;

р_з - нагрузка, Н;

f_п- площадь поршня в "рабочей" полости, м².

мПа,

Механические потери:

, (44)

где f_шт. - площадь поршня в "штоковой" полости, м²;

р_шт. - давление в "штоковой" полости, мПа.

,

мПа

Давление, подведенное к гидроцилиндру:

Р_ц= Р_ц' + ΔР_мех (45)

где Р_ц'- давление необходимое для преодоления полезной нагрузки:

Р_ц=6,794+0,339=7,134 мПа.

Выбор насоса и электродвигателя

Давление, которое должен развивать насос:

(46)

= ΔР_{г н} + ΔР_{г сл}. (47)

где - сумма потерь давления в напорном и сливном трубопроводе

= 0,1129 + 0,1219 = 0,2348 мПа;

Тогда:

Р_нас.= 7,134 + 0,2348 = 7,3683 мПа.

Давление настройки предохранительного клапана:

Рнк= 1,15 · Рнас, (48)

 

Р_нк = 1,15 · 7,3683 = 8,4736 мПа.

 

Выбираем насос по [9, приложение 1, c. 379] из условия Q_H>Q_G и Р_н>Р_нас. Принимаем: ПД-50 (Аксиальный роторно-поршневой регулируемый).

q_h= 790 см³/об, Q_h= 12,9 л/с, Q_m= 13,20 л/с, P_н=25 мПа, P_mах= 32 мПа,

n_H= 980 об/мин, N= 100 кВт, ƞ_н = 0,9, ƞ_он= 0,95, ƞ_мн= 0,96, Т_н = 5,5 тыс. ч.;

Объемный КПД насоса: [2, c. 19]

, (49)

где ƞ_он- объемный КПД насоса в номинальном режиме работы;

ƞ_мн- механический КПД насоса в номинальном режиме работы;

U_H - параметр регулирования насоса в номинальном режиме работы;

n_H- частота вращения насоса в номинальном режиме работы, об/мин;

ν-коэффициент кинематической вязкости в номинальном режиме работы м²/с;

U_нi – параметр регулирования насоса в нерасчетном режиме

Примем U_H=1; U_нi=0,14

,

Механический КПД насоса:

, (50)

Общий КПД насоса:

ƞ_нi= ƞ_о.н.i · ƞ_м.н.i, (51)

ƞ_нi =0,89 · 0,80 = 0,72

Долговечность насоса на не расчетном режиме

, (52)

тыс.ч.

Выбираем электродвигатель по: [2, c. 19]

4АН280М2У3 ГОСТ19523-74; N_дв=200 кВт

 

Расчет КПД и мощности гидропривода

Определяем КПД гидропривода:

η_г/п=η_н ·η_ц·η_с, (53)

где η_н - КПД насоса_;

η_ц - КПД гидроцилиндра;

η_с - КПД гидросети.

Определяем КПД гидросети:

, (54)

где Q_c - расход системы, л/с;

Q_н - номинальный расход, л/с.

Рассчитаем затраченную мощность гидропривода:

N= , (55)

где N_е - полезная мощность гидропривода.

N_е= Р_з· V_п.з., (56)

N_е=120000·0,05=6000 Вт=6 кВт.

тогда:

N= кВт.

Механические характеристики

Так как гидропривод с объемным регулированием, то уравнение механической характеристики будет выглядеть так:

, (57)

где V_п - скорость поршня, м/с;

а_г/п - коэффициент утечек в гидроприводе, м⁴·с/кг;

U_н=1

, (58)

м⁴·с/кг;

Тогда: при U_н=1 и Р=Р_н.к=8,47·10⁶.

м/с,

V_п=0,106 м/с.

при U_н=1 Р=0.

м/с,

V_п= V_{п мах} =0,1826 м/с.

при U_н=1, Р= мПа.

м/с

V_п=0,1208 м/с.

Значения V_п и Р при разных U_н сведены в таблицу 1

 

Таблица 1- Значения скоростей и давлений

					Vп.1	Vп.2	Vп.3	Vп.4	Vп.5	Vп.6	Vп.7
р,н	Uн.							0,9			0,8			0,7			0,6			0,5		0,4
	0,18259	0,16433	0,14607	0,12781	0,10955	0,09130	0,0730
	0,18002	0,16176	0,14350	0,12524	0,10698	0,08872	0,0705
	0,17487	0,15661	0,13835	0,12009	0,10183	0,08357	0,0653
	0,17488	0,15662	0,13837	0,12011	0,10185	0,08359	0,0653

 

Расчет гидробака для рабочей жидкости

Определим вместимость бака:[2, c. 27]

V_м=3·60·Q_н, (59)

V_м=3·60·12,90·4·10^-3=9,3 м³

По ГОСТу 12448-80 принимаем V_м=10000 дм³ = 10 м³

Наиболее рациональной формой бака считается параллелепипед, уровень рабочей жидкости не должен превышать 0,8 высоты бака h.

V_м=0.8·а·b·h, (60)

где a - длина бака, принимаем a=1,5 м;

b - ширина бака, принимаем b=1м.

Теперь находим высоту бака:

, (61)

м.