Тепловой расчет гидропривода

Потери мощности, переходящей в тепло, зависят от режима работы гидропривода дорожной машины. Коэффициенты, характеризующие режим работы гидропривода, приведены в таблице 3.5.

Потери мощности, переходящей в тепло, определяются по формуле

                              (3.27)

где G - тепловой поток, выделяемый гидроприводом;

k_н, k_д– коэффициенты, характеризующие режим работы гидропривода;

N_о, N_пол – полная и полезная мощности гидропривода.

При выполнении теплового расчета под полезной мощностью можно понимать среднюю арифметическую мощность всех гидродвигателей.

Для первого контура

 кВт.          (3.28)

Гидродвигатели второго контура изменяют эту величину незначительно.

При K_н=0,8 и K_д=0,9, имеем

 Вт = 4,4 кВт.

Таблица 3.5 - Показатели режима работы гидропривода

Режим работы	Коэффициент использования номинального давления, Кд	Коэффициент продолжительности работы под нагрузкой, КН	Тип машины
Легкий	До 0,4	0,1 - 0,3	Снегоочистители, трубоукладчики, автогрейдеры легкие, рыхлители
Средний	0,4 - 0,7	0,3 - 0,5	Бульдозеры легкие, скреперы прицепные, автогрейдеры тяжелые, грейдер элеваторы
Тяжелый	0,7 - 0,9	0,5 - 0,8	Бульдозеры тяжелые, автоскреперы, погрузчики
Весьма тяжелый	>0,9	0,8 - 0,9	Экскаваторы многоковшовые, катки и другие машины с гидроприводом непрерывного действия

 

Допускаемый температурный перепад DТ равен:

                                       (3.29)

где T^ж_доп - максимальная допускаемая температура рабочей жидкости;

   T^Е_max - максимальная температура окружающего воздуха.

При T^ж_max=75 ^ОС (раздел 3.7), получим

 ^ОС.

Необходимая площадь поверхности теплообмена S_тр равна:

,                                                    (3.30)

где k – коэффициент теплопередачи.

Для гидроприводов СДМ коэффициент теплопередачи не превышает значения k=15 вт/м²×град.

Тогда

 м².

Определим теплоотдающую поверхность гидросистемы. Для трубопроводов и других цилиндрических гидроаппаратов теплоотдающую поверхность можно определить по формуле

,                                     (3.31)

где  – наружный диаметр трубопровода или гидроцилиндра;

    l– длина трубопровода или ход штока гидроцилиндра.

Для прочего гидрооборудования теплоотдающую поверхность ориентировочно можно определить по формуле:

,                           (3.32)

где b, l, h– габариты гидроаппарата;

   k_ф – коэффициент, учитывающий форму и степень оребрения гидроаппарата или гидродвигателя, ориентировочно k_ф=0,7 - 1,5.

Определим площадь охлаждения бака. Объем масла в баке определяется по эмпирической зависимости

V_м=(0,3…1)V_н¹,                                            (3.33)

где V_н¹ - минутная подача насоса.

Следовательно,

 м³,

 м³.

Учитывая, что масло должно наполнять бак на 0,8 - 0,85 % его высоты, в соответствии с ГОСТ 16770-86 принимаем бак с номинальной вместимостью V_б=63 дм³=0,063 м³.

При этом объем масла в баке будет равен V_м=0,063.0,8»0,05 м³.

Действительная площадь охлаждения поверхности бака равна:

,                                        (3.34)

При V_м=0,05 м³ имеем  м².

Так как S_б<S_тр, то проводим расчет теплоотдающей поверхности трубопроводов, который сводим в таблицу 3.6. Наружные диаметры трубопроводов принимаем по справочной литературе [5].

 

Таблица 3.6 - Фактическая теплоотдающая поверхность трубопроводов

Номер участка	Наружный диаметр Dнар, м	Длина трубопровода l, м	Площадь теплоотдающей поверхности S, м^2
1	0,076	0,25	0,06
2	0,023	1	0,072
3	0,042	4	0,528
4	0,042	4	0,528
5	0,05	10	1,57
6	0,034	11	1,174
7	0,05	3	0,471
8	0,076	0,3	0,072
Итого: S=4,475 м^2

 

Поскольку суммарная теплоотдающая поверхность бака и трубопроводов, составляющая 5,37 м², недостаточна для охлаждения жидкости, считаем теплоотдающую поверхность гидрооборудования. Расчеты сводим в таблицу 3.7. Данные берем из справочной литературы [1] - [6].

 

Таблица 3.7 - Теплоотдающая поверхность гидрооборудования

Наименование	Длина l, м	Ширина b, м	Высота h, м	Количество	Коэффициент формы и оребрения Кр	Площадь теплоотдающей поверхности S, м^2
Насос	0,46	0,41	0,41	1	0,8	0,87
Распределитель	0,19	0,25	0,13	2	1,1	0,46
Блок клапанов	0,275	0,175	0,06	3	1	0,447
Фильтр	0,625	0,23	0,18	1	0,8	0,447
Дроссель с обратным клапаном	0,11	0,06	0,06	1	0,75	0,025
Гидромотор	0,3	0,19	0,19	1	0,8	0,24
Гидроцилиндры стрелы	1	0,12	0,12	2	0,1	1,02
Гидроцилиндр рукояти	0,9	0,1	0,1	1	1	0,38
Гидроцилиндр ковша	0,8	0,12	0,12	1	1	0,41
Итого: S=4,33 м^2

 

Таким образом, фактическая теплоотдающая поверхность гидросистемы

S_д=5,37+4,33=9,7 м².

Это больше требуемой. Если условие S_д>S_тр не выполняется, необходимо увеличить поверхность бака за счет его оребрения, либо установить теплообменник.

 

Защита курсовой работы

При защите нужно знать: назначение и область применения заданной машины, ее конструктивные особенности, характер и последовательность технологических операций, выполняемых машиной; назначение и принцип действия всех гидромашин и гидроаппаратов, входящих в разработанную систему гидропривода, их краткие технические характеристики и устройство; порядок расчета и выбора гидродвигателей, насосов, гидроаппаратуры; условные обозначения всех элементов гидропривода; правила техники безопасности при эксплуатации гидравлического привода; способы контроля технического состояния гидропривода.

Необходимо уметь обосновывать разработанную схему гидропривода, ее соответствие технологическому процессу, выполняемому машиной.

При защите курсовой работы в докладе (5 - 7 мин) кратко излагаются общие сведения о машине, разработанной системе ее гидропривода и особенностях ее действия.

Список литературы

1 Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. – М.: Машиностроение, 1983. – 301 с.: ил.

2 Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи./А.Ф. Андреев, Л.В. Барташевич, Н.В. Богдан и др.; Под ред. В.В. Гуськова. – Мн.:Выш.шк., 1987. – 310с.: ил.

3 Савин И.Ф. Гидравлический привод строительных машин. – М.: Стройиздат, 1974. – 240 с.

4 Справочник конструктора дорожных машин / Б.Ф. Бондаков, И.П. Бородачев, С.А. Варганов и др.; Под ред. И.П. Бородачева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1973. – 504 с.: ил.

5 Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / Я.М. Вильнер, Я.Т. Ковалев, Б.Б. Некрасов и др.; Под общ. ред. Б.Б. Некрасова. – 2-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выш. шк., 1985. – 382с.: ил.

6 Юшкин В.В. Основы расчета объемного гидропривода. – Мн.: Выш. шк., 1982. – 93 с.: ил.