Расчёт потерь давления в гидролиниях и аппаратах

 

При расчётах рабочего давления в гидросистеме должны определяться потери давления в гидравлических аппаратах при протекании через них рабочей жидкости.

В линии рабочего гидроцлиндра:

в напорной линии:

 

клапан давления:

Расчёт потерь ведётся по формуле:

,

где - фактически проходящий расход, л/мин;

- номинальный расход, л/мин;

- потери давления, л/мин.

 

Гидрораспределитель.

Расчёт потерь ведётся по формуле:

,

где - фактически проходящий расход, л/мин;

- номинальный расход, л/мин;

- потери давления, л/мин.

Гидрораспределители.

Фактическое изменение перепада давления гидрораспределителя:

МПа;

 

Изменение перепада давления в регуляторе расхода:

Мпа;

 

Изменение перепада давления в фильтре напорном:

Мпа

 

Определяем потери давления в напорной и сливной линиях рабочего гидроцилиндра по формулам:

;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ГПП 515.017.00.000 ПС

где - потери давления на трение в трубопроводах напора, МПа;

- потери давления на местные сопротивления в трубопроводах напора, МПа;

- потери давления в аппаратах в трубопроводах напора, МПа.

 

МПа;

Определение наибольшего рабочего давления:

 

Давление настройки клапана КД2:

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ГПП 515.017.00.000 ПС

9 Определение объёмных потерь (утечки)

 

Рассчитываем объёмные потери, то есть внутренние утечки для напорной линии каждого гидравлического исполнительного органа. При этом суммируются объёмные потери не только на работающем участке системы, но и на аппаратах, соединённой с напорной линией рассматриваемого участка. При проектных предварительных расчётах объёмные потери могут определяться для гидравлических аппаратов:

 

 

для гидроцилиндров

; [1, стр.52]

где – объемные потери на гидроаппарате, л/мин;

– объемные потери на на поворотном гидродвигателе или гидромоторе, л/мин;

–перепад давления на аппарате, МПа;

–перепад давления на поворотном гидродвигателе, МПа.

для регулятора расхода:

для гидрораспределителя:

для фильтра напорного:

0,008=0,0096

Суммарные потери: л/мин

 

 

Определяется необходимая наибольшая подача рабочей жидкости для каждого гидравлического исполнительного органа:

,

где - максимальный расход рабочей жидкости для гидравлического исполнительного органа;

- суммарные объёмные потери.

Для линии одноштокового цилиндра:

л/мин.

Таким образом, наибольшая подача насоса или наибольшая производительность насосной станции для гидросистемы с несколькими исполнительными органами определяется из условия:

,

л/мин..

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ГПП 515.017.00.000 ПС

10 Выбор насоса

Выбранный насос имеет подачу, удовлетворяющую условию:

,

где - наибольшая подача насоса, л/мин;

- требуемая подача жидкости, л/мин.

л/мин;

а так же развивает давление больше, чем то значение, на которое настроен предохранительный клапан:

,

МПа.

Исходя из вышеприведенных значений, выбираем по каталогу пластинчатый нерегулируемый насос, удовлетворяющий требованиям: типа Г12-33АМ, со следующими характеристиками[5, с.19]:

рабочий объём, см³ 32;

номинальная частота вращения, мин^-1 960;

номинальная подача, л/мин 27,9;

номинальная мощность, кВт 3,6;

полный К.П.Д. 0,81;

номинальное давление на входе, МПа 6,3;

 

 

Мощность приводного электродвигателя рассчитывается из условия:

 

,

где N_Э - мощность приводного вала электродвигателя, кВт;

- подача насоса, л/мин;

Р_К – давление настройки предохранительного клапана, МПа;

- общий коэффициент полезного действия насоса.

кВт.

 

Так, как по диаграмме расходов насосы работают одновременно, то выбранный насос должен обладать суммарной мощностью:

кВт.

 

Выбор электродвигателя:

по справочным таблицам, в зависимости от расчётной мощности выбираем трёхфазный асинхронный короткозамкнутый, закрытый, обдуваемый, с высотой оси вращения 50…250мм. электродвигатель модели 4А100L6У3 ГОСТ 19523-74, со следующими характеристиками:

мощность 2,2 кВт;

номинальная частота вращения 960мин^-1.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ГПП 515.017.00.000 ПС

11 Определение коэффициента полезного действия системы

 

К.П.Д. гидравлической системы гидропривода определяется по следующей зависимости:

[1, стр.54]

 

где - полезный перепад давления, рабочий расход рабочей жидкости, время работы в

течении каждого цикла исполнительного органа;

- давление настройки предохранительного клапана;

- расход требуемый;

- время цикла.

 

Таблица 11.1 – Значения расхода, полезного перепада давления и времени работы гидродвигателей

	Q, л/мин	ΔP, МПа	t, с
Возвратно-поступательное движение	23,56	2,65
22,62	1,3
Поперечная подача	1,09	0,79
1,09	0,79
Вертикальная подача	0,185	1,45
0,185	1,45

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12 Тепловой расчёт гидросистемы

 

При работе гидропривода происходит нагрев рабочей жидкости из-за потери мощности, т. к. энергия, затраченная на преодоление различных сопротивлений в гидросистеме, превращается в теплоту, поглощаемую рабочей жидкостью. Тепловой расчёт гидропривода должен быть таким, чтобы превышение установившейся температуры жидкости в баке над температурой окружающей среды было в пределах допустимого превышения температуры или температура рабочей жидкости из условия её работоспособного состояния не превышала допустимого значения . Полученная рабочей жидкостью теплота должна отдаваться в окружающую среду через поверхности стенок бака, а если этого недостаточно, то устанавливается дополнительный теплообменник.

Среднее количество теплоты, выделяемое гидросистемой в единицу времени, равно потери мощности:

[1, стр.55]

 

Требуемая поверхность излучения и объём рабочей жидкости в баке:

; [1, стр.55]

, [1, стр.55]

где θ и N_пот. – количество теплоты и потери мощности, кВт;

S_Б – площадь поверхности излучения бака, м²;

– разность температур рабочей жидкости в баке и окружающей среды, °С;

;

м²;

л.

 

Принимаем стандартный объём бака л.

Фактическое количество теплоты, отводимое через стенки бака определяем по формуле:

; [1, стр.56]

 

где – фактическое количество теплоты, отводимое через стенки бака, кВт.

кВт.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ГПП 515.017.00.000 ПС

Так как то теплообменник требуется.

. [1, стр.56]

 

Теплообменник не требуется.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ГПП 515.017.00.000 ПС

13 Выбор и обоснование основных конструктивных элементов гидродвигателя

Гидроцилиндр с односторонним штоком состоит из следующих основных деталей рисунок 13.1.: гильзы 2, крышек 6 и 4, поршня 3, штока 1, гайки 10, шпильки 5.

Рисунок 13.1 - Конструкция гидроцилиндра с односторонним штоком

 

Уплотнения поршня по диаметру D=70 мм обеспечивается с помощью поршневых колец 8 по 70×50×22.4 PTM, которые обеспечивают герметичность в гидравлических устройствах для возвратно-поступательного движения. Уплотнения штока по диаметру d=50 мм – с помощью уплотнения 7 по ГОСТ 14896-84. Также на штоке установлены грязесъемники 15 по А5 50×60×5/7 PU, предназначенные для очистки от грязи поверхностей штоков. Необходимую точность работы обеспечивает штоковая из направляющекольцевого пластика 50 X 56 X 12,8 I/PWR.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ГПП 515.017.00.000 ПС

Литература.

1) Расчёт гидравлических приводов станочного оборудования: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию по дисц. «Гидропривод и гидропневмоавтоматика» для студ. машиностроит. спец./В.И. Глубокий. – Мн.: БНТУ, 2005. – 80 с.

2) Свешников В. К. Станочные гидроприводы. – М.: Машиностроение 1982. – 464 с.

3) Расчёт гидравлических приводов: Методическое пособие по курсовому проектированию по дисц. «Гидропривод и гидропневмоавтоматика» для студ. машиностроит. спец./А.М. Якимович, В.И. Клевзович, А.И. Бачанцев. – Мн.: БНТУ,

2002. – 71 с.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ГПП 515.017.00.000 ПС

ПРИЛОЖЕНИЕ