Розрахунок основних параметрів

Визначення тисків в порожнинах нагнітання та зливу

Згідно схемі гідроприводу складемо рівняння для тиску в порожнинах нагнітання гідроциліндрів P₁ і в порожнинах зливу P₂. Для цього складемо схему розподілу тиску в гідросистемі.

Рисунок 2.1.- Схема розподілу тиску в гідросистемі

Рівняння тисків P₁ та P₂ запишемо у вигляді:

де – тиск у поршневій порожнині гідроциліндра, МПа;
– тиск у штоковій порожнині гідроциліндра, МПа;
- тиск який розвиває насос, МПа;
и – перепади тиску на гідро розподільнику, МПа;
и - перепади тиску та , МПа;

– перепал тиску на дроселі, МПа;
- перепад тиску на фільтрі, МПа.

Згідно [12, с.62] в залежності від величини корисного зусилля приймемо робочий тиск в гідросистемі, т.е. тиск, який розвиває насос буде рівне 1,6 МПа. Перепади тиску на золотнику, дроселі та фільтрі приймемо наступним чином:

Так як перепади тиску в трубах на першій стадії розрахунку визначити неможливо, то приймемо попередньо: .

Тоді:

Визначення діаметра поршня силового гідроциліндру

Складемо рівняння рівноваги поршнів силових циліндрів, нехтуючи силами інерції:

де – площина поршня зі сторони поршневої порожнини, м²;
- площина поршня зі сторони штокової порожнини, м²;
– зусилля на штоках, кН;
– сила тертя, прикладена до поршня,

Сила тертя T збільшується з ростом тиску рідини в циліндрі. ЇЇ можна визначити за формулою:

Визначимо площини гідроциліндра F₁ и F₂, використовуючи співвідношення:

 

де υ _ПР та υ _ПХ –швидкості поршня при робочому та холостому ході.

Перетворимо рівняння до вигляду:

Витрати рідини, що потрапляє в силовий циліндр можна визначити за формулою:

Якщо витрати рідини, яка потрапляє в силовий циліндр при робочому та холостому ході однакові, то:

тому:

 

З цих виразів слідує:

Звідки:

Отже, вираз площини поршня в штоковій порожнині прийме вигляд:

Підставляючи вирази площин F₁ и F₂ в (2), зможемо визначити діаметр поршня:

Вибір гідроциліндра

Приймаємо стандартний діаметр циліндра D = 180 мм. З довідника [6, с.90] обираємо гідроциліндри загального призначення згідно ОСТ 22-1417-79 з номінальним тиском P* = 10 МПа (рис.2.2).

Габаритні та при єднальні розміри обраних гідроциліндрів, мм [6, с.96, табл.3.31зводимо в табл.2.1.

 

Таблица 2.1-

Габаритні та при єднальні розміри обраних гідроциліндрів

D	S	d	D1	d1	d2	b	rmax	lmin
				M48x2

Оскільки хід штока , то його на подовжній вигин можна не перевіряти.

Визначимо площину поршня п поршневій та штоковій порожнині:

 

Визначення витрат робочої рідини та вибір насосу

Визначимо витрати рідини, яка потрапляє в поршневу порожнину кожного силового гідроциліндру:

де – швидкість переміщення поршня, яка визначається відношенням ходу поршня до часу робочого ходу:

тоді:

Подача насоса урахуванням витоків робочої рідини визначається з формули:

де - витоки рідини на силовому циліндрі;
– витоки на золотнику;
– витоки через запобіжний клапан;
- число гідроциліндрів.

Витоки на силовому циліндрі визначимо з формули:

 

Витоки на золотнику:

 

Номінальні витоки знаходимо з в табл.2.2 та 2.3 [17].

Витоки через запобіжний клапан приймемо = 0,1 .

Подача насоса:

Визначмо робочий об’єм насоса:

 

де – частота обертання ротора насоса;
- об’ємний ККД насоса,

Обираємо по розрахованим параметрам пластинчастий гідронасос Г12-26М з робочим об’ємом 260 см³, номінальною подачею 229 л/хв, номінальним тиском 6,3 МПа та об’ємним КПД = 0,9 (рис.2.3).

Рисунок 2.3.- Пластинчатый насос Г12-26М

Насос складається з корпуса 2 з кришкою 9, між якими розміщується статорне кільце 11. На приводному валу 4 на шліцах встановлений ротор 1, у пазах якого поміщені пластини 12. Вал обертається в шарикових підшипгиках 3. До торців ротора притиснуті торцеві розподільні диски 7 З чотирма вікнами для всмоктування та нагнітання. Один з торцевих розподільних лисків плаваючий: на початку роботи насоса він притискається до ротора пружинами 6, а під час роботи – тиском рідини, яка потрапляє з напірної гідролінії. Герметизація насоса досягається установкою гумового або пробкового кільця 10 и манжет 5 з масло стійкої гуми. Витоки по валу відводяться через дренажний отвір 8.

Уточнюємо витрати рідини, яка скидається через запобіжний клапан у бак: