Расчет гидропривода

d_т = 25 –( 2*1,4) = 22,2 мм.

       У трубопроводов на  линии распределитель-гидромотор диаметр будет такой же.

        Для сливных линий рекомендуется  υ 2 м/с.Определим предварительное значение внутреннего диаметра трубопровода ď_т  :

  ď_т =√ 4Q/π υ                                                                                                                   (13)

ď_т =√ 4*0,0602/3,14*2*60    =25 мм

       Округляю  по ГОСТ 16516-80 до 25мм

       Выбираю бесшовные холоднодеформированные трубы (ГОСТ 8734-75) [1,с.41]                      

       По  ГОСТ 8734-75 определяю фактическое значение наружного диаметра

d_{т нар} = 30 мм с толщиной стенки δ = 1,8 мм

         Определяю  фактическое  значение внутреннего  диаметра для сливных линии:

d_т  = d_{т  нар} - (2*δ+Δδ)

d_т = 30 –( 2*1,8) = 26,4 мм. 

1.9.  Расчет гидробака

       Гидробак  обеспечивает хранение запаса рабочей  жидкости (сверх объема в гидросистеме) и охлаждение ее. Размеры гидробака устанавливаются такими, чтобы температура рабочей жидкости при непрерывной работе гидропривода не поднималась выше максимально допустимой.

       При некоторых допущениях можно записать следующее равенство:

(N(t_p + t_x) – N_эt_p) /(t_x + t_p) = К_T S_T (Т_M – Т_O)+К_б S_б (Т_M – Т_O),                                    (14)

где N-мощность подведенная к валу насоса, Вт. 

N =p*Q/η                                                                                                                        (15)

N =6,3*10⁶*0,001/0,70=9 кВт.

t_р- время рабочего хода(нагрузка гидродвигателя), t_р=50с.

t_х- время холостого хода(отсутствие нагрузки), t_х=50с.  

N_э-эффективная мощность гидропривода, Вт,

N_э=М*ω_у                                                                                                                         (16)

N_э =25*2*3.14*(1300/60)=3401 Вт=3,401 КВт;

К_т - коэффициент теплоотдачи для труб

К_т=12…16 Вт/м²*К. Примем К_т=14.

S_т – площадь поверхности труб гидросистемы, м².

S_т =∑П*d_i*l_i                                                                                                                    (17)

S_т =3.14(0,0222*2+2*0,0222*5+0,0264*3)=1,085 м².

Т- температура рабочей жидкости, К Т=333 К.

Т_о- температура окружающей среды, К   Т_о=273 К.

К_б- коэффициент теплопередачи бака с водяным охлаждением, К_б=100, Вт/м²*К.

S_б- площадь поверхности бака, м².

  S_б=a*b+2*a*h+2*b*h;  

a, b, h- длина, ширина, высота бака,

  S_б =(N(t_p + t_x) – N_эt_p) /((t_x + t_p)*К_б (Т_M – Т_O)) – К_Т*S_T/ К_б

S_б =(9000*(50+50) – 3401*50)/100*(333-273)*(50+50)) –14*1,085/100 =1,06 м²

       Выбираю соотношение сторон бака b=0,5*a, h=0,6*a,тогда S_б =3,9*а² =>

а = √ S_б/3,9                                                                                                                   (18)

а=√1,06/3,9 =0,52м => b=0,26 м , h=0,312 м

V_б =а* b* h                                                                                                                           (19)

V_б =0,042м³.

Принимаю  объем бака по бесперебойной работе V_б = 42 л 

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕПАДА (ПОТЕРЬ) ДАВЛЕНИЯ, ФАКТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НАСОСА И КПД ГИДРОПРИВОДА\ 

2.1. Фактическое  давление насоса

       Для гидропривода вращательного движения фактическое давление насоса рассчитывается:                                                                                                                                                     р_н=2*Δр_р-н  + Δр_м  +  Δр_Ф  + Δр_н-б +  Δр_д                                                                      (20)

р_н =2*0,18+5,46+0,065+0,03+0,07=5,985 МПа 

2.2. Потери  давления в гидролиниях

       Потери  в гидролиниях определяются по формуле:

Δр=ρg(Σξ +λ*l/d)*υ² /2*g ,                                                                                            (21)

Где ρ  - плотность рабочей жидкости,кг/м³;

ξ -коэффициент местных потерь, определяемый в зависимости отвида местного сопротивления:

λ -коэффициент потерь по длине, определяемый в зависимости от числа Рейнольдса;

  υ  - фактическая скорость  движения жидкости, м/с ;

d  - диаметр трубы i-го участка гидролинии, м ;

       Рассмотрим  потери давления на напорной линии  насос – распределитель.

Длина линии задана в исходных данных  L₁=2 м

Q=0,001 м³/с

Фактическии внутренний диаметр ď = 0,0222 м.

       Фактическая скорость  для напорной линии υ:

 υ =4*Q/π* d_т²                                                                                                                 (22)

υ =4*1000*10 ^-6/3,14*0,0222² = 2,58 м/с,

       Фактическая скорость  для сливной линии υ:

υ = 4*1000*10 ^-6/3,14*0,0264² =1,83 м/с

Число Рейнольдса 

Re = υ*d/ν                                                                                                                      (23)

Для напорных линий:

Re = 2,58*0,0222/34*10 ^-6  =1684.

Для сливных  линий:

Re =1,83*0,0264/34*10^-6  =1420.

       Коэффициент потерь по длине  λ зависит от числа Рейнольдса.[1,стр.20]

для Re<2000

λ=70/Re                                                                                                                           (24)

Для напорных линий:

 λ =70/1684=0,042

Для сливных  линий:

  λ=70/1420=0,049

  Коэффициент местных потерь

 ∑ξ =ξ*m_i.

       Потери  давления в гидролиниях определяется по формуле:

∆р = ρ(∑φ+λ*L_i/ d_тi)υ²/2                                                                                                (26)

       Потери  давления гидролинии насос- распределитель:

∆р_н-р=860(0,30+0,042*2/0,0222)2,58 ²/2=0,011 МПа.

       Потери  давления в гидролинии распределитель-гидромотор:

∆р_р-ц=860(0,6+0,042*5/0,0222)2,58²/2=0,029 МПа.

       Потери давления на участке гидромотор-распределитель

∆ р_ц-р = 860(0,6+0,049*5/0,0264)1,83²/2=0,015 МПа.

         Потери давления на участке распределитель-бак

∆ р_р-б =860(0,45+0,049*3/0,0264)1,83²/2=0,010 МПа. 

         Потери давления на распределителе:

Δр_р=Δр_р*Q/Q_р                                                                                                                                                                            (27)

  Δр_р=0,2МПа,  Q_р=70л/мин

Δр_р=0,2*63,24/70=0,18МПа,

на дросселе: 

Δр_др=Δр_др*Q/Q_др                                                                                                                                                                      (28)

Δр_др =0,03 *63,24/70=0,03МПа,

на фильтре:

 Δр_ф=Δр_ф*Q/Q_ф                                                                                                              (29)

Δр_ф =0,1*63,24/80=0,07МПа. 

Таблица  9 -Потери давления на гидролиниях и в гидроаппаратах