Гідропривід навісної системи трактора типу Т-40

                                   , м/с,                         (1)

    де  l - хід штока, м; t - тривалість операції, с.

    

, м/с 

    5.2. Потужність гідропривода:

                                   , Вт,                      (2)

    де  F_ш - зусилля на штоці, Н; V_n - швидкість поршня, м/с.

    

 , Вт

    В даному випадку буду працювати один гідроциліндр.

    Розрахункова потужність гідропривода:

                               , Вт  (3)

    де  К₃ - коефіцієнт запасу за зусиллям; К_ш - коефіцієнт запасу за швидкістю.

    Беремо  К₃ = 1.2 і К_ш = 1.3.

    

, Вт 

    5.3. Вибір тиску

    Відповідно  до розрахункової потужності (N_гр) вибираємо тиск робочої рідини. Він обумовлюється багатьма факторами (призначенням гідропривода, технологічними можливостями виготовлення гідро пристроїв, тощо) і є відповідальним питанням. Так, завищений тиск без спеціальних конструктрсько-технологічних рішень призводить до виникнення вібрації, виходу із ладу ущільнень і зниження довговічності гідропристроїв, а заниження - до збільшення габаритних розмірів, маси гідропривода і машини в цілому.

    Орієнтовано номінальний тиск може бути вибраний на основі існуючого 
інженерного досвіду, тому із ряду номінальних тисків візьмемо 10 МПа.

    Максимальний  тиск враховує можливість короткочасної  зміни навантаження на вихідних ланках гідропривода. В реальних умовах експлуатації він відповідає тиску спрацювання запобіжного клапана, тобто :

                               ,                     (4)

                               , МПа

                                

    5.4. Подача насосної станції 

                               , м³/с,                            (6)

    де  N_rр - розрахункова потужність гідропривода, Вт; Р_ном - номінальний тиск, Па.

    

, м³/с

    Подача  насоса:

    

,

    де  z - кількість насосів.

    Беремо  один насос, z = 1.

    

    Отриману  подачу насоса Q закруглюємо до найближчого значення із ряда номінальних подач. 

    5.5. Вибір насоса

    Можливість  застосування у гідроприводах різних типів насосів неоднакові і при виборі їх необхідно враховувати граничні значення тиску, робочого об'єму, подачі тощо. Тому, перш ніж вибрати марку насоса слід проаналізувати параметри різних типів насосів (додаток 5) і лише потім за номінальним тиском, подачею та потужністю вибрати певну марку насоса. 

    Беремо  насос НШ-32У. Q = 0,79 дм³/с, Р = 10 МПа, Р_max = 14 МПа. 

    5.6. Частота обертання вала насоса: 

                                   , с^-1,                         (7)

    де  Q - подача насоса, дм³/с;

         q_н - робочий об'єм насоса, дм³;

        η_v - об'ємний ККД насоса.

     ; η_v = 0.92; Q = 0,79 дм³/с

    

     , с^-1

    Отримане  значення частоти обертання закруглюємо до найближчого значення із ряда номінальних частот обертання. Тому беремо n = 25 с^-1.  

    5.7. Розрахунок гідроциліндра

    Корисна площа поршня:

                                    , м²                    (8)

    де  F_ш - зусилля на штоці гідроциліндра, Н;

          К_пз - коефіцієнт запасу за зусиллям (К_пз = 1.15 -1.23);

          Р_ном - номінальний тиск, Па.

    Беремо  К_пз = 1.2

    

, м²

    Діаметр поршня:

                                    , м                         (9)

    

, м

    Діаметр штока:

                               , м                                (10)

    

, м

    Беремо 0.032 м.

    Співвідношення  l ходу поршня і його діаметра D вибирають із умови:

                                                                     (11)

    

    Отримані значення D і d_ш закруглені до найближчого значення згідно з стандартами та технічними характеристиками поршневих гідроциліндрів. 

    5.8. Розрахунок трубопроводів

    Розрахунок  трубопроводів складається із гідравлічного  розрахунку і розрахунку на міцність.

    При гідравлічному розрахунку визначають внутрішній діаметр трубопроводу (нагнітального, зливного, всмоктувального) за такою формулою:

    

                                  , м                                       (12)

    де    Q - номінальна подача насосної станції (насоса), м /с;

           V_р - швидкість потоку робочої рідини, м/с.

    V_н = 6 м/с;  V_з = 2 м/с; V_в = 1.2 м/с.

    При виборі швидкості потоку рідини слід враховувати, що її заниження призводить до збільшення діаметра трубопроводу, в зв'язку з чим збільшується маса машини і погіршуються динамічні характеристики гідропривода, а завищення - до зменшення діаметра трубопроводу, через що збільшуються втрати тиску у гідроприводі і падає роботоздатність його при низьких температурах. В загальному випадку швидкість рідини слід вибрати такою, щоб втрати тиску у трубопроводі не перевищували 5-6% робочого тиску.

    Мінімальний діаметр дренажної лінії повинен знаходитись у межах 0.008-0.010 м.

    Таким чином, внутрішній діаметр нагнітального трубопроводу :

    

, м;

    

, м;

    

, м.

    Отримане  значення внутрішніх діаметрів трубопроводів закруглюємо до найближчого значення із ряду умовних проходів.

    

, м;  , м; , м; 
 

    Розрахунок  на міцність починають з вибору типу трубопроводу і його матеріалу.

    Металеві  трубопроводи виготовляють із вуглецевих і легованих сталей, міді, латуні, алюмінію і його сплавів. Найбільш широке застосування знайшли стальні безшовні холоднодеформовані труби із сталі 20.

    Гумові  трубопроводи застосовують для ліній  високого (рукави гумові з металевими оплітками) та ліній низького (трубки гумові технічні) тиску.

    Вибравши  тип і матеріал металевого трубопроводу, розраховують товщину 
його стінки:

                                  , м                      (13)

    де   Р_max - тиск наладки запобіжного клапана, МПа;

           d_вн - внутрішній діаметр трубопровода, м;

          [σ_р] - допустиме напруження на розрив, МПа.

    Для стальних труб беремо [σ_р] = 300 МПа.

    

, мм;

    

     , мм;

    

, мм.

    Отриманні значення товщини стінок закруглюємо до найближчого значення згідно з стандартом.

    

, мм; , мм; , мм. 

    Зовнішній діаметр трубопроводу :

                                  , м                        (14)

    де   d_вн - внутрішній діаметр трубопроводу, м;

           δ - товщина стінки, м.

    

, м;

    

, м;

    

, м.

    Отримане  значення d_з закруглюємо до найближчого значення існуючого сортамента труб:

    

, м;  , мм;

    

, м;  , мм;

    

, м; , мм. 
 

    5.9. Вибір гідророзподільника

    Тип і марку розподільника вибирають  за номінальним тиском, подачею насоса, кількістю гідродвигунів і умовним проходом. У гідроприводах невеликої потужності з короткочасним режимом роботи і рідким включенням застосовують розподільники кранового типу, як найбільш дешеві. У гідроприводах поступального і поворотного руху з тривалою фіксацією проміжних робочих положень механізму - клапанні розподільники, які забезпечують підвищену герметичність лінії що відтинається.

    Золотникові розподільники, як правило, використовують у гідроприводах великої потужності.

    Потужність, що створюється оператором при ручному  керуванні запірним елементом, не повинна  перевищувати 10 Вт. Якщо вона більша 10 Вт, вибирають розподільник з електромагнітним керуванням. При потужності понад 50 Вт застосовують електрогідравлічні підсилювачі.

    Таким чином беремо трьохзолотниковий  три позиційний розподільник з керуванням від рукоятки з пружинним поверненням  Р 75-43.

    

    

    5.10. Вибір і розрахунок фільтра

    У гідроприводах сільськогосподарської техніки найбільш часто використовують сітчасті фільтри.

    Площу сітчастого фільтра визначають так:

                                  , см²,                   (15)

    де   Q ^_ подача насоса або об'єм рідини, що проходить через фільтр, дм³ /с;

             k ^_ коефіцієнт пропорційності, дм³/см²;

           ΔР_Ф ^_ перепад тиску на фільтрі, МПа (ΔР_Ф = 0.05-0.15 МПа, а при проходженні рідини через багатошаровий фільтр, з однорідною сіткою підвищується кратно кількості шарів);

           µ ^_ коефіцієнт динамічної в'язкості робочої рідини, що проходить через фільтр:

                                     , Нс/м²,                    (16)

    де   ν - коефіцієнт кінематичної в'язкості, м²/с;

           ρ - густина, кг/м³.

    Q = 0.79, дм³ /с; k = 2.27, дм³/см²; ν = 52·10^-6, м²/с (при t = 50 ⁰С); ρ = 886, кг/м³ (при t = 50 ⁰С); ΔР_Ф = 0.12, МПа.

    

, Нс/м²

    

, см²

    Тип фільтра вибирають (сітчастий ФС-7, пористий тонкої очистки ФП-7) за подачею  насоса (витратою рідини). 

    5.11. Вибір місткості бака

    Для забезпечення нормальної роботи насоса рівень робочої рідини у баці над всмоктувальним трубопроводом повинен бути не менше 150 мм. Об'єм бака повинен забезпечувати відведення тепла та відокремлення повітря із рідини. Місткість бака визначають за залежністю: