Гідропривід навісної системи трактора типу Т-40

                                , дм³,                       (17)

    де  Q - подача насоса, л/хв.

    Q = 0.79, дм³/см² → 47.1, л/хв.

    

, дм³

    Якщо  одержане значення узгодити з рядом номінальних міст костей, то слід взяти бак на 125 дм³.

    Остаточно місткість бака визначають після теплового розрахунку. 

    

      

    6. Перевірочний розрахунок об'ємного гідропривода поступального руху 

    6.1. Розрахунок втрат  тиску у гідроприводі

    Розрахунок  втрат тиску проводять по кожному  типу трубопроводу: напірному, зливному та всмоктувальному у такій послідовності.

    6.1.1. Середня швидкість руху рідини:

                                   , м/с,                    (18)

    де   Q_ном - подача насоса, м³/с;

            d_вн - внутрішній діаметр трубопроводу (умовний прохід), м.

    

, м/с;

    

, м/с;

    

, м/с; 

    6.1.2. Число Рейнольдса:

                                     ,                            (19)

    де  ν - кінематична в'язкість робочої рідини при t = 50 ⁰С, м²/с.

    За  Rе встановлюють ламінарний чи турбулентний режим руху рідини.

    Ламінарний  режим у круглій трубі зберігається до критичного значення Rе_кр = 2300, переходячи у турбулентний при Rе_кр > 2300.

    У межах 2200 < Rе < 2500 існує перехідна зона з нестійким режимом, який слід уникати через можливість появи у гідроприводі коливальних процесів.

    

    

    

 

    6.1.3. Коефіцієнт гідравлічного тертя: 

    при ламінарному режимі руху рідини у  жорстких трубопроводах :

                                        ,                                        (20)

                                      

    

    

    

    6.1.4. Шляхові втрати тиску рідини на прямолінійних ділянках:

                                  , Па,                (21)

    де  L - довжина трубопроводу, м (напірного, зливного чи всмоктувального, рис.6).

    

, Па;

    

, Па;

    

, Па. 

5. Місцеві втрати тиску рідини у трубопроводі:

                           , Па,                    (22)

    де  V_р, м/с; ρ, кг/м³; ε - коефіцієнт місцевого опору (штуцер, пряме коліно, трійник тощо, див. рис.).

    

    

, Па;

    

, Па;

    

, Па. 

    6.1.6. Втрати тиску у гідроагрегатах:

                             , Па,                        (23)

                           

    де  V_р, м/с; ρ, кг/м³; ε_г - коефіцієнт опору гідроагрегату: розподільника, фільтра, дроселя, тощо.

    

    

, Па;

    

, Па;

    

, Па. 

    6.7.7. Загальні сумарні втрати тиску

    Сумарні шляхові втрати тиску:

                         , Па,                 (24)

    де  ΔР_шн, ΔР_шз, ΔР_шв - відповідно шляхові втрати в напірному, зливному та всмоктувальному трубопроводах, Па.

     , Па;

    Сумарні місцеві втрати тиску:

                          , Па,               (25)

    де  ΔР_мн, ΔР_мз, ΔР_мв - відповідно місцеві втрати тиску в напірному, зливному та всмоктувальних трубопроводах, Па.

     , Па; 

    Сумарні втрати тиску у гідроагрегатах:

                          , Па,              (26)

    де  ΔР_гн, ΔР_гз, ΔР_гв - відповідно втрати тиску в гідроагрегатах в напірному, зливному та всмоктувальному трубопроводах, Па.

     , Па; 

    Загальні  втрати тиску у гідроприводі:

                         , Па,               (27)

    де  ∑ΔР_ш, ∑ΔР_м, ∑ΔР_г - сумарні втрати тиску відповідно шляхові, місцеві та в гідроагрегатах, Па.

     , Па.

    

    

    Гідропривід вважається спроектований оптимально, якщо загальні втрати тиску у гідроприводі не перевищують 10% номінального. В окремих випадках ця величина може сягати 15-20%.

    

 
 

    6.2. Розрахунок ККД гідропривода 

    6.2.1. Об'ємний ККД:

                                   ,                       (28)

    де  - відповідно об’ємний ККД: насоса, розподільника, гідроциліндра, тощо (вибирають із технічних характеристик).

    η_vн = 0.92; η_vр = 0.98; η_vц = 0.99

    

. 
 

    6.2.2. Гідравлічний ККД:

                                   ,                         (29)

    де   Р_ном - номінальний тиск у гідроприводі, Па;

          ΔР - загальні втрати тиску у гідроприводі.

    

 

    6.2.3. Механічний ККД :

                                ,                                 (30)

    де  - відповідно механічні ККД: насоса, розподільника, гідроциліндра (вибирають із технічних характеристик; приймають η_vн =  1).

    η_мн = 0.96; η_мр = 0.96; η_мц = 1

    

. 

    6.2.4. Повний ККД гідропривода:

    

                                ,                                      (31)

    де - відповідно об'ємний, гідравлічний та механічний ККД. Для оптимально спроектованого гідропривода η_н =0.6-0.8.

    

 

3. Уточнений розрахунок гідро  циліндра

 

 Діаметр гідроциліндра розраховують по формулі:

                        , м,                (32)

    де  F_ш - зусилля на штоці, Н;

    z - кількість гідроциліндрів;

    Р_ном - номінальний тиск у гідроприводі, Па;

    ΔР - втрати тиску в напірній лінії від насоса до гідроциліндра, Па;

    η_мц - механічний ККД гідроциліндра, η_мц =1;

    ц_п- ККД шарнірного з'єднання гільзи (підшипника), ц_п = 0.98.

    

, м

    Остаточно приймають діаметр циліндра згідно з стандартом, тому D = 0.063м. 

    6.4. Перевірка подачі  насоса

    Подачу  насоса з рядом допущень (робоча рідина не стискується, процес розгону і гальмування проходить рівномірно, частота обертання вала насоса постійна) можна перевірити за залежністю:

                                , м³/с,                            (33)

    де  S - робоча площа поршня, м²; V_n - швидкість поршня, м/с; η_v - об'ємний ККД гідропривода (залежність 28).

    

, м³/с

    Оптимальне  значення Q_н повинно бути не більше значення Q прийнятого раніше.

    Q_н < Q; 0.35 кВт < 0.5 кВт 

    6.5. Перевірка потужності  гідропривода

    Потужність  на привод або потужність, що споживається насосом, знаходять за залежністю;

    

                               , кВт,                                  (34)

    де   N_к - корисна потужність насоса, кВт;

           η_пн - повний ККД насоса. 

    Корисну потужність визначають за залежністю:

                                , кВт,                  (35)

    де   Q_н - подача насоса, м³/с (див. залежність 33);

           Р - тиск у гідроприводі, МПа. 

    Повний  ККД насоса:

                                    ,                          (36)

    де η_v і η_м - відповідно, об'ємний і механічний ККД насоса (вибираємо із технічних характеристик).

    

    

 кВт;

    

, кВт 

    Отримане  значення корисної потужності повинно  бути не більше значення потужності гідропривода, прийнятого у попередньому розрахунку:

    N_к < N_rр; 3.5 кВт < 4.68 кВт 

    6.6. Перевірка швидкості  поршня

    Визначають  за залежністю:

                                  , м/с,                    (37)

    де   Nn - потужність на привод насоса, кВт;

           η_n - повний ККД гідропривода;

           Р - тиск у гідроприводі, МПа;

           S- площа прийнятого поршня, м².

    

, м/с 

    6.7. Тепловий розрахунок

    Причиною  нагрівання гідропривода є гідравлічні  опори, об'ємні та гідромеханічні втрати тощо, тобто всі втрати потужності перетворюються у тепло: