3895
.pdfСоединительные трубопроводы объемных гидроприводов считаются гидравлически гладкими.
Потери давления на местных сопротивлениях определяются по формуле:
∆P |
= |
ζρυ2 |
, |
(24) |
|
||||
MC |
|
2 |
||
|
|
|
|
где ς – коэффициент местного сопротивления; зависит от типа, геометрических размеров и режима движения жидкости.
Значения коэффициентов ς наиболее часто встречающихся в гидросистемах местных сопротивлений приведены в [1].
•В гидроаппаратах.
Гидрораспределители, гидродроссели, гидроклапаны, фильтры,
теплообменники и др. элементы гидропривода являются сложными гидравлическими сопротивлениями и не поддаются аналитическому расчету. Обычно гидравлические характеристики гидрооборудования определяют экспериментально и указывают в технической документации.
Суммарные гидравлические потери в гидроприводе состоят из потерь давления в трубопроводах, на местных гидравлических сопротивлениях и в гидроаппаратах.
∆PПР = ∑∆PТР + ∑∆PМС + ∑∆PГА . |
(25) |
С учетом суммарных гидравлических потерь в гидросистеме и перепада давлений на гидродвигателе ∆PΜ или ∆PЦ , (см.п.2.1) определяют потребное давление насоса:
PН = ∆PМ ( Ц ) + ∆PПР |
(26) |
Следует отметить, что потери давления во всех линиях, соединенных параллельно, рассматривают раздельно для каждой из них и при определенном давлении, создаваемого насосом, учитываются только наибольшие из этих потерь.
Если полученное давление ΡН не превышает номинального ΡНОМ , то параметры ΡН , QН , и ∆ΡПР считаются окончательными для данного расчетного случая.
21
При потребном давлении насоса, большем максимально допустимого для выбранного насоса, следует применять другой насос, рас-
считанный на более высокое давление ΡН > ΡНОМ , но не превышающего максимально допустимое давление для выбранного насоса.
2.3. Усилия и скорости рабочих органов.
Параметры выбранного насоса считаются приемлемыми, если они обеспечивают достижение заданных усилий и скоростей гидродвигателей при расчетных значениях потерь в гидросистеме.
Фактические максимальные усилия на рабочих органах: - для гидромоторов.
М |
М |
= |
VM |
(P −∆P |
)η |
ГМ.М ; |
(27) |
|
|
||||||||
|
|
2π |
H |
ПР |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
-для гидроцилиндров.
-с поршневой рабочей полостью:
FШТ |
= π |
[(РН −∆РН )D2 −∆РСЛ (D2 −dШ2 |
)]ηГМ.Ц ; |
(28) |
||||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
- со штоковой рабочей полостью: |
|
|
|
|
||||
F = π [(Р −∆Р |
)(D2 −d2 )−∆Р D2 ]η |
ГМ.Ц , |
(29) |
|||||
ШТ |
4 |
Н |
Н |
Ш |
СЛ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где ∆ΡΗ и |
∆ΡСЛ – потери давления, |
соответственно, в напорной и |
||||||
сливной магистралях гидропривода. |
|
|
|
|
Фактические максимальные скорости рабочих органов гидродвигателей:
- для гидромоторов:
n = nHVHηVHηVM |
; |
(30) |
VM |
- для гидроцилиндров:
- с поршневой рабочей полостью:
22
υ = |
4nHVHηVH |
; |
(31) |
n |
πD2 |
||
|
|
|
- со штоковой рабочей полостью:
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
−dш |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
4 1 |
|
|
D |
2 |
|
|
|
|
||
υ |
|
= n |
V |
η |
|
|
|
|
|
|
|
. |
(32) |
||
|
|
|
πD2 |
|
|
|
|||||||||
|
n |
|
H H |
VH |
|
|
|
|
2.4. Мощность и КПД гидропривода.
Полезную мощность привода определяют по фактическим максимальным нагрузкам и скоростям гидродвигателей:
- для привода с гидромотором:
Nпол = 2πM M nM ; |
(33) |
- для привода с гидроцилиндром: |
|
Nпол = Fштυп . |
(34) |
Затрачиваемая мощность привода насоса определяется по фактическим параметрам насоса QΗ и ΡΗ :
N |
пр |
= |
QH PH |
, |
(35) |
|
|
ηобщ.н |
где ηОБЩ.Н – общий КПД насоса при расчетных значениях давле-
ния, расхода, вязкости рабочей жидкости и частоты вращения приводного вала; принимается по его технической характеристике.
Общий КПД гидропривода:
ηОБЩ.ПР = |
NПОЛ |
. |
(36) |
|
|||
|
NПР |
|
23
2.5. Тепловой расчет гидропривода.
Вся энергия, затраченная на преодоление различного рода сопротивлений в гидроприводе, в конечном итоге превращается в теплоту, поглощаемую маслом, что вызывает его нагрев и нежелательное уменьшение вязкости.
Потери мощности в гидроприводе, переходящие в тепло:
∆N = Nпр − Nпол = Nпр(1− ηобщ.пр. ) |
(37) |
Количество тепла , выделяемое в гидроприводе в единицу
времени, эквивалентно теряемой в гидроприводе мощности: |
|
Eпр = ∆Т. |
(38) |
Приближенно считается, что полученная маслом теплота отводится в окружающую среду в основном через поверхность стенок гидробака. Если площадь стенок гидробака оказывается недостаточной, то устанавливается маслоохладитель (кондиционер).
Если масло охлаждается и в гидробаке, и в кондиционере, то уравнение теплового баланса теплоотдачи записывается в виде:
EПР = КТБFБ(tМ − tВ) +КТКFК(tМ − tВ) , |
(39) |
где FБ - охлаждаемая поверхность гидробака;
FК - площадь поверхности охлаждения кондиционера;
КТБ - коэффициент теплопередачи от масла в гидробаке к окружающему воздуху;
КТК - коэффициент теплопередачи от масла в кондиционере к окружающему воздуху;
tΜ - установившаяся максимальная рабочая температура масла (дана в задании к курсовой работе);
t В - температура окружающего воздуха.
Площадь поверхности охлаждения гидробака FБ () связана с его объемом (вместимостью) W (л) следующим соотношением:
FБ = 0,653 W2 . |
(40) |
24
Коэффициент теплопередачи от масла в гидробаке к воздуху
зависит от скорости обдува υоб и разности температур (tΜ − tв ).
Зависимость КТБ от (tΜ − tв ) приведена в [3]. Скорость обдува υоб дана в задании к курсовой работе.
Коэффициент теплопередачи в кондиционере КТК зависит от многих факторов (конструкция кондиционера, форма трубок, скорость и характер движения масла и воздуха), большую часть которых учесть невозможно. Поэтому для ориентировочных расчетов
КТК принимается равным 35 Вт/.
Из выражения (39) требуемая для поддержания заданного теплового режима гидропривода площадь поверхности кондиционера FК равна:
F = |
ЕПР −KТБFБ(tМ − tВ) |
. |
(41) |
|
KТК (tМ − tВ) |
Если в результате расчета по формуле (41) FК 0 (т.е. установка
кондиционера не требуется), то рассчитать установившуюся температуру масла в гидросистеме:
tМ = tВ + |
EПР |
|
|||
|
|
|
. |
(42) |
|
K |
ТБ |
F |
|||
|
|
Б |
|
25
ЛИТЕРАТУРА
1.Свешников В.К., Усов А.А. «Станочные гидроприводы». Справочник. М., Машиностроение, 2004.
2.Васильченко В.А. «Гидравлическое оборудование мобильных машин». Справочник. М., Машиностроение, 1983.
3.Вильнер Я.М. и др. «Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам» под ред. Некрасова В.В. Минск, Вышэйшая школа, 1985.
26
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ………………………………………………….3
І. Задания к курсовой работе……………………..............5
ІІ. Расчет объемного гидропривода.…………….............11
1.Предварительный расчет………………………….11
2.Проверочный расчет.……………………................18 Литература ……………………………………....................26
27
Михневич Анатолий Васильевич Михневич Наталья Николаевна
ГИДРОПРИВОД И ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКА
Методические указания к курсовой работе по одноименному курсу
для студентов машиностроительных специальностей дневной и заочной форм обучения
Подписано в печать 08.12.09.
Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Таймс». Цифровая печать. Усл. печ. л. 1,63. Уч.-изд. л. 1,33.
Изд. № 76.
E-mail: ic@gstu.gomel.by http://www.gstu.gomel.by
Отпечатано на цифровом дуплекаторе с макета оригинала авторского для внутреннего использования.
Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого».
246746, г. Гомель, пр. Октября, 48.