- •Министерство сельского хозяйства
- •Введение
- •1 Гидравлические машины объемного типа в гидроприводе сельскохозяйственных машин Лабораторная работа № 1 «Поршневые гидромашины и гидростатические трансмиссии»
- •Устройство, принцип работы и классификация поршневых гидромашин
- •Конструкция гидропривода гст–90 и основные параметры, характеризующие его работу
- •Принцип работы гидропривода гст–90
- •Расчетные зависимости гидропривода гст–90
- •Изучение характеристик и параметров поршневых гидромашин
- •Лабораторная работа № 2 «изучение конструкций и исследование характеристик шестеренных, роторно-пластинчатых и планетарных гидромашин»
- •Шестеренные гидромашины
- •Планетарные (героторные) гидромашины
- •Роторно-пластинчатые насосы и гидромоторы
- •Испытание насоса
- •Лабораторная работа № 3 «изучение конструкций и исследование характеристик гидроцилиндров, гидродвигателей возвратно-поступательного действия»
- •Гидравлические цилиндры
- •Гидродвигатели. Быстроходные двигатели возвратно-поступательного действия
- •Гидравлический вибратор
- •Поворотные гидродвигатели
- •Порядок выполнения работы
- •Описание работы гидравлической схемы
- •2 Контрольно-регулирующие и вспомогательные гидравлические аппараты сельскохозяйственных машин
- •Лабораторная работа № 4
- •«Конструкции и подготовка к работе гидробаков,
- •Аккумуляторов, фильтров, трубопроводов и уплотнений»
- •Рабочая жидкость
- •Гидробаки
- •Гидроаккумуляторы
- •Фильтры
- •Трубопроводы, рукава высокого давления
- •Уплотнения
- •Исследование характеристик и параметров фильтров
- •Лабораторная работа № 5 «Гидравлические распределители»
- •Гидравлические распределители
- •Испытания распределителя
- •Лабораторная работа № 6 «Конструкции клапанов, дросселей расхода, регуляторов, делителей и сумматоров потока»
- •Гидравлические клапана
- •Предохранительные клапана
- •Обратные клапана
- •Переливные клапана
- •Редукционный клапан
- •Перепускной клапан
- •Гидравлические замки
- •Регуляторы расхода
- •Дроссели
- •Регуляторы потока
- •Делители и сумматоры потока
- •Исследование характеристик и параметров гидравлических клапанов
- •3 Гидродинамические передачи Лабораторная работа № 7 «Изучение конструкций и исследование характеристик гидромуфт, гидротрансформаторов и гсом»
- •Гидродинамические передачи
- •Гидравлическая система отбора мощности (гсом)
- •4 Расчет объемного гидропривода
- •Выбор схемы циркуляции жидкости
- •Регулирование параметров рабочих органов (выходное звено)
- •Способы предохранения гидропривода от перегрузок и снижение динамических перегрузок
- •Фиксация рабочих органов в заданном положении
- •Совместная работа гидродвигателей и насосов
- •Практическое занятие № 9 «расчет и подбор основного гидрооборудования» Анализ условий и режима работы гидропривода
- •Выбор номинального давления
- •Рабочие жидкости для гидросистем сельскохозяйственных машин
- •Выбор гидродвигателей. Гидродвигатели возвратно-поступательного движения (силовые гидроцилиндры)
- •Выбор гидромоторов и определение основных параметров
- •Определение параметров и выбор насоса
- •Практическое занятие № 10 Расчет и подбор трубопроводов, определение гидравлических потерь и мощности гидропривода Гидравлический расчет трубопроводов и рвд. Расчет диаметров трубопроводов и рвд
- •Расчет мощности и кпд гидропривода
- •Практическое занятие № 11 «Расчет и подбор контрольно-регулирующих, направляющих гидроаппаратов и вспомогательных элементов» Назначение и классификация гидроаппаратов
- •Предохранительные клапана
- •Расчет гидравлических клапанов
- •Редукционный клапан
- •Переливной клапан
- •Гидравлические распределители
- •Расчет распределителей
- •Дроссели и регуляторы потока
- •Фильтры
- •Расчет фильтра
- •Гидробаки и кондиционеры
- •Расчет основных параметров гидробака
- •Теплообменники
- •Гидроаккумуляторы и делители потока
- •Расчет гидроаккумуляторов
- •Литература
- •Приложения
- •Содержание
- •Гидропривод сельскохозяйственной техники
Практическое занятие № 10 Расчет и подбор трубопроводов, определение гидравлических потерь и мощности гидропривода Гидравлический расчет трубопроводов и рвд. Расчет диаметров трубопроводов и рвд
Основа расчета трубопроводов в различных линиях гидропривода состоит в определении диаметров трубопроводов, потерь давления, возникающих при движении масла и их проверки на прочность. Расчет производится по участкам, на которые разбивают гидравлическую схему, при этом под участком понимают часть гидролинии между разветвлениями, пропускающей одинаковый расход и имеющей одинаковый диаметр. Участок может быть в виде прямого трубопровода или на нем могут быть расположены различные местные сопротивления (тройники, крестовины, штуцера и т. д.) и гидроаппаратура.
В напорных и сливных линиях систем гидравлического привода в основном используются стальные бесшовные холоднодеформированные трубы по ГОСТ 8734–75. Технические характеристики данных труб приведены в приложении 5.
Медные, латунные и алюминиевые трубы применяются в системах низкого давления (до 2,5 МПа). Их в основном используют в линиях дренажа, подключения манометров, управления и т. д. Технические характеристики медных труб по ГОСТ 617–72 приведены в приложении 6.
Резинометаллические рукава высокого давления (РВД) по ГОСТ 6286–73 применяются в местах системы гидропривода, перемещающихся друг относительно друга. Например, при соединении трактора с навесной машиной. Технические характеристики приведены в приложении 7.
Внутренний диаметр трубопровода гидролинии или резинометаллического рукава высокого давления (РВД) определяется по формуле:
, (10.1)
где Q — расход рабочей жидкости на рассматриваемом участке, см3/с;
υ — средняя скорость жидкости, см/с.
Средняя скорость жидкости в трубопроводах выбирается в зависимости от назначения трубопровода.
Можно рекомендовать следующие значения средней скорости:
– всасывающая линия: = 0,5…1,5 м/с;
– сливная линия: = 1,4…2,25 м/с;
– нагнетательная линия: при давлении < 6 МПа= 3…4 м/с;
при давлении > 6 МПа = 5…6 м/с;
– линия управления = 5…6 м/с.
Определив внутренний диаметр линии по пропускной способности, следует определить толщину стенки трубопровода. Минимальную толщину стенки трубопровода определяем по формуле:
, (10.2)
где — максимальное давление в линии, МПа. В нагнетательной лини оно определяется настройкой предохранительного клапана насоса;
—внутренний диаметр трубопровода, мм;
—допустимое напряжение разрыва материала трубопровода. Для труб из стали 20, 35, 40 можно принять = 400…500 МПа, а для медных труб= 200…280 МПа.
Полученное значение округляют в большую сторону предложенных величин в ряду, приложения 5, 6, 7.
Наружный расчетный диаметр трубопровода определяется по формуле:
, (10.3)
где — толщина стенки трубопровода по ГОСТ.
По найденному подбираем стандартный наружный диаметр (больший для соответствующих линий) и материал трубопровода.
Определяем действительный внутренний диаметр в соответствующей линии по формуле:
. (10.4)
Для РВД по подбираем больший внутренний диаметрпо приложению 7. При подборе РВД следует учитывать максимальное давление, развиваемое в линии.
Подобрав или определив внутренний диаметр по ГОСТ уточняем действительную скорость в соответствующей линии и проверяем на допустимую по уравнению неразрывности:
, (10.5)
где — площадь поперечного сечения трубопровода, выбранного по ГОСТ.
Расчет гидравлических потерь
Потери давления в гидролинии слагаются из потерь на гидравлическое трение , потерь на местное сопротивлениеи потери в гидроаппаратуренаходящихся в данной линии.
Потери давления на трение в гидролиниях определяем по формуле:
, (10.6)
где — потери давления, Па;
d — диаметр трубопровода, м;
ρ — плотность рабочей жидкости, кг/м;
λ — коэффициент гидравлического трения;
l – длина соответствующего участка гидролинии, м;
υ — средняя скорость движения рабочей жидкости, м/с.
Для определения коэффициента гидравлического трения λ необходимо определить режим движения жидкости по формуле
, (10.7)
где υ — средняя скорость рабочей жидкости, см/с;
d — внутренний диаметр трубопровода, см;
v — кинетический коэффициент вязкости рабочей жидкости, см2/с, приложение 2.
При ламинарном режиме движения (< 2300) коэффициент гидравлического трения следует определять по формуле, для резиновых рукавов РВД.
При турбулентном режиме движения жидкости (2300< Re <8000) можно рекомендовать формулу Блазиуса:
. (10.8)
При Re > 8000 для жидкостей с высокой вязкостью коэффициент гидравлического трения λ не зависит от Re и его можно принять в практических расчетах для стальных трубопроводов и РВД λ = 0,02.
Потери давления на местные сопротивления определяются по формуле:
, (10.9)
где — потери давления, Па;
ρ — плотность рабочей жидкости, кг/м;
ξ — коэффициент местных сопротивлений;
υ — скорость жидкости за местным сопротивлением, м/с.
Значения коэффициентов местных сопротивлений представлены в приложении 8.
Потери давления в гидроаппаратуре принимаем по техническим характеристикам.