Гидравлический расчет 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 33.

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 34.

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 35.

Внутренний диаметр трубопровода гидролинии или резинометаллического рукава высокого давления (РВД) определяется по формулам:

, (6.16)

 

где — внутренний диаметр, мм;

— расход рабочей жидкости на рассматриваемом участке, см /с;

— 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:

 

, (6.17)

 

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 приложении 34.

Наружный расчетный диаметр трубопровода определяется по формуле:

 

, (6.18)

 

где — толщина стенки трубопровода по ГОСТу.

По найденному подбираем стандартный наружный диаметр (больший для соответствующих линий) и материал трубопровода.

Определяем действительный внутренний диаметр в соответствующей линии по формуле:

. (6.19)

 

Для РВД по подбираем больший внутренний диаметр по приложению 35. При подборе РВД следует учитывать максимальное давление, развиваемое в линии.

Подобрав или определив внутренний диаметр по ГОСТу уточняем действительную скорость в соответствующей линии и проверяем на допустимую по уравнению неразрывности:

 

, (6.20)

 

где — площадь поперечного сечения трубопровода, выбранного по ГОСТу.