Р - давление в системе, Па

Р - давление в системе, Па

h_г - гидравлический КПД (» 1)

h_м - механический КПД (0,85 - 0,95), меньшее значение рекомендуется выбирать для давлений рабочей жидкости до 10 МПа.

По ГОСТ 12447-80 выбираем стандартный внутренний диаметр гидроцилиндра Dп=0,16м.

Уточняем необходимое давление в цилиндре.

=(4*10⁵)/(3,14*(0,16)²*10⁵*1*0,85)=58,82*10⁵Па=5,9МПа

Определяем расход гидроцилиндра Q_Ц .

_п=100мм/с=0,1м/с

=(3,14*(0,16)²*0,1)/(4*0,98)=205*10^-5, м³/с

 

где h₀ - объемный КПД (0,98-0,99)

u_п - скорость движения поршня, м/с.

D_п – стандартный диаметр гидроцилиндра, м

 

Мощность г/цилиндра

=100*0,1=10, кВт

где, F - усилие на штоке, КН

u_п - скорость движения поршня, м/с

 

Определяем диаметр штока d_ш в зависимости от усилия на штоке по таблице № 1

 

таблица №1

 

F, кН	<1	1-30	30-60	60-100	100<
dШ	(0,2-0,3)DП	(0,3-0,4)DП	0,5DП	0,6DП	0,7DП

 

d_ш=0,7D_п=0,16м*0,7=0,112м

 

Выбор гидромотора.

=(60*3,14*1000)/30=6280, Вт

 

где M_Д - момент на валу, HM

n_Д - число оборотов выходного вала, об/мин.

По найденным мощности, моменту и заданному числу оборотов выбираем серийный гидромотор (из справочника выписываем: рабочий объем, номинальное давление, максимальный момент на валу, КПД, число оборотов, марку).

Для выбранного гидромотора уточняем расход и рабочее давление.

Выбираем аксиально-поршневой гидромотор Г15-24Р

N_ном=6,8кВт

Ѵ=960-1500об/мин

V_раб=80,0см³

Р_ном=6,3МПа

КПД=0,8 Q=76,8л/мин

=(80*1000)/(0,98*10³)=81,6(л/мин)=0,00136м³/с

где, V_Р - рабочий объем г/мотора, см³

n_д - объемный КПД для г/мотора

Рабочее давление гидромотора.

Требуемое давление должно быть меньше принятого в системе.

=6,28*60*0,98)/(80*10^-6*0,8)=5,77МПа

где, M_Д - момент на валу гидромотора, HM

h₀ - объемный КПД г/мотора

h - полный КПД г/мотора

V_Р - рабочий объем г/мотора, м³.

 

Определяем мощность и рабочее давление насоса.

Полезную мощность насоса N_НП определяют исходя из мощности гидродвигателя с учетом потерь энергии при ее передаче от насоса к гидродвигателям по формуле

=1,2*1,2(6,8+10)=24,2кВт

где k_ЗС - коэффициент запаса по скорости, учитывающий возможные утечки рабочей жидкости в подвижных соединениях, k_ЗС =1,05 - 1,2.

k_ЗУ - коэффициент запаса по усилию, учитывающий возможные потери давления на путевые и местные сопротивления, k_ЗУ =1,05 -1,2.

Меньшее значение - легкий режим работы г/привода, большее - тяжелый режим.

N_Г - наибольшая суммарная мощность г/двигателей (гидромотор и гидроцилиндр) работающих в одном рабочем цикле.

=24,2/6,6195=0,0039м³/с, =24,2/(6,195*16,6)=0,235дм³

где - мощность насоса, кВт;

- подача насоса, дм³/с

- номинальное давление насоса, МПа

- рабочий объем насоса, дм³

- частота вращения вала насоса, об/с (задается самостоятельно в зависимости от вида приводного двигателя) можно принять от 1000 до 2000об/мин.

Р_н=1,05Р_ц =5,9*1,05=6,195МПа

 

По давлению Р_Н и подаче Q_Н или рабочему объему насоса выбираем насос по справочнику.

 

Насос НШ 250

q=250см³=0,25дм³

Q=335.1л/мин=0,005585м³/с

Р=20-25МПа

ѵ=25с^-1=1500об/мин

По технической характеристике выбранного насоса производят уточнение действительной подачи насоса:

=0,25*0,83*1500=311л/мин=0,0051м³/с

где - действительная подача насоса, дм³/с;

- действительный рабочий объем насоса, дм³,

- объемный КПД насоса.

 

Выбор гидроаппаратуры

Односекционные золотниковые распределители:

R150 Q=150л/мин

R100 Q=100л/мин

Делитель sunhydraulics FSFD

Р_мах=35МПа

Q_вх=240л/мин

Требуемый расход Q=204,6л/мин

Перепад давлений Р=0,07…1,8МПа

 

 

Выбор рабочей жидкости.

Рабочая жидкость должна сохранять химический состав и физические свойства при изменении температуры, давления и скорости. Предъявляемые требования к рабочей жидкости: отсутствие токсичности, хорошие диэлектрические свойства, стабильная вязкость, высокий объёмный модуль упругости, высокую температуру кипения.

Рабочий диапазон температур -10…50С

По заданным условиям выбираем индустриальное масло20, t_застыв=-15С

 

 

Расчёт трубопроводов

В качестве трубопроводов следует применять стальные бесшовные холоднотянутые трубы.

Расчет трубопроводов состоит из гидравлического расчета и расчета на прочность.

Под гидравлическим расчетом понимают определение внутреннего диаметра трубы на основе рекомендованных значениях скорости потока рабочей жидкости.

Для всасывающей линии 0,7 - 1,2 м/с

сливной 2 - 3 м/с

напорной 3 - 6 м/с

=4,6*10^-3(335,1/1,2)^1/2=76,866*10^-3 м

d_напор=4,6*10^-3(335,1/5,5)^1/2=12,9*10^-3м

d_слив1=4,6*10^-3(335,1/3)^1/2=49*10^-3м

d_слив2=4,6*10^-3(150/3)^1/2=32,5*10^-3м

d_слив3=4,6*10^-3(100/3)^1/2=26,6*10^-3м

где Q - расход жидкости по данной линии (напорной, всасывания, сливной), л/мин.

- скорость потока в данной линии, м/с.

 

Расчеты произвести для напорной, сливной и всасывающей линии.

При расчете диаметра напорного трубопровода скорость потока рабочей жидкости выбирают в соответствии с давлением в гидролинии табл. 2.

Таблица 2

 

Толщина стенок трубопроводов

где, - часть толщины, обеспечивающая необходимую прочность трубы.

- часть толщины, обеспечивающая необходимую долговечность трубы.

где, Р - давление в соответствующей гидролинии (МПа)

- временное сопротивление разрыву (для сталей 350-420МПа)

- внутренний диаметр трубопровода (м)

Обычно принимают =1мм, полагая, что скорость коррозии составляет 0,1мм в год, а срок службы установки 10 лет.

Из условия механической прочности (случайные удары и т.п.) толщина стенки должна быть не менее 2мм, > 2мм.

Рассчитаем толщину стенок для напорного трубопровода

=(1,25*6,3*0,0129)/(0,8*350)=3,64*10^-4м=0,4мм

т.к. ₂=1мм, то =1,4мм

Из условия механической прочности (случайные удары и т.п.) толщина стенки должна быть не менее 2мм, > 2мм.

для всех трубопроводов - 2мм

 

 

Выбор фильтра

=(335,1*0,6)/1,8=111,7 см²

При Т=50С, μ=0,06 Па*с=0,6 Пуаз

где - наибольший расход насоса, л/мин.

- динамический коэффициент вязкости, пуаз

- коэффициент пропорциональности (пропускной способности) единицы площади фильтроэлемента при перепаде давления 1 кгс/см², л/см².

- перепад давления на фильтре, кгс/см².

При расчете фильтра для мобильных машин допустимый перепад давления на фильтре принимают равным Р_ф = 1,8 кгс/см².

Фильтр ГДП ML170-450

P=16МПа

Q=450л/мин

 

 

Расчёт общего КПД системы

КПД гидропривода позволяет установить эффективность всей системы.

где - гидромеханические КПД соответственно насоса,

распределителя, делителя, гидродвигателя, гидроцилиндра;

Объемный КПД гидропривода находят из выражения

= _{о гм}=0,78*0,79=0,614

Определение объёма масляного бака

Объем бака должен обеспечивать отстой рабочей жидкости. Полезный объем бака обычно не превышает двухминутной производительности насоса, иногда полезный объем увеличивают до трехминутной производительности насоса на максимальных оборотах.

V=2Q_н=335,1*2=670л

Объём бака равен двухминутной подаче насоса.

 

 

Список литературы.

Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин.

Справочник, машиностроение 1983г.

Абрамов Е.И. Элементы гидропривода 1977г.

Свешников В.К. Станочные гидроприводы: Справочник 1988г.

Ковалевский В.Ф. Справочник по гидроприводам горных машин 1973г.

Кохберг М.М. Справочник по кранам т.1. 1988г.

Бим-Бад Б.М. Атлас конструкций гидромашин и гидропередач. 1990г.