И потребляемая мощность
Минимальная температура рабочей жидкости при пуске насоса по расчету приблизительно составляет t = - 100С. Определим в этом случае гидравлические потери в системе. 1. Всасывающий участок.
Коэффициент трения жидкости о стенки всасывающего трубопровода:
Потери давления:
2. Нагнетательный участок (изменение вязкости в масла и соответственно μ в зависимости от давления в гидросистеме условно не учитываем). Число Рейнольдса:
Коэффициент трения жидкости о стенки нагнетательного трубопровода:
Гидравлические потери на нагнетательном участке без учета технологического усилия (золотники распределителя находятся в нейтральном положении):
3. Сливной участок. Число Рейнольдса:
 b=10.
Коэффициент трения жидкости о стенки сливного трубопровода:
Гидравлические потери на сливном участке гидролинии:
Суммарные максимальные потери давления при пуске насос (t =-100С)
Задаём минимальную частоту вращения коленчатого вала под нагрузкой n min , несколько превышающую обороты холостого хода n x/x: n min=625 об/мин. Минимальная частота вращения вала насоса при зимнем пуске с учетом передаточного числа привода (i =0,65): n н min=625/0,65=961 об/мин. Действительная подача выбранного насоса при пуске составит
При пуске насоса с частотой вращения его вала n min = 961 об/ мин и подаче при этом Q н min= 0,00148 м3/с потребляемая насосом пусковая мощность определяется по формуле
3. Коэффициент полезного действия
По технической характеристике фронтального погрузчика нормальной температурой рабочей жидкости при эксплуатации летом является 600С, допустимой температурой — [ t max] = 700С. Заданная летняя рабочая жидкость М-10Г2: плотность ρ20 = 905 кг/м3, кинематическая вязкость υ100=11±0,5 сСт. ρ100=846 кг/м3, Общий КПД гидропривода при [ t max]=700С определяется по выражению
где η70г, ηм и ηоб – гидравлический, механический и объёмный КПД. Гидравлический КПД привода η70г вычисляется по формуле
Определяем значения плотности ρ70=870 кг/м3 и кинематической вязкости v 70 при допустимой температуре в системе 700С:
Для каждого участка гидролинии (всасывающего, нагнетательного и сливного) нужно найти значения чисел Рейнольдса Re70, соответствующие им коэффициенты b и коэффициенты трения жидкости о стенки трубопроводов λ70.
Затем вычисляются потери давления Δ р i70 на каждом из участков гидролинни.
Суммарные потери давления в гидролинии при [ t max] = 700С:
Согласно ранее произведенным расчетам, развиваемое насосом номинальное давление (соответствующее номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля 1700 об/мин или, с учетом передаточного числа привода насоса, 2615 об/мин вала насоса) р ном= 10 550 кПа. Тогда гидравлический коэффициент полезного действия при [ t max]:
Механический КПД привода определяется по формуле:
Объемный КПД гидропривода экскаватора (работают три цилиндра):
где ηоб.н— объемный КПД насоса (для шестеренных насосов принимается 0,92...0,94); 2), ηоб.гр — объемный КПД гидрораспределителя, принимается 1,0; ηоб.ц — объемный КПД гидроцилиндра, можно принимать в диапазоне 0,98...0,99. Таким образом, предварительный проектировочный расчет показывает (условно), что механический и объемный КПД не зависят от температуры эксплуатации гидропривода. Их максимальные значения, используемые при расчете, находим по данным таблиц (ηм=0,91, ηоб=0,94). Общий КПД: Согласно рекомендациям, вместимость гидробака равна одноминутной подаче насоса (л) при номинальной частоте вращения приводного вала:
Окончательно вместимость гидробака выбираем по ГОСТ-12448-80:
Площадь теплоотдачи бака (форма параллепипед):
Площадь теплоизлучающей поверхности гидропривода (бака, насоса, распределителя, гидроцилиндров и трубопроводов на всех участках гидролинии):
Где α- поправочный коэффициент, для одноковшовых экскаваторов α=3,2. Тогда площадь теплоизлучающей поверхности привода:
Мощность тепловой энергии N выделяемой гидроприводом в рабочем режиме, при заданной максимальной температуре окружающей среды t max = 300 С.
где η70 — общий КПД привода при максимальной допустимой температуре в гидросистеме бульдозера [ t max] = 70'С; N п— полезная мощность насоса, N п= 42,2 кВт; k н— коэффициент продолжительности работы под нагрузкой, k н = 0,6...0,8 — для тяжелого режима; k д — коэффициент использования номинального давления, k д = 0,5...0,7.
Установившаяся температура летней рабочей жидкости в гидроприводе при заданной температуре окружающей среды t max = 300 С вычисляется по формуле:
Где k = 10 Вт/м2∙0С— коэффициент теплоотдачи поверхности гидропривода в окружающую среду.
Площадь рабочей поверхности теплообменника определяется по формуле:
Здесь k т — коэффициент теплоотдачи теплообменника, Вт/м2∙С, k т = 20...23; t уст – максимальная принимаемая температура гид-ропривода, т. е. tуст = 700С; tmax – максимальная заданная темпе-ратура окружающей среды, tmax=300С. Тип и геометрические размеры теплообменника (калорифера) выбираем по справочным данным. Принимаем теплообменник (калорифер) КМ6-СК-1,01А: условный проход – 40 мм, поверхность теплоотдачи – 26м2, перепад давления – 1,2 МПа, коэффициент теплоотдачи – 23 Вт/м2∙0С, количество отводимого тепла – 18,8 кВт, масса – 66кг.
|
Число Рейнольдса:
b=18.
.
b=5.
.
.
.
.
где пусковое давление 
, так как при установившемся течении рабочей жидкости по трубопроводу давление насоса равно противодавлению (или потребному напору) гидросистемы. Тогда значение пусковой мощности насоса составит
.
Вывод: мощности привода насоса для преодоления гидравлического сопротивления линии (противодавления) при пуске в зимних условиях (t = -100С) достаточно (золотники гидрораспределителя при этом находятся в нейтральной позиции).
и тепловой расчет гидропривода
.
.
b =1.
.
b =1.
.
b =1.
.
, Па.
, Па.
, Па.
, Па.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
