--PAGE_BREAK--
2.9 Манометр.
Для контроля и настройки на определённое давление насоса в линиях гидросистемы должны быть установлены манометры по ГОСТ 8625-77. В соответствии с ГОСТ 2405-80 манометры имеют классы точности 0,4;0,6;1;1,5;2,5 или 4. Класс тонности определяется:
К=
где ∆–допустимаяошибкаизмерения;
П –верхнийпределизмеренийдавлений.
К=
При эксплуатации манометра рабочее давление не должно превышать ¾верхнегопределаизмерения:
Ркл≤¾П
П=4/3•ркл=4/3•4,87•1,5=9,74 МПа
Выбирается манометр типа МТП60-1-2-1,5 класса точности 2,5 диаметром корпуса 60 мм, рассчитанный на верхний предел измерения 6 МПа.
Колебания давления и гидравлические удары в гидросистеме могут быстро вывести манометр из строя. Поэтому перед манометром необходимо устанавливать демпферы –специальныепереходникисдросселями, вентили. Дляповышениянадёжности работы манометра давление следует подводить и сбрасывать плавно, соединять манометры с гидролиниями с помощью специальных переключателей (ПМ-320) только в моменты измерения давления.
2.10 Рабочая жидкость.
Рабочие жидкости в гидроприводах предназначены для передачи энергии к гидродвигателям. Кроме того, они должны обладать хорошими смазочными свойствами, т.е. обеспечивать эффективное смазывание трущихся поверхностей, образуя на них прочный слой, который исключает полностью или частично сухое трение и уменьшает их износ. Жидкости должны отводить от трущихся поверхностей тепло и продукты износа, обладать хорошими антикоррозионными свойствами, мало изменять вязкость в широком диапазоне температур, иметь большой модуль упругости, быть безвредными для обслуживающего персонала и т.п.
Для нашей системы выбираем по рабочему давлению Р=5,9МПа масло вязкостью 35-63 мм2/с.
Выбираем следующее масло:
Масло
ГОСТ или ТУ
Плотность, ρ, кг/м3
Кинематический коэффициент вязкости υ, мм2/с
Температура ºС
50ºС
40ºС
50ºС
60ºС
Вспышки
Застыв.
ИГП-38
---------
890
68
35-40
26
210
-15
При рабочей температуре, составляющей 47ºС, выбранное масло подходит по всем параметрам.
3. Расчёт трубопроводов системы.
3.1 Определение диаметров всасывающего, напорного и сливного трубопроводов.
Внутренний диаметр трубопровода определяется исходя из того, чтобы потери давления составляли небольшой процент от рабочего давления и в то же время размеры, масса трубопровода были бы минимальными.
При определении диаметров трубопроводов обычно задаются скоростью движения рабочей жидкости:
для всасывающихся трубопроводов: 1,2-1,6 м/с;
для сливных трубопроводов: 2 м/с;
для напорных трубопроводов скорость движения берётся в зависимости от номинального давления: для давления до 6,3 МПА скорость не более 3,2 м/с.
Для данной схемы расход жидкости во всасывающей, напорной и сливной линии равен Qном.
Зная расход, диаметр трубопровода определяется по формуле:
d=
для всасывающихся трубопроводов:
dвс==0,014 м = 1,4 см
для сливных трубопроводов:
dсл==0,011 м = 1,1 см
для напорных трубопроводов:
dн==0,008 м = 0,9 см
Для трубопроводов выбираем стальные бесшовные холодно деформированные трубы по ГОСТ 8734-75. Для монтажа трубопроводов используется соединения с развальцовкой, шаровым ниппелем, врезающимся кольцом, которые нормализованы. Диаметр всасывающего трубопровода: 1,4 см; диаметр сливного трубопровода: 1,1 см; диаметр напорного трубопровода: 0,8 см.
Толщину стенки трубопровода можно определить по формуле:
δ=
где: ркл–максимальное давление в трубопроводе, равное давлению настройки предохранительного клапана, ркл=1,5•р =1,5•5,9=8,7 МПа;
d–внутреннийдиаметртрубопровода;
σвр–пределпрочностинарастяжениематериалатрубопровода, длясталимарки сталь 20: σвр=420 МПа;
Кδ=4…6 –коэффициентбезопасности, зависящийотизменениядавления.
Во всасывающем трубопроводе нет избыточного давления, поэтому толщину его стенки берём конструктивно.
Во всасывающем трубопроводе нет избыточного давления, поэтому толщину его стенки следует брать конструктивно δвс=1 мм
для сливных трубопроводов:
δсл==0,56 мм
для напорных трубопроводов:
δн==0,4 мм
Вычисляются уточнённые значения скоростей в трубопроводах по формуле:
V=
для всасывающихся трубопроводов:
vвс==1,46м/с
для сливных трубопроводов:
vсл==2,36 м/с
для напорных трубопроводов:
vн==3,5 м/с
3.2 Определение общих потерь давления, давления и подачи насоса, уточнение выбора насоса.
Общие потери давления ∆рвтрубопроводахгидросистемысостоятизпотерьвместных сопротивлениях ∆рми по длине ∆рlна прямолинейных участках, т.е.:
∆р=∆рм+∆рl
Потери в местных сопротивлениях состоят из потерь в гидроаппаратуре ∆рга(основные потери) и сопротивлениях ∆рмстипа повороты, расширения и т.д., т.е.:
∆рм=∆рмс+∆рга
Потери давления в местных сопротивлениях типа повороты, расширения и т.д. определяются по формуле:
∆рмс=
где Fтр –площадьсечениятрубопровода.
Потери давления по длине трубопровода определяются по формуле:
∆рl=
Общие потери давления, состоящие из потерь во всасывающей, напорной и сливной, приведённой к напорной, линиях, определяются по формуле:
∆р=
+
Выражая скорости движения жидкости vтр в трубопроводах, потери давления в аппаратах Σ∆рн, Σ∆рсли расход жидкости в сливной линии Qсл через расход Qн в напорной линии можно получить:
∆р=+
+
где В и С –постоянныекоэффициенты, равныезначениямсоответственновпервой и второй квадратной скобке;
D=1;
λ–коэффициентсопротивлениятренияподлинетрубопровода;
Σξ— сумма коэффициентов местных сопротивлений в соответствующей линии;
lвс, lн, lсл–длинытрубопроводовсоответственновсасывающей, напорной и сливной линии;
ρ–плотностьжидкостипризаданнойтемпературе;
Σ∆рн, Σ∆рсл–потеридавлениявгидроаппаратах, фильтрах, установленных в напорной и сливной линиях конкретных гидроприводов.
Коэффициент сопротивления трения по длине трубопровода λопределяется в зависимости от режима движения жидкости и зоны сопротивления.
Сначала определяется число Рейнольдса:
Re=v•d/υ
для всасывающихся трубопроводов:
Re=1,46•0,014/(50•10-6)=408,8
Число Рейнольдса Re
λ=75/Re=75/408,8=0,18
для сливных трубопроводов:
Re=2,36•0,011/(50•10-6)=519
Число Рейнольдса Re
λ= 75/Re= 75/519=0,14
для напорных трубопроводов:
Re=4,47•0,008/(50•10-6)=715
Число Рейнольдса Re
λ=75/Re=75/715=0,10
Определяются коэффициенты местных сопротивлений ξ:
для всасывающихся трубопроводов:
Σξвс=b•Σξ=2,2•0,5=1,1
для сливных трубопроводов:
Σξсл=1,75 •(5•0,18+2)=5,075
для напорных трубопроводов:
Σξвс=b•Σξ=1,5•(3•1,5+3•0,18)=7,56
Подставляем:
В==
В= 5,84•109 Н•с4/м8
С==
=
С=1,02•109 Н•с4/м8
Определяем потери давления:
∆р=(В+С•D3)•QН2
Насос работает на трубопровод. Поэтому должны соблюдаться условия материального и энергетического баланса, т.е. какая будет подача насоса, такой же расход будет в трубопроводе, и какое давление будет создавать насос, такое же давление будет в начале напорного трубопровода. А эти условия будут выполняться в точке пересечения характеристики насоса рн=f1(Q) с характеристикой трубопровода ртр= f2(Q) в рабочей точке. Теоретическая подача насоса равна:
Qт=Vн•nн
График совместной работы насоса и трубопровода приведён на рис.1:
pтр=р+++∆р=р+ (В+С•D3)•Q2
1. 5,9*106 +(5,81*109+1,02*109)*0,000032=6183153Па/106=6,18Мпа
2. 5,9*106+(5,81*109+1,02*109)*0,00012=68774125Па/106=6,87Мпа
3. 5,9*106+(5,81*109+1,02*109)*0,000172=7133571Па/106=7,1Мпа
4. 5,9*106+(5,81*109+1,02*109)*0,000232=7412561Па/106=7,4МПа
Q, л/мин
2
6
10
14
Q, м3/с
0,00003
0,0001
0,00017
0,00023
ртр, МПа
6,18
6,87
7,1
7,4
По графику определяется: Qн=15,8 л/мин, рн=5,9 МПа, ркл=8,7 МПа, ∆р=1,7 МПа
Определяем общие потери давления:
∆р=(5,84•109+1,02•109)•(15,8/60000)2=2,29•106 Па = 2,29 МПа
Насос был выбран предварительно по номинальной подаче Qном и по номинальному давлению рном. Выбранный насос создаёт номинальное давление рном≥ркл.
Рассчитываем потери давления в аппаратах:
В распределителе при расходе 16 л/мин:
∆р=0,2 МПа
В обратном клапане при расходе 16 л/мин:
∆р=0,15+=0,27 МПа
В гидроклапане давления при расходе 16 л/мин:
∆р=0,15+=0,26 МПа
В регуляторе расхода при расходе 16 л/мин:
∆р=0,2 МПа
В фильтре при расходе 16 л/мин:
∆р==0,076 МПа
Общие потери давления в гидроаппаратуре:
∆рга=∑∆р=1,006 МПа
∆р/∆рга=2,29/1,006=1,28
Потери давления в аппаратах составляют около 99% от общих потерь давления, поэтому для приблизительных проектировочных расчётов можно учитывать лишь потери давления в аппаратах. продолжение
--PAGE_BREAK--