/> /> /> /> /> /> /> /> />
1 – гідродвигунподвійної дії;
2 – гідро розподільниктрьохпозиційний;
3 – дросельрегулюючий;
4 – гідробак затмосферним тиском;
5 – клапанпереливний;
6 – гідробак;
7 – насос.
Рисунок 1 — Кінематична схема гідроприводу з дроселюючим розподільником.
Гідро лінії:
а-б — всмоктуючи;
в-г — напірна;
д-л — зливна;
о-т — зливна;
р-к — лініяуправління.
Схема руху потокурідини
/>Б – Н – РДР – Цл/Цп – РДР – Б
– К – Б
1. Вибірномінального тиску із ряду встановлених стандартних значень
Згідно вхіднихданих приймаємо Рном=16 МПа
2. Характеристикаробочої рідини
Робоча рідина вгідроприводах призначена для приведення в дію робочих органів вузлів імеханізмів. На стан робочої рідини впливає широкий діапазон робочих температур,а також наявність великих швидкостей потоку і високих тисків. Робоча рідинавиконує наступні функції:
— використовуються для змащування поверхонь, що труться гідромашин та іншихгідро-пристроїв в результаті чого між двома поверхнями зменшується сила тертя;
— призначена длявідводу теплоти від більш нагрітих поверхонь гідромашин;
— уноситьпродукти зносу та інші частинки забруднення.
Робочі рідини, яківикористовують в гідроприводах поділяються на чотири групи: нафтові,синтетичні, водо-полімерні та емульсіонні.
3. Вибір робочоїрідини
Приймаємо робочурідину: мастило індустріальне И-20 з густиною ρ=886 кг/м³;кінематична в’язкість при температурі 20˚С ν=100 мм²/с.
4. Розрахунокдіаметра гідроциліндра
Діаметргідроциліндра визначається із співвідношення:
/>, м
де /> — площа поршня
/> — зусилля на штоку
/> — номінальний тиск
/> — механічний ККДгідроциліндра
Визначаємо робочуплощу поршня:
/>, м²
/> м²
/> м
/>м
Діаметргідроциліндра та його штока уточнюємо по стандарту. Приймаємо D=160 мм; d=70мм.
5. Вибір насоса
Визначаємопотужність гідроциліндра:
/> , Вт
де /> — швидкість переміщенняпоршня;
/> — ККД гідроциліндра
/>Вт
Визначаємопотужність насоса:
/>, Вт
де /> — коефіцієнт запасу пошвидкості
/> — коефіцієнт запасу позусиллю
/> — потужність одночаснопрацюючих двигунів
/> Вт=10,3 кВт
Визначаємонеобхідну подачу насоса:
/>, л/с
/> м³/с/> л/с
По відомим величинам тиску Р =16 МПа i подачі Q=0,6 л/с, обираємоаксіально-поршневий насос 210 (Додаток ), робочий об’єм насоса Vo=11,6см³, об’ємний ККД η = 0,95, повний ККД η=0,88, швидкість обертаннявала n =2800 -5000 об/хв. Частоту обертання вала насоса, яка забезпечуєнеобхідну подачу Q=0,6 л/с, знаходимо за формулою:
/>, об/хв
де /> - кількість насосів
/> - робочий об’єм насоса
/> - об’ємний ККД насоса
/>об/хв
6. Вибір розподільника
По номінальному тиску, подачі насоса і кількості гідро двигуніввизначаємо гідро розподільник типу Р75 – В3А.
7. Розрахунок трубопроводів
По відомій витраті та середній швидкості визначаємо діаметртрубопроводів:
— всмоктуючий
/>, м
де /> м/с – рекомендованашвидкість для всмоктуючого трубопроводу
/> м
Отриманий діаметр округлюємо до найближчого з нормального ряду по ГОСТ12447 – 80 (Додаток Г). Приймаємо />=28 мм,товщина стінки />=3 мм.
— напірний
/>, м
де /> м/с – рекомендованашвидкість для напірного трубопроводу
/> м
Приймаємо />=12 мм, товщинастінки />=3 мм.
— зливний
/>, м
де /> м/с – рекомендованашвидкість для зливного трубопроводу
/>, м³/с
/> м³/с
/> м
Приймаємо />=48 мм, товщинастінки />=3 мм.
Уточнюємо швидкість руху рідини в напірному трубопроводі
/> м/с
/> м/с
Уточнюємо швидкість руху рідини у зливному трубопроводі
/> м/с
/> м/с
Таблиця 1
Найменування
гідро ліній
Рекомендаційні значення
швидкостей, м/с
Розрахункові значення
швидкостей, м/с напірні 3÷8 5,3 зливні 1,5÷2,5 2
8. Розрахунок втрат тиску у гідролініях
Розрізняють два види втрат тиску: втрати на тертя по довжині, залежні взагальному випадку від довжини i розмірів поперечного перетину трубопроводу, йогошорсткості, в’язкості рідини, швидкості течії та втрати в місцевих опорах –коротких ділянках трубопроводів, в яких відбувається зміна швидкості по напрямувеличини або по напряму.
Для напірної лінії
/>
де /> - витрати на тертя;
/> - сума втрат в місцевих опорах.
При русі води в круглих трубах постійного перебігу втрати натиску натертя визначаються по формулі Дарсі – Вейсбаха:
/>
де /> - коефіцієнт гідравлічноготертя по довжині
/> - довжина трубопроводу;
/> - діаметр трубопроводу;
/> - середня швидкість перебігу рідини.
Для ламінарного режиму руху в круглій тpyбi коефіцієнт визначається потеоретичній формулі:
/>
/>
/>
/>
у якій /> - число Рейнольдса
/>м
/>
/>м
/>м
Для зливної лінії
/>
/>
/> м
/>м
/>м
Будуємо замкнуті контури/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Втрати тиску внапірній гідро лінії
/> МПа
де /> — втрати тиску на тертя
/> Па
/> Па
/> — місцеві втрати тиску
/> Па
де /> - динамічна в’язкістьрідини
/> - для сталевих труб
/>Па
/> — втрати тиску в гідророзподільнику
/> МПа
/> МПа
Втрати тиску взливній гідро лінії
/> МПа
/> Па
/> Па
/> Па
/> Па
/> МПа
/> МПа
Загальні втратитиску в гідро лініях
/>
/> МПа
9. Розрахунокпотужності гідроприводу
/> Вт
/>
/>
/>Вт=10,3 кВт
Списоквикористаної літератури
1. Холин K.M., Никитин О..- M.Машиностроение, 1989-264c.
2. Латшена Н.., Макашова O.B.,Медведев P.M. «Техническая термодинамика с основами теплопередачи и гидравлики»М. Машиностроение 1998 г .
3. Цыбин А… Шанаев И… — Гидравликаи насосы – М. Высшая школа. 1976, 256 с.
4. Семедуберский М ..-«Насосы,компрессоры, вентиляторы».