Расчет механических и гидравлических потерь

 

Преобразование энергии – гидравлической в механическую в гидронасосах обеспечивается за счет движения рабочих элементов, которое сопровождается потерями энергии на трение механических частей.

Определим момент трения, развиваемый при движение поршней в цилиндрах блока.   

 

                                           (2.9.1)

 

где      

 – коэффициент трения;  = 0, 05.

Определим максимальный момент трения при Sin =1

 

                  (2.9.2)

 

где          

   p_ср – среднее значение прижимающего усилия

       - площадь опорной поверхности сферического распределителя;           F_оп = p D_оп ;

  D_оп – средний диаметр опорной поверхности; D_оп = 9 см;

    - ширина опорного пояска; принимаю = 5 мм;

   площадь контакта цилиндрового блока с распределительным золотником со стороны окна нагнетания;  

                                    

.

 

 

Ориентировочный расчет коэффициентов полезного действия

В гидромашине имеют место потери мощности на трение в подшипниковых парах: h_п =0, 98 – КПД дного подшипника;

 

 ,                             (2.10.1)

 

где     

 М_кр – теоретический крутящий момент на валу мотора;

 

Так как мы не учитывали гидравлические потери, принимаю =0, 90.

 

    Определю объемный КПД насоса

      

                                    (2.10.2)

 

 

Определю общий КПД насоса

 

                                             (2.10.3)

                           

.

 

Кинематика движения поршня

Кинематика относительного движения поршня

За один оборот.

Определю перемещение поршня

 

                  (2.11.1)

 

Рисунок 2.12.1 График перемещения поршня за один оборот.

 

 

Определю скорости поршня

 

                                            (2.11.2)                                  

 

Рисунок 2.12.2 График скорости поршня за один оборот

     

 

Определю ускорение поршня

 

                                         (2.11.3)

 

Рисунок 2.12.3 - График ускорения поршня за один оборот

 

Мгновенная подача одним поршнем определяется по формуле

                                             (2.12.4)

 

Рисунок 2.12.4 - График мгновенной подачи одним поршнем за один оборот

 

Таким образом, мгновенная подача всего насоса будет следующей:

 

                              (2.11.5)

где           

α – угол между осями поршней, α =32, 73;

 

Рисунок 2.12.5 - График мгновенной подачи всего насоса за один оборот

 

Расчет неравномерности подачи жидкости

 

Подача жидкости в аксиально-поршневых машинах имеет пульсирующий характер, и слагается из подач отдельных поршней, совершающих рабочий цикл в текущий момент. Это непостоянство подачи, не зависит от давления нагнетания и оценивается коэффициентом неравномерности подачи, который для насоса с 11 поршнями составляет 0, 5%.

Расчетная формула выглядит следующим образом:

                                                                                        (2.12.1)

                                       

 

Ориентировочный расчет ресурса машины

,                                          (2.13.1)

Так как протототип моего насоса был рассчитан на давление 20 МПа, то из равенства 2.13.1 можно справедливо полагать, что ресурс моего насоса в работе такой же гидросистемы будет минимум в 2 раза больше, ввиду того, что коэффициент загрузки его уменьшится в 2 раза.

 

ВЫБОР РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ

В зависимости от эксплуатационных свойств и состава (наличия соответствующих функциональных присадок) гидравлические масла делят на группы А, Б и В.

Группа А (группа НН по ISО) - нефтяные масла без присадок, применяемые в малонагруженных гидросистемах с шестеренными или поршневыми насосами, работающими при давлении до 15 МПа и максимальной температуре масла в объеме до 80 °С.

Группа Б (группа HL по ISO) - масла с антиокислительными и антикоррозионными присадками. Предназначены для средненапряженных гидросистем с различными насосами, работающими при давлениях до 2, 5 МПа и температуре масла в объеме свыше 80 °С.

Группа В (группа HM по ISO) - хорошо очищенные масла с антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными присадками. Предназначены для гидросистем, работающих при давлении свыше 25 МПа и температуре масла в объеме свыше 90 °С.

В масла всех указанных групп могут быть введены загущающие (вязкостные) и антипенные присадки. Загущенные вязкостными полимерными присадками гидравлические масла соответствуют группе НV по ISO 6743/4.

Таким образом, учитывая наличие в насосе пар трения «сталь по стали» считаю необходимым применение масел группы В (НМ по ISO), то есть содержащие противоизносные присадки.

Учитывая вышеизложенные требования и вязкостные характеристики масел выбираю следующие масла для использования в качестве рабочей жидкости:

Лето – масло «Р» (МГ-22-В по ГОСТ 17479.3-85)

Зима – масло «ВМГЗ» (МГ-15-В по ГОСТ 17479.3-85)

Масло гидравлическое ВМГЗ (ТУ 38.101479-86) - маловязкая низкозастывающая минеральная основа, вырабатываемая посредством гидрокаталитического процесса, загущенная полиметакрилатной присадкой. Содержит присадки: противоизносную, антиокислительную, антипенную. Масло предназначено для систем гидропривода и гидроуправления строительных, дорожных, лесозаготовительных, подъемно-транспортных и других машин, работающих на открытом воздухе при температурах в рабочем объеме масла от -40 до +50 °С в зависимости от типа гидронасоса. Для северных регионов рекомендуется как всесезонное, а для средней географической зоны - как зимнее.

Выбираю 11 класс чистоты рабочей жидкости, применяемой в гидросистеме с проектируемым насосом. Но учитывая, что в гидросистеме экскаватора ЕТ-25 номинальное давление равно 20 МПа, считаю возможным применение масла с классом чистоты 12 (минимальный класс чистоты рабочей жидкости для гидроаппаратуры, применяемой на экскаваторе ЕТ-25).

Класс	Дисперсный состав (число частиц загрязнений в объеме жидкости 100 см3)× 103
	Размер частиц, мкм
	5…10	10…25	25…50	50…100	100…200
	Гранулометрический состав, %
	64, 2	32, 1	3, 2	0, 4	0, 1
11	31, 5	16	1, 6	0, 2	0, 05
12	63	31.5	3.15	0.4	0.1

 

 

       

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: