Для новых стальных бесшовных труб и резиновых шлангов можно принять

D=0, 03 мм; для труб бывших в эксплуатации D=0, 2 мм. Трубы из цветных металлов практически считаются гладкими.

Коэффициент местного сопротивления x_м определяется по справочным данным [1].

Потери давления в аппаратах сливной и напорной линий рассчитываются по формулам:

(14.11)

Эффективную площадь f_э.аппроходных сечений аппаратов ( распределителей, фильтров, клапанов) находят по экспериментальным данным, приведённым в каталогах на гидрооборудование. В технических характеристиках гидроаппаратов экспериментальные данные могут быть представлены в виде графиков зависимости перепада давления от расхода, Dp =Ф(Q) или в виде одного значения перепада давления Dp при фиксированном (номинальном) расходе Q_НОМ через аппарат. Первый вариант не требует определения площади f_э.

Для второго имеем

. (14.12)

Расчёт гидравлических потерь давления в системе удобно вести в следующем порядке:

1) трасса разбивается на участки, отличающиеся друг от друга характером и величиной сопротивлений;

2) с учётом стандартного значения диаметра трубопровода рассчитываются фактические скорости движения жидкости на участках трубопровода;

3) определяется режим движения жидкости в трубопроводе по числу Re;

4) рассчитываются гидравлические характеристики каждого элементарного участка привода и потери на нём.

При проведении расчётов и анализа результатов удобно пользоваться таблицей, в которую заносятся исходные, промежуточные и итоговые расчётные данные.

Таблица 14.1

Сводная таблица расчётных данных

Номер участка	Характеристика участка	Dp, МПа
Вид участка	l, м	d, мм	Q, л/мин	U_т, м/с	Re	F_Э, м²

Суммарные потери в напорной Dp_нап. и сливной Dp_сл линиях привода находят по формуле (15.1). С учетом этих потерь уточненные значения давлений p_н.ц и p_с.ц в рабочих камерах гидроцилиндра и гидравлический КПД линий и аппаратов h_г.а определяют с помощью зависимостей:

. (14.13)

Полученное значение h_г.а сравнивают с принятым в расчёте (h_г.а=0, 75...0, 9).

При необходимости корректирования условного прохода d_у, выполняется вторичный выбор гидроаппаратов по справочникам и каталогам на оборудование. Допускается выбирать аппараты с уменьшенным по сравнению с трубопроводами условным проходом d_у. При этом вновь оценивают внешний объём и массу трубопроводов и аппаратов. Далее повторяют полный гидравлический расчёт привода.

В большинстве случаев для выбора трубопроводов и аппаратов оказывается достаточно двух-трёх приближений.

15. Расчёт избыточного давления жидкости на выходе из насоса

Значения давлений жидкости, возникающие на выходе из насоса, при холостых и рабочем ходах гидроцилиндра определяются в соответствии с выражением (8.4) и с учетом гидравлического КПД h_г.а, найденного по формуле (14.13 ). Расчёт ведётся по формуле:

где F=F_Б.П, F_Р.Х, F_Б.О - внешние нагрузки на штоке гидроцилиндра; -эффективные рабочие площади поршня; h_м.ц– механический КПД цилиндра, h_г.а– гидравлический КПД аппаратов и соединительных линий.

В рассматриваемом примере максимальное давление на выходе из насоса равно:

Рис.16.1. Диаграмма давлениий по переходам

Выбор насосной установки

Чтобы обеспечить исполнительную часть гидропривода с числовым программным управлением рабочей жидкостью с требуемыми подачами Q_н.^б.п, Q_н.^р.х.Q_н.^б.о и давлениями p_н^б.п, p_н^р.х, p_н^б.о, могут применяться насосные установки различных типов.

Наиболее простой вариант установки- однонасосная с переливным клапаном.

Типоразмер насоса выбирается по каталогу в соответствии с требуемыми подачами и давлениями:

При номинальном давлении жидкости до 6, 3 МПа целесообразно применять шестерённые или пластинчатые насосы, при давлении выше 10 МПа аксиально- или радиально-поршневые.

Рабочий объем насоса V_НО определяется по формуле:

(V_Н, см³/об, Q_Н, л/мин, n, об/мин),

где Q_Н - номинальная подача насоса;

h_О.Н - объемный КПД насоса.

Крутящий момент на валу насоса и приводная мощность равны:

(V₀, см³; Р, МПа; Н*м);

(М, Н*м, n, об/мин, N_п., кВт).

Механический КПД h_н.м берется из технической характеристики насоса. Номинальные значения

По величине М и N_п подбирают приводящий двигатель.

Типоразмер переливного клапана выбирают с учётом значений Q_н._max и p_н._max. Максимальный расход Q_кл.._max через клапан и давление p_кл._max настройки клапана должны быть Q_кл.._max ³ Q_н._max и p_кл._max ³ p_н._max. При Q_кл.._max менее 1 дм³/с обычно используют клапаны прямого действия, при больших расходах предпочтение отдают клапанам непрямого действия [1].

Существенный недостаток одно-насосной установки с переливным клапаном - значительная потеря мощности ∆ N потока жидкости во втором периоде работы гидропривода. Причиной служит перелив большого количества жидкости через клапан при полном рабочем давлении . Потери мощности определяются по зависимости

. (16.1)

Отрицательный результат потери мощности потока жидкости состоит не только в непроизводительном расходовании энергии, но и в нагреве рабочей жидкости. При этом приходится принимать меры для охлаждения жидкости с помощью теплообменного аппарата или значительно увеличивать объем бака. Для

реализации указанных мер выполняется тепловой расчет гидропривода.

Потери мощности потока жидкости существенно уменьшаются при использовании двух насосной установки с двумя переливными клапанами (рис.16.1).

Рис.16.1. Двухнасосная установка

Эффект достигается комбинацией насоса высокого давления и малой подачи с насосом низкого давления и большей подачи. Насосы сочетаются соответственно с клапанами высокого и низкого давления, которые должны быть настроены на значения и . Между насосами установлен обратный клапан. В первом (БП) и третьем (БО) периодах работы гидропривода оба насоса при низком давлении подают жидкость в напорную линию.Их суммарная подача должна быть не меньше значения .Во втором периоде работы гидропривода давление в напорной гидролинии возрастает до величины .При этом обратный клапан закрывается. Насос 1 подает жидкость через клапан низкого давления на слив. Насос 2, соединенный с клапаном высокого давления, подает жидкость в исполнительную часть гидропривода. Подача насоса 2 должна быть не менее .

В соответствии с условиями работы двухнасосной установки насос 2 подбирается из каталога на гидрооборудование по номинальной подаче

и номинальному давлению

Насос 1 выбирают по подаче

и давлению

Следует отметить, что в станкостроительной промышленности выпускаются комплекты двух различных насосов с одним приводным электродвигателем.

Мощность потока жидкости в насосной установке во втором периоде работы гидропривода теряется в основном из-за перелива жидкости, подаваемой насосом 1 через клапан 3 при относительно низком давлении Р_Н1.

Так как давление Р_Н1 значительно ниже величины Р_Н2, то потери мощности двухнасосной установки существенно меньше, чем в однонасосной. Недостаток такой установки – увеличенное число основных гидроагрегатов.

Полностью устранить потери мощности вследствие перелива жидкости через клапан можно при использовании насосно-аккумуляторной установки [3, 1].

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒