Потери давления по длине трубопровода

= ,

где − плотность масла, /с;

V_н − скорость в нагнетательном трубопроводе, /с;

− длина трубопровода, м;

− диаметр в нагнетательном трубопроводе, м;

− коэффициент сопротивления, зависящий от режима движения жидкости.

При ламинарном режиме

= 75/ ;

= 75/2005 = 0, 0374;

В результате потери давления по длине нагнетательного трубопровода

= = 23141 Па;

= 0, 023 МПа.

Местные потери давления в нагнетательном трубопроводе

= 0, 5 ∙ в ∙ ∙ ∙ р,

где − коэффициент местных сопротивлений в нагнетательном трубопроводе;

V_н − скорость движения жидкости в нагнетательном трубопроводе, м/с;

р − плотность масла, /с;

в − поправочный, коэффициент, учитывающий возрастание при малых значениях Re. Согласно таблице 7 [1, с.8] при Re = 2005, в = 1, 05

= 0, 5 ∙ 1, 05 ∙ 3 ∙ 4, 01² ∙ 885 = 22414 Па;

Суммарные потери давления в трубопроводе

= + ,

где − потери давления по длине нагнетательного трубопровода, МПа;

− Местные потери давления в линии нагнетания, МПа;

= 0, 023 + 0, 022 = 0, 045 МПа.

Потери давления в сливном трубопроводе

Потери давления по длине трубопровода

Потери давления в сливной линии определяются аналогично

(см. пункт 3.1)

= 75/1848 = 0, 0406;

= = 29076 Па;

Местные потери давлений

= 0, 5 ∙ в ∙ ∙ ∙ р,

где в − поправочный, коэффициент, учитывающий возрастание при малых значениях Re. Согласно таблице 7 [1, с.8] при Re = 1848, в = 1, 05

− коэффициент местных сопротивлений в сливном трубопроводе;

V_сл − скорость движения жидкости в сливном трубопроводе, м/c;

р − плотность масла, /с;

= 0, 5 ∙ 1, 05 ∙ 5, 35 ∙ ∙ 885 = 28736 Па;

Суммарные потери в сливном трубопроводе

+ ,

где − потери давления в сливном трубопроводе, МПа;

− местные потери давлений, МПа;

= 0, 029 + 0, 029 = 0, 058 МПа.

Потери давления во всасывающем трубопроводе

Потери давления по длине трубопровода

Потери давления по длине трубопровода аналогично (см. пункт 3.1)

= 75/1052 = 0, 0713;

= = 1578 Па;

Местные потери давления

= 0, 5 ∙ в ∙ ∙ ∙ р,

где в − поправочный, коэффициент, учитывающий возрастание при малых значениях Re. Согласно таблице 7 [1, с.8] при Re = 1052, в = 1, 34

− местный коэффициент во всасывающем трубопроводе;

− скорость во всасывающем трубопроводе, м/мин;

р − плотность масла, /с;

= 0, 5 ∙ 1, 34 ∙ 0, 5 ∙ ∙ 885 = 359 Па,

Суммарные потери давления во всасывающем трубопроводе

= + ,

где − потери давления по длине трубопровода;

− местные потери давлений, МПа;

= 0, 002 + 0, 0004 = 0, 0024 МПа.

6 Общие потери давления в трубопроводах

= + + ,

где − суммарные потери давления в нагнетательной трубопроводе, МПа;

− суммарные потери давления во всасывающем трубопроводе, МПа;

− суммарные потери давления в сливной трубопроводе;

 

= 0, 048 + 0, 0024 + 0, 058 = 0, 1084 МПа.

Параметры гидродцилиндра

Площадь штоковой полости цилиндра.

,

где − ориентировочная производительность насоса, л/мин;

− объемный КПД гидроцилиндра;

− скорость движения поршня, м/мин;

Ориентировочные диаметры

,

где − диаметр поршня гидроцилиндра, мм;

диаметр штока гидроцилиндра, мм;

Поскольку D_п /d_ш = 1.6, то D_п = d_ш 1.6

Следовательно диаметр штока поршня:

,

где

Ориентировочный диаметр поршня

,

где ориентировочный диаметр штока поршня, мм

Зная ориентировочный диаметр штока поршня и ориентировочный диаметр поршня выбираем нормальные диаметры штоков и поршней по ГОСТу 6540-68 [см 1 стр.14 таблица 10].

По ГОСТу 6540-68

Площадь поршня

,

где ориентировочный диаметр поршня, мм

;

Расчет параметров дросселя

Выбор дросселя

По заданной ориентировочной производительности насоса выбирается дроссель.

Типоразмер дросселя для регулирования выбирается по заданному расходу жидкости Q таблица 1. Рекомендуется принимать ближайший меньший по расходу дроссель. В технической характеристике дросселя указывается при каком перепаде давления . обеспечивается номинальный расход , По этим данным определяется площадь рабочих окон дросселя. По заданной ориентировочной производительности насоса выбирается дроссель

Выбираем дроссель с регулятором типа ДР – 25. [1]

Размеры рабочих окон дросселя

Площадь рабочих окон полностью открытого дросселя, см²

;

см²,

где – номинальный расход;

– расчетный перепад давления в дросселе;

А – размерный коэффициент, учитывающий поправки на сжатие струи, свойства жидкости и коэффициент скорости. А= 204 900 см/мин МПа.

Если заданная производительность Q не будет совпадать с номинальным расходом дросселя, то необходимо определить требуемый номинальный перепад давления в дросселе при котором будет обеспечиваться заданная производительность (расход), МПа

МПа

Параметры насоса

Частота вращения насоса

Насос является основным агрегатом в системе гидропривода. По аналогии с электроприводом насос является генератором энергии (преобразует механическую энергию в энергию потока рабочей жидкости). Насос является наиболее технологически сложным элементом гидропривода. Он подвержен наибольшему износу (средний срок службы насоса в 2-3 раза меньше срока службы гидродвигателя).

Основными параметрами насоса является его рабочий объем, производительность, и потребляемая для привода мощность.

n = ,

где − частота вращения вала электродвигателя, ;

− передаточное отношение между гидродвигателем и насосом;

n = = 588 .

Передаточное число гидропривода [1, с.12]

i = ,

где n − частота вращения насоса, ;

− частота вращения гидроцилиндра, ;

Частота вращения гидроцилиндра

Следовательно передаточное число гидропривода:

i = = 4, 08.

Рабочий объём насоса

Рабочий объём насоса q равен объёму жидкости (несжимаемой), который насос подает за один оборот при отсутствии утечек. Экспериментально q можно определить путем медленного вращения насоса при нулевой разности уровней жидкости на всасывании и нагнетании.

Производительность насоса [1, с. 10; 3]

Q = q ∙ n ∙ ,

где q – рабочий объём насоса, /об;

q = ,

где n – КПД насоса;

− объёмный КПД насоса;

q = = 195, 5 /об.

По ГОСТ 13824-68 [1, табл. 9, c.l 1] принимаем q = 200 см³/об. В этом случае теоретическая прочность насоса:

Q_T = q ∙ n,

где q – рабочий объём насоса, /об;

n − частота вращения насоса, ;

Q_T = 200 10^-3 588 = 118 л/мин

 

Фактическая производительность насоса

= ,

где Q_T − рабочий объём насоса, /об;

− КПД насоса;

 

= 118 ∙ 0, 76 = 90 л/мин.

Перепад давления в насосе

Давление рабочей жидкости на выходе из насоса:

где – требуемый номинальный перепад давления в дросселе;

суммарные потери давления сливного трубопровода;

– КПД силового цилиндра;

заданное усилие на штоке при номинальном давлении;

– площадь поршня;

– площадь штоковой полости цилиндра;

– суммарные потери давления нагнетательного трубопровода.

Перепад давления в насосе:

где – потери давления в линии всасывания

Знак зависит от положительный если растягивается, отрицательный если сжимается. Знак + потому, что Δ Рвс отрицательное (разряжение)

Мощность для привода насоса

N = 1000 ,

где − фактическая производительность насоса, л/мин;

− давление рабочей жидкости на выходе из насоса, МПа;

− КПД насоса, м³/с;

− КПД редуктора насоса;

N = 1000 ∙ = 3, 4 кВт.

КПД гидропривода

КПД магистрали

,

где − давление рабочей жидкости на выходе из насоса, МПа;

− общие потери давления рабочей жидкости, МПа;

= = 0, 999.

КПД гидропривода

Конструктивное совершенство гидропривода оценивается по величине его КПД, который учитывает возникающие объёмные, механические и гидравлические потери. Объёмные потери связаны с утечками и учитываются объёмными КПД. Утечки зависят от величины зазоров, их протяженности, давления и вязкости жидкости. В насосах и гидроцилиндрах утечки связаны с перетеканием части жидкости через имеющиеся зазоры из зоны нагнетания в зону всасывания или слива без совершения полезной работы.

Механические потери связанны с затратами энергии на трение движущихся частей, а также на трение их о жидкость и учитываются механическим КПД.

Гидравлические потери связаны с трением жидкости о стенки трубопроводов, каналов, а также между слоями и учитываются гидравлическим КПД.

= ∙

где − КПД насоса;

− КПД гидроцилиндра;

− КПД магистрали;

= 0, 76 ∙ 0, 83 ∙ 0, 999 = 0, 63.

 

Заключение

В ходе расчета курсового проекта я ознакомился с основными частями объёмного гидропривода, произвел расчет трубопроводов, рассчитал параметры гидроцилиндра, выбрал параметры насоса, рассчитал КПД гидропривода.

Потери давления в нагнетательном трубопроводе 0, 048 МПа; Потери давления в сливной линии 0, 058 МПа; Потери давления во всасывающем трубопроводе 0, 0024 МПа; Общие потери давления в трубопроводе 0, 1084 МПа; Фактическая производительность насоса 90 л/мин; Мощность для привода насоса 3, 4 кВт; КПД магистрали 0, 986; КПД гидропривода 0, 63.

КПД гидропривода составляет 63 %, остальные 37 % идут на внутренние утечки и на нагрев жидкости.

 

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться: