МУ%20к%20выполнению%20курсовой%20работы

об'єму Vм) вибирають гідромотор (таблиця А.2).

Якщо прийнятий номінальний тиск у гідросистемі не відповідає номінальному тиску гідромотора, необхідно перерахувати корисну потужність гідромотора при даних умовах, виходячи з того, що потужність змінюється прямопропорційно зміні тиску. Для цього необхідно скласти пропорцію.

Після вибору гідромотору необхідно уточнити частоту обертання його вала nм. Відомо, що для об'ємних гідродвигунів потужність що знімається з валу прямопропорційна частоті обертання (коли вал обертається з частотою, яка перевищує мінімальну).

Потрібне передаточне число редуктору визначається за формулою:

Далі визначається момент на валу гідромотора, який дорівнює:

де nм – прийнята частота обертання вала гідромотора, хв-1. Втрати тиску в гідромоторі:

де ηм – загальний ККД мотора.

Втрати тиску в гідромоторі не повинні перевищувати номінальний тиск у гідросистемі. Бажано що б виконувалась умова ðì ≈ (0,8...0,9)ðí . Якщо ця умова

не виконується необхідно збільшити передаточне число редуктору іред і

де іред.ф – фактичне передаточне число редуктора.

Витрата робочої рідини гідромотором:

11

двигунів:

i =1

де Qм(ц)i – витрата робочої рідини гідродвигуном (гідромотором чи гідроциліндром), л/с;

Кп – коефіцієнт подачі, який ураховує втрати робочої рідини в гідросистемі,

Кп = 1,05-1,15.

У випадку коли декілька гідродвигунів або груп гідродвигунів працюють роздільно, необхідну подачу визначають по тому двигуну або групі двигунів, яки мають найбільшу витрату:

Згідно з отриманим значенням необхідної подачі вибирають тип і марку насоса (таблиця А.1)

Частота обертання вала насоса дорівнює:

де Qн – необхідна подача насоса, л/с;

і – кількість насосів, що працюють паралельно; Vн – робочий об’єм прийнятого насоса, л;

ηон – об’ємний ККД насоса

Аналізуючи отримані дані можливо прийняти рішення о доцільності об’єднання потоків. Тобто чи можливо здійснити живлення різних двигунів від одного насоса за умов, що кожен з споживачів працює окремо.

Після прийняття рішення о кількості потоків необхідно уточнити швидкості гідродвигунів.

Фактична швидкість поршня гідроциліндра:

де nн.ф – фактична частота обертання вала насоса, хв-1; S – площа робочої порожнини гідроциліндра, м2;

m – кількість паралельно працюючих гідроциліндрів.

13

рідини, що циркулює в гідросистемі. Розрахований об’єм бака заокруглюють до найближчого більшого стандартного значення (таблиця А.3).

4.6 Розрахунок трубопроводів

Розрахунок здійснюють по ділянкам, які виділяються в гідравлічній схемі. Ділянка – це частина гідролінії між розгалуженнями, яка пропускає одну витрату при однаковому діаметрі.

Діаметри трубопроводів визначаються виходячи з рекомендованих швидкостей рідини, які складають для всмоктувальної гідролінії – 0,5-1,5 м/с; для зливної – 1,4-2,2 м/с; для напірної – 3-6 м/с.

Діаметр трубопроводу розраховують за формулою:

де Q – подача насоса, м3/с;

υ – швидкість руху рідини в трубопроводі, м/с.

Одержане значення діаметра заокруглюють до найближчого стандартного значення по ГОСТ 16516-80 (таблиця А.3). Результати розрахунку діаметрів доцільно звести у таблицю.

Далі уточнюють швидкості рідини в гідролініях за формулою:

де ν – кінематична в’язкість робочої рідини (при робочої температурі), м2/с. В’язкість рідини в значної мірі залежить від температури. Для робочих рідин,

що використовуються у гідросистемах машин, запропонована формула, яка зв’язує кінематичну в’язкість з температурою:

15

Таблиця 3

4.7 Розрахунок втрат тиску в гідросистемі

При розрахунку втрат тиску гідравлічну схему розділяють на замкнені контури, складені з послідовних ділянок трубопроводів та різних агрегатів. Втрати тиску в гідросистемі складаються з трьох складових:

де рт – втрати на тертя, МПа; рм – втрати на місцевих опорах, МПа;

рг – втрати в гідроапаратурі, МПа.

Розрахунок втрат тиску на тертя у трубопроводах наведене у пункті 4.6. Місцеві опори появляються при нерівномірному руху рідини в окремих

місцях трубопроводу (різноманітні фасонні ділянки трубопроводу – колена, трійники, тощо) і не залежать від довжини. Втрати тиску на місцеві опори визначають за формулою Вейсбаха:

2

де ξ – коефіцієнт місцевого опору; υ – швидкість після місцевого опору, м/с; ρ – питома маса, кг/м3;

z – кількість місцевих опорів на ділянці трубопроводу.

Коефіцієнт місцевого опору для коліна можливо прийняти ξк = 0,15.

17

Формулу (36) можливо використати для розрахунку втрат тиску у зворотному клапані для якого ξкл = 2-3.

Втрати тиску в гідроапаратах (гідророзподільниках, роздільниках потоку, дроселях, фільтрах та ін.) приводяться у паспортних даних. Втрати тиску в гідродвигунах розраховуються за формулами (13)-(16), (22).

Якщо необхідно визначити втрати тиску в гідроапараті при відсутності відповідних коефіцієнтів опору у довіднику, то втрати визначають за умов автомодельністі потоку рідини по формулі:

де рг, рг.ном – відповідно втрати тиску при даної витраті Qг гідроапарата і при номінальної (паспортної) витраті Qг.ном, МПа.

Результати розрахунку втрат тиску в місцевих опорах і гідроапаратах для кожного потоку вміщуються у таблицю 4.

Таблиця 4 – Результати розрахунку втрат тиску в місцевих опорах і гідроапаратах

4.8 Визначення коефіцієнта корисної дії гідропривода

18

Коефіцієнта корисної дії гідропривода визначається за формулою:

де Qн.ф, pн.ф – відповідно фактичні подача і тиск насоса; ηн – повний ККД насоса.

Фактичний тиск насоса дорівнює сумарної втраті тиску по трасі і розраховується за формулою (37)

4.9 Тепловій розрахунок

Надійна і ефективна робота гідроприводу можлива в умовах оптимального

19

теплового стану, що забезпечує постійність робочих характеристик. Відомо, що з підвищенням температури збільшуються витоки робочої рідини, погіршуються умови змазування деталей, що труться.

Втрати потужності у гідроприводі, що перетворюються в тепло:

де Nпр.н – потужність приводу насоса, Вт; Nк.д – корисна потужність гідродвигуна, Вт.

Підвищення температури Т робочої рідини до сталого значення Тж може бути розраховано по формулі:

i =1

де Тж – стала температура робочої рідини у баці; Тв – температура навколишнього повітря; ΣSi – площа елементів гідропривода, м2;

Кі – коефіцієнт теплопередачі від робочої рідини до навколишнього повітря, Вт/(м2 °С).

Коефіцієнт Кі є умовною величиною, яка залежить від конструкції машини. На основі спеціальних досліджень встановлено, що Кі = 15 Вт/(м2 °С) є

граничним для гідроприводів будівельних машин, у яких не застосовується спеціальних пристроїв по забезпеченню тепловідводу. Для проектувальних розрахунків рекомендується прийняти Кі = 9 Вт/(м2 °С).

В проектувальному розрахунку у якості поверхні теплообміну Sі можливо прийняти поверхню гідробака.

Якщо площа поверхонь елементів гідроприводу, що віддають тепло, не забезпечує потрібного значення Тж, необхідно збільшити площу за рахунок оребріння бака або встановлення теплообмінника.

Подальша інтенсифікація тепловідводу здійснюється за рахунок обдуву теплообмінника, що дозволяє підвищити значення коефіцієнту Кі.

Попередньо можливо прийняти:

при υв ≤ 5 м/с К = 6,15+4,17υв;

при υв > 5 м/с К = 7,5υв0,78;

20