3 Расчет объемного гидропривода

3.1 Определение потребной мощности гидродвигателей и насоса

Мощность гидропривода, требуемая для обеспечения его работоспо-собности, определяется мощностью гидродвигателя, необходи­мой для реализации выходных параметров гидропривода - нагрузки и скорости движения.

Для гидроприводов возвратно-поступательного движения потреб­ная мощность гидродвигателя (гидроцилиндра Nгц, кВт) определяется

Nгдв = N_ГЦ = F_ГЦ * v. (1)

Для гидроприводов вращательного движения потребная мощность гидродвигателя (гидромотора Nгм, кВт) будет равна

Nгдв = Nгм = М_ГМ *2 * * n_ГМ. (2)

Мощность гидронасоса Nн определяется исходя из потребной мощ­ности гидродвигателя с учетом потерь энергии при ее передаче от насоса к двигателю

Nн = Кзу*Кзс*Nгдв, (3)

где Кзу - коэффициент запаса по усилию, учитывающий путевые и мест­ные потери давления на гидравлическое трение, на преодоление сил трения между деталями,

Кзс - коэффициент запаса по скорости, учитывающий утечки жид­кости и уменьшение подачи насоса вследствие перегрузки двигателя машины.

Численные значения коэффициентов запаса выбираются в зависи­мости от режима работы гидропривода согласно рекомендациям работы [1].

3.2 Выбор гидронасоса

Гидронасосы выбирают по двум параметрам: давлению р и рабочему объему насоса q_Н (или подаче насоса Q_Н=q_Н*n_Н). Как известно, эти па­раметры связаны с мощностью насоса N_Н зависимостью

Nн = р * Q_Н = р * q_Н * n_{Н .} (4)

Обычно задаются номинальным давлением р_НОМ, выбор величины которого обусловлен назначением гидропривода [2,9], частота вращения вала насоса n_Н обусловлена частотой вращения вала приводного двигателя машины, а рабочий объем насоса q_Н или подачу находят из формулы (4):

q_Н = Nн / (р_НОМ *n_Н ) . (5)

Размерность рабочего объёма насоса будет в дм³, если мощность насоса в кВт, номинальное давления в МПа , а частота вращения вала насоса в с^-1.

По численным значениям q_Н и р_НОМ выбирается насос с ближайшими к этим расчетным величинам рабочим объемом и давлением [2,3,6,7,13,14,15,16] и приводится его техническая характеристика.

Следует иметь ввиду, что насосы, рассчитанные на высокое давление, мо­гут быть использованы в гидроприводах, имеющих более низкий уровень номинального давления.

Затем определяется действительная подача насоса Q_НД, дм³/с :

Q_НД = q_НД * n_Н * , (6)

где q_НД - рабочий объем насоса согласно его технической характе­ристике, дм3/об,

n_Н - частота вращения вала насоса,с^-1 ,

- объемный КПД насоса.

3.3 Выбор скоростей движения рабочей жидкости в гидроприводе и определение внутреннего диаметра гидролиний

Скорости движения рабочей жидкости выбираются в зависимости от назначения гидролинии таким образом, чтобы для уменьшения по­терь давления на гидравлическое трение режим течения был ламинар­ным. Рекомендуемые значения скоростей движения рабочей жидкости во всасывающей v_ВС, напорной v_НАП и сливной v_СЛ гидролиний при­ведены в работах [2, 9,13].

Из уравнения постоянства расхода по выбранным значениям скоростей движения жидкости в гидролиниях и по величине движущегося по гидролиниям расхода жид­кости, равного действительной подаче насоса Q_НД, определяются внутренние диаметры всасывающей d_ВС, напорной d_НАП и сливной d_СЛ гидролиний, т.е.

d_ВС = (Q_НД *4/ *v_ВС)^1/2, d_НАП = (Q_НД *4/ *v_НАП)^1/2 ;d_СЛ = (Q_НД *4/ *v_ВС)^1/2 . (7)

При выборе внутреннего диаметра гидролиний следует учитывать, что величина диаметра должна соответствовать стандартизированному ряду, установленному ГОСТ 8734-75 «Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент». В зависимости от типа применяемых соединений и давления размеры жестких и гибких гидролиний выбираются согласно [2, 10].

После выбора внутреннего диаметра гидролиний производится уточнение скоростей движущейся по ним жидкости:

v_ВС.Д=Q_НД /( *d²_ВС.Д/4 ), v_НАП.Д=Q_НД /( *d²_НАП.Д/4 ), v_СЛ.Д=Q_НД /( *d²_СЛ.Д/4 ). (8)

Найденные значения скоростей движения жидкости в гидролиниях объёмного гидропривода при расчете потерь давления на гидравлическое трение.