2.1.Исходные данные для гидравлического расчета гидропривода

Требуется рассчитать гидропривод лебедки в соответствии с аксонометрической схемой, приведенной на рис.2.

Необходимо обеспечить управление вращением лебедки в следящем режиме с обеспечением реверса движения.

Исходные данные: Таблица №5

Значение у,х	Марка масла	Плотность ρ,кг/м3	Кинематическая вязкость при 50*С и атмосферном давлении, ν,м2/с 10-5	Предел рабочих температур,*С
у=7 х=1	АМГ-10	850	1	-50 - +60

Длины участков трубопроводов принять равными

Необходимый вращающий момент на валу лебедки равен

Частота вращения вала лебёдки равна

В качестве рабочей жидкости принять масло

,м²/с

2,2 Предварительное определение выходной мощности насоса

Расчет выполняют по цепочке передачи мощности в гидроприводе, проходя по пути от заданной мощности на выходном звене к выходной мощности насоса.

В нашем случае выходным звеном является лебёдка, мощность на валы которой равна

где ω_л – угловая скорость вращения вала лебёдки

М_л – момент на валу лебёдки

n_л – частота вращения вала лебёдки.

Затем находим выходную мощность на валу гидромотора с учетом ее потери в соединяющих устройствах, в данном случае с учетом двух упругих муфт и редуктора

где ŋ_муф1 и ŋ_муф2 – КПД первой и второй упругих муфт соответственно (ŋ_МУФ =0,99)

ŋ_Р – КПД редуктора (ŋ_Р=0,97).

Далее определяем входную мощность гидромотора

где ŋ_м – КПД гидромотора, принятое равным 0,92

Выходную мощность насоса находим по формуле

где ŋ_тр – КПД магистральной трубопроводной системы гидропровода.

КПД трубопроводной системы в основном зависит от длины, диаметра и шероховатости стенок трубопровода, а также от местных сопротивлений, расхода и вязкости рабочей жидкости. Для предварительного расчета принимают ŋ_тр=0,95.

2.3 Назначение величины рабочего давления и выбор насоса

Величина рабочего давления в системе определяется в основном мощностью, передаваемой гидроприводом, и наличием оборудования, отвечающего выбранному давлению.

При заниженных давлениях гидропривод получается очень громоздким, т.к. при этом требуется насосы большой производительности и трубопроводы значительных диаметров.

При высоких давлениях система становится компактной, однако в этом случае возрастают требования к качеству изготовления элементов гидропривода и их прочности.

Чем больше мощность привода, тем более высокое давление следует назначать в системе. При этом следует также ориентироваться на выпускаемое насосное оборудование и принять давление, равное номинальному давлению предпочтительного типа насоса. Необходимо также проанализировать выпускающиеся типы гидромоторов с номинальным давлением, равным или близким давлению насоса.

В качестве номинального рабочего давления в системе принимается наименьшее номинальное давление насоса или гидромотора, и на него настраивается предохранительный клапан системы гидропривода.

Величина минимального рабочего давления в системе определяется условием отсутствия кавитации в насосе и элементах гидропривода.

Анализ справочных данных по насосам показывает, что насосы со следящим управлением имеют номинальное давление 20 и 10 МПа. Анализ данных по гидромоторам приводит к выводу, что наиболее подходящий тип гидромоторов (имеющих наибольшее значение КПД) имеет номинальное давление 10 МПа.

В связи с этим номинальное рабочее давление в системе гидропривода принимаем равным 10 МПа. На это давление настраиваем предохранительный клапан. Минимальное давление в системе (перед входом в насос) принимаем для исключения кавитации больше атмосферного и равным р_м.с.=0,3 МПа.

После выбора номинального рабочего давления и минимального рабочего давления в системе переходим к определению необходимых параметров насоса.

Давление, которое должен развивать насос

где р_н.с. - номинальное рабочее давление с системе

р_м.с – минимальное рабочее давление в системе

Расход, который должен обеспечивать насос

Такую производительность может обес­печить насос марки 2НРС 224/100, имеющий следующие па­раметры:

Рабочий объем.............................................................................V_{о. н} = 224 см³

Номинальная подача…………………………………….…......Q_{н. ном} = 200л/мин = 3300см³/с

Номинальное давление……………………………………....... р_{н. ном} =10МПа

Номинальная частота вращения……………………………… n_{н. ном} = 960 об/мин= 16 об/с

Объемный КПД.......... ………..…………………………………η_{о. н} = 0,90

Полный КПД............................................................................... η_н = 0,83.

Основной насос снабжен встроенным шестеренным насо­сом для питания вспомогательных механизмов.

Так как при номинальном числе оборотов подача насоса превышает требуемый расход, то понизим число оборотов вала насоса, определив его из зависимости

Принимаем число оборотов вала насоса n_н = 420 об/мин = 7об/с.

При этом подача насоса составит:

Этот расход примем в качестве расчётного для гидравли­ческой системы. Полезная выходная мощность насоса

Мощность, потребляемая насосом,

.