3.2.8. Расчет гидропривода кантователя рулонов

Исходные данные представленные в таблице 3.6, взяты из технологической инструкции ТЭСЦ – 3, а также из документов, регламентирующих работу кантователя.

Таблица 3.6

Исходные данные

Диаметр поршня , мм	Ход поршня , мм	Нагрузка, преодолеваемая гидроцилиндром , кН	Длина напорной линии , м	Длина сливной линии , м
500	1530	340	50	50

Выбор номинального давления:

МПа,

где - нагрузка, преодолеваемая гидроцилиндром, Н;

- площадь поршня, мм².

Округляем полученное значение номинального давления (МПа) до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 12445-80: МПа.

Выбор шестеренного насоса.

Находим скорость прямого хода поршня:

где - прямой ход, м;

- время кантовки, сек.

Определяем подачу насоса:

,

где - диаметр поршня, м;

V₁ - скорость прямого хода поршня, м/мин.

Определяем теоретическую подачу насоса:

,

где - объемный КПД.

Принимаем теоретическую подачу .

Находим рабочий объем насоса:

,

где мин^-1 – номинальная частота вращения вала.

Находим рабочую мощность насоса:

кВт.

Определяем полную мощность насоса:

кВт,

где – общий КПД.

Выбираем по каталогу насос V85-2 со следующими техническими характеристиками:

• номинальная частота вращения ;

• номинальная подача ;

• давление на выходе ;

• давление на выходе ;

• мощность .

Определяем параметры насоса.

,

где n – номинальная частота вращения вала;

;

Или ,

где m – модуль зуба;

z – число зубьев (z=10)

b – ширина венца зуба (b=4m)

.

Определяем диаметр шестерни:

;

;

см;

см≈75 мм.

Уточняем ширину венца зуба :

см.

Определение параметров гидроцилиндра. Максимально допустимая величина нагрузки на шток определяется из соотношения: МН, где — коэффициент запаса по прочности.

Диаметр штока можно определить по формуле:

.

Принимаем диаметр штока равный мм

Находим толщину стенки гидроцилиндра:

мм,

где МПа – допустимое напряжение.

Толщина стенки гидроцилиндра равна мм.

Вычисляем толщину дна гидроцилиндра:

мм.

Определяем напряжение сжатия штока:

Расчет трубопроводов.

Определяем диаметр трубопроводов напорной линии:

мм,

где — расход, л/мин;

— скорость жидкости напорной линии, м/с.

Полученное в результате расчета значения диаметра значение округляют до ближайшего большего значения из стандартного ряда: мм.

Определяем диаметр трубопроводов сливной линии:

мм,

где — расход, л/мин;

— скорость жидкости сливной линии, м/с.

Полученное в результате расчета значения диаметра значение округляют до ближайшего большего значения из стандартного ряда: мм.

Расчет трубопроводов на прочность. Определяем толщину стенки трубопроводов.

• напорная линия:

мм.

Принимаем толщину стенки трубопроводов напорной линии мм.

• сливная линия:

мм.

Принимаем толщину стенки трубопроводов напорной линии мм.

где = 400...500 МПа - допустимое напряжение;

МПа - максимальное давление.

Расчет потерь давления в гидросистемах. Определяем режим движения жидкости:

• напорная линия:

,

где — кинематическая вязкость жидкости.

, следовательно, режим движения жидкости турбулентный.

• сливная линия:

,

где — кинематическая вязкость жидкости.

, следовательно, режим движения жидкости турбулентный.

Значение коэффициента потерь на трение по длине λ при турбулентном течении для гидравлически гладких труб, определяется:

• напорная линия: ;

• сливная линия: .

Потери давления на трение по длине трубопровода:

• напорная линия: МПа,

где — плотность рабочей жидкости;

— коэффициент потерь на трение по длине;

- длина трубы;

— диаметр трубы;

— средняя скорость потока в расчетном участке трубопровода;

• сливная линия: МПа,

где — плотность рабочей жидкости;

— коэффициент потерь на трение по длине;

- длина трубы;

— диаметр трубы;

— средняя скорость потока в расчетном участке трубопровода.

Потери давления на местных сопротивлениях:

• напорная линия: МПа,

где — коэффициент потерь на местном сопротивлении;

— количество крутых поворотов;

• сливная линия: МПа,

где — коэффициент потерь на местном сопротивлении;

— количество крутых поворотов.

Принимаем потери давления в гидроаппаратах, по справочным таблицам:

МПа; МПа; МПа;

• потери давления в напорной линии:

МПа;

• потери давления в сливной линии:

МПа

Поверочный расчет гидроприводов (рис. 3.9). Действительное давление, развиваемое насосом в приводе поступательного движения, равно:

• при выдвижении штока цилиндра:

МПа;

• при втягивании штока цилиндра:

МПа,

где - нагрузка, приложенная к штоку цилиндра;

— коэффициент, учитывающий потери на трение в уплотнениях цилиндра;

• площадь цилиндра в поршневой полости:

мм²;

• площадь цилиндра в штоковой полости:

мм²,

Расхождение между заданными и действительными параметрами не должно превышать 10%:

• при выдвижении штока цилиндра:

;

• при втягивании штока цилиндра:

.

Рис. 3.9. Схема гидропривода

Выдранный по каталогу шестеренный насос V_85-2 со следующими техническими характеристиками:

• номинальная частота вращения мин^-1;

• номинальная подача дм³/мин;

• давление на выходе МПа;

• давление на выходе МПа;

• мощность кВт, обеспечивает работу гидросистемы в полном объеме.