13. Определение проходных сечений трубопроводов и аппаратов

Следующий этап проектировочного расчета привода заключается в определении проходных сечений трубопроводов и аппаратов и уточнение гидравлических потерь давления при течении рабочей среды через них.

При этом необходимо отметить существенное противоречие, возникающее при выборе трубопроводов и аппаратов. С уменьшением проходного сечения габаритные размеры и масса трубопроводов уменьшается, а гидравлические потери давления при прочих равных условиях увеличиваются. Поэтому цель гидравлического расчёта привода- обеспечить минимальные массы и габаритные размеры трубопроводов и аппаратов при допустимых гидравлических потерях энергии. Возникающая оптимизационная задача решается методом последовательных приближений.

При первом приближении проходные сечения трубопроводов и аппаратов выбирают на основе рекомендуемых значений скорости течения рабочей среды. Коррекцию приближённых значений проходных сечений производят после расчёта гидравлических потерь.

Основной параметр трубопроводов и гидроаппаратов - условный проход d_у, под которым подразумевают диаметр круга с площадью, равной проходному сечению трубопровода или канала в корпусе аппарата. Присоединительная арматура также характеризуется условным проходом. В соответствии с условным проходом на трубопроводах, арматуре и в аппаратах нарезают присоединительную резьбу. Таким образом обеспечивают совместимость элементов привода при сборке.

В первом приближении требуемый условный проход d_у определяют на основании рекомендуемых скоростей течения рабочей среды в трубопроводах.

, (13.1)

где Q - расход жидкости на рассматриваемом участке;U_т - средняя скорость жидкости.

Рекомендуется принимать следующие максимальные значения скорости потоков жидкости в напорных трубопроводах гидроприводов в зависимости от номинального давления p_ном (СЭВ РС 3644-72).

Таблица 13.1

Рекомендуемые значения скоростей потоков жидкости в напорных трубопроводах

Pном, МПа	2,5	6,3	16	32	63	100
Uт, м/с, не более	2	3,2	4	5	6,3	10

Для сливных трубопроводов обычно принимают U_т =2 м/с, а для всасывающих - U_т 1,6 м/с.

По величине d подбирают из справочника на трубопроводы ближайшее большее из нормального ряда значение условного прохода d_у. Государственный стандарт предусматривает следующие значения условных проходов dy, мм: 2,5; 3,2; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250.

По величине d_у выбирают подходящие типоразмеры трубопроводов резинометаллических рукавов и арматуры (соединений и присоединений)

(ГОСТ 8734-75).

Принятые и вычисленные значения расходов, диаметров и скоростей вносят в таблицу.

Таблица 13.2

Расчетные значения диаметров трубопроводов

Период работы привода (Б.П.,Р.Х., Б.О.)	Назначение трубопровода (всасывающая, напорная, сливная)	Скорость потока жидкости U, м/с	Расход Q, л/мин	Диаметр d,мм	Число Рейнольдса, Re
Б.П.	напорная
	сливная
Р.Х.	напорная
	сливная
Б.О.	напорная
	сливная
Б.П.,Р.Х.,Б.О.	всасывающая

В трубопроводах станков не допускается турбулентный режим движения масла (во избежание повышенного шума в гидросистеме и вибраций трубопроводов), поэтому в коротких трубопроводах при больших расходах масла (где потери относительно невелики, но движение турбулентное) рекомендуется применять трубопроводы увеличенного диаметра 5.

Внешний объём V_т и массу трубопроводов приближённо оценивают так:

V_т=*(d_у+2* S_т)²*l_т/4; (13.2)

m_т=*(d_у +S_т)*S_т* l_т *_{т ,} (13.3)

где S_т - толщина стенки; l_т - суммарная длина трубопроводов; _т - плотность материала трубопроводов.