688
.pdf
4. Рабочий объем насоса (расчетный).
|
|
|
|
qн = |
|
Nнп |
, |
|
|
|
|
(4) |
|||
|
|
|
|
p |
ном |
n |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
||
где qн – рабочий объем насоса (расчетный), дм3; |
|
|
|
|
|||||||||||
Nнп |
– полезная мощность насоса, кВт; |
|
|
|
|
||||||||||
pном |
– номинальное давление гидропривода, МПа; |
|
|
||||||||||||
nн – предварительная частота вращения вала насоса, об/c. |
|||||||||||||||
5. Выбор насоса и уточнение его параметров. |
|
|
|||||||||||||
Насос выбирают из |
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
||||||
|
технической литературы по двум |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
||
параметрам: рабочему объему насоса qн |
, ближайшему к расчетному и |
||||||||||||||
номинальному давлению на выходе насоса, которое должно быть не |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
pном , т.е. |
|
|
||||
менее номинального |
давления |
гидропривода |
насосы, |
||||||||||||
рассчитанные на высокое давление, могут быть использованы в |
|||||||||||||||
гидроприводах с более низким номинальным давлением. |
|
|
|||||||||||||
Таблица 1. Техническ е характер стики шестеренных насосов НШ |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
||||||
Параметры |
|
|
|
|
|
|
Марка насоса |
|
|
||||||
|
НШ-10 |
|
|
НШ-32 |
|
НШ-50 |
|
НШ-71 |
|
НШ-100 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рабочий объем насоса qнд, |
|
|
|
0,032 |
|
0,05 |
|
0,071 |
|
0,098 |
|||||
дм3 |
|
|
|
0,01 |
|
|
|
|
|
||||||
Номинальное давление на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выходе насоса |
рном, МПаС |
20 |
|
|
20 |
|
|
20 |
|
20 |
|
20 |
|||
Объемный КПД |
|
|
0,92 |
|
|
0,92 |
|
0,92 |
|
0,94 |
|
0,94 |
|||
(коэффициент подачи) ηоб |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Частота вращения вала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
насоса nнд |
, об/c: |
|
|
40 |
|
|
32 |
|
|
32 |
|
25 |
|
25 |
|
номинальная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
максимальная |
|
|
50 |
|
|
40 |
|
|
40 |
|
32 |
|
32 |
||
минимальная |
|
|
16 |
|
|
16 |
|
|
16 |
|
16 |
|
16 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Масса насоса, кг |
|
|
2,48 |
|
|
5,28 |
|
6,19 |
|
16,8 |
|
17 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11
В табл. 1 приведены технические характеристики шестеренных насосов НШ, а в табл. 2 – технические характеристики нерегулируемых аксиально-поршневых насосов с наклонным блоком цилиндров серии 310. Параметры насосов могут незначительно варьироваться в зависимости от предприятия-изготовителя.
Таблица 2. Технические характеристики нерегулируемых аксиально-
поршневых насосов серии 310
Параметры |
|
|
|
|
|
Типоразмер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
28 |
56 |
|
80 |
112 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочий объем насоса |
0,0116 |
0,028 |
0,056 |
|
0,080 |
0,112 |
|||
qнд, дм3 |
|
|
|||||||
Давление на выходе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
насоса, МПа: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
номинальное рном |
|
20 |
|
20 |
20 |
|
20 |
20 |
|
максимальное рmax |
|
32 |
|
32 |
35 |
|
35 |
35 |
|
Объемный КПД |
|
|
А |
И |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
(коэффициент подачи) |
|
0,95 |
|
0,95 |
0,95 |
|
0,95 |
0,95 |
|
ηоб |
|
|
б |
Д |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Частота вращения вала |
и |
|
|
|
|
|
|
||
насоса nнд , об/c: |
|
32 |
30 |
|
25 |
20 |
|||
|
40 |
|
|
||||||
номинальная |
С |
|
|
||||||
67 |
|
50 |
42 |
|
37 |
33 |
|||
|
|
|
|
||||||
максимальная |
|
|
|
|
|||||
|
|
6,7 |
|
6,7 |
6,7 |
|
6,7 |
6,7 |
|
минимальная |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса насоса, кг |
|
4 |
|
9 |
17 |
|
19 |
29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Уточненная частота вращения вала насоса.
Уточнение частоты вращения вала выбранного насоса производят исходя из его рабочего объема и объемного КПД:
nну = |
Qн |
, |
(5) |
|
qнд ηоб |
||||
|
где nну – уточненная частота вращения вала насоса, об/c;
12
Qн
qнд
ηоб
–теоретическая подача насоса, дм3/с;
–действительный рабочий объем насоса, дм3;
–объемный КПД насоса.
7. Действительная частота вращения вала насоса.
Полученное значение частоты вращения вала насоса необходимо округлить до целого числа оборотов в секунду:
nнд =[nну ], |
(6) |
где nнд |
|
|
|
|
|
И |
|
– действительная частота вращения вала насоса, об/c; |
|
||||||
nну |
– уточненная частота вращения вала насоса, об/c. |
|
|||||
Q |
|
|
|
|
Д |
|
|
8. Действительная подача насоса. |
|
|
|||||
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
Qнд = qндnндηоб , |
|
(7) |
||
где нд |
|
|
б |
|
3 |
|
|
– действительная подача насоса, дм /c; |
|
||||||
qнд |
– действительный ра очий объем насоса, дм3; |
|
|||||
nнд |
и |
|
|
|
|
||
– действ тельная частота вращения вала насоса, об/c; |
|
||||||
ηоб |
С |
|
|
|
|
|
|
– объемный КПД насоса. |
|
|
|
||||
9. Минутная подача насоса.
Для дальнейшего выбора гидроаппаратов, кондиционеров РЖ и гидроёмкостей необходимо определить минутную подачу насоса исходя из секундной подачи насоса:
|
Qминнд =60 Qнд , |
(8) |
где Qминнд |
минутная подача насоса, дм3/мин (л/мин); |
|
Qнд |
действительная подача насоса, дм3/с (л/с). |
|
13
Порядок выполнения работы.
1. На рабочем листе Excel создать таблицу «Технические характеристики насосов» в соответствии с данными табл. 1 или табл. 2. Переименовать «Лист1» в «Насосы» (рис. 3).
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
Рис. 3. Пример реализации таблицы (справочника) «Технические |
|
|||||||
характеристики шестеренных насосов» на рабочем листе Excel «Насосы» |
||||||||
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
2. Разместить на форме в VBA элементы управления в |
||||||||
соответствии |
с рис. 4. Для активации формы |
заполнить |
списки |
|||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
Combobox (щёлкнуть по Userform, в открывшемся окне Click |
||||||||
заменить на Activate): |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
Часть программного кода для заполнения списка |
||||||||
коэффициентов запаса по ус л ю и скорости: |
|
|
||||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
For i = 1 To 1,3 Step 0.05 |
|
|
|
|
|
|||
ComboBox1.AddItem i |
|
|
|
|
|
|||
ComboBox2.AddItem i |
|
|
|
|
|
|||
Next |
|
|
|
|
|
|
|
|
Часть |
программного кода для заполнения |
списка из |
листа |
|||||
«Насосы»: |
|
|
|
|
|
|
|
|
i = 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
While Cells(i, 1) <> " " |
|
|
|
|
|
|||
ComboBox3.AddItem Cells(i, 1) & " " & |
|
|
||||||
Cells(i, 2) & " |
" & Cells(i, 3) & " " & |
|
|
|
||||
Cells(i, 4) & " |
" & Cells(i, 5) |
|
|
|
|
|||
i = i + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Wend |
|
|
|
|
|
|
|
|
14
3. Для кнопки «Начало расчета» написать процедуру для расчета зависимостей (1) … (4) и вывода результатов в первое окно приложения. Для кнопки «Продолжение расчета» написать процедуру расчета зависимостей (5) … (9) и вывода результатов во второе окно приложения.
Часть программного кода для получения значений из листа (справочника) «Насосы»:
i = 2
While Cells(i, 1) <> " "
If ComboBox1.Value = Cells(i, 1) & " " & Cells(i, 2) & " " & Cells(i, 3) & " " & Cells(i, 4) & " " & Cells(i, 5) Then
qнд = Cells(i, 3) |
|
|
|
И |
|
ηоб = Cells(i, 4) |
|
|
Д |
||
End If |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
i = i + 1 |
|
|
|
|
|
Wend |
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
||
4. Для округления полученных значений использовать функцию |
|||||
|
|
б |
|
|
|
Round(переменная, количество цифр после запятой). Например, |
|||||
Round(N, 3). |
и |
|
|
|
|
5. Исходные данные для реализации тестового примера |
|||||
|
С |
|
|
|
|
приведены в табл. 3. |
|
|
|
|
|
15
Таблица 3. Данные для расчета тестового примера по определению
параметров насоса объемного гидропривода
Параметр |
|
|
|
Тип гидродвигателя |
|||
|
|
Гидроцилиндр |
|
Гидромотор |
|||
|
|
|
|
||||
Номинальное давление |
|
|
20 |
|
|||
гидропривода, МПа |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
Предварительная частота |
|
|
25 |
|
|||
вращения вала насоса, об/c |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Крутящий момент на валу |
|
- |
|
|
0,3 |
||
гидромотора, кН м |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
Частота вращения вала |
|
- |
|
|
12 |
||
гидромотора, об/c |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилие на штоке |
|
|
Д |
|
- |
||
гидроцилиндра, кН |
|
|
23 |
И |
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
Скорость движения штока |
|
0,2 |
|
- |
|||
гидроцилиндра, м/c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
1,10 |
|
|
1,15 |
|
Коэффициент запаса по усилию |
|
|
|
||||
|
А |
|
|
|
|||
Коэффициент запаса по |
|
|
|
1,20 |
|||
скорости |
|
|
|
1,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
иКонтрольные вопросы |
|
|||||
1. Назовите основные типовые задачи автоматизированного проектирования.
2. Назовите основные элементы объёмного гидропривода.
3. Что является выходным звеном гидроцилиндра и гидромотора?
4. В чем основное отличие насоса от гидродвигателя?
5. Какие бывают гидродвигатели в зависимости от характера движения выходного звена?
16
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 4. Пример реализации приложения «Определение параметров насоса объемного гидропривода»
17
Лабораторная работа № 2 СОЗДАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННЕГО
ДИАМЕТРА ТРЕХ ГИДРОЛИНИЙ И СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В НИХ» В СРЕДЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ VBA
Цель работы. Изучение основных расчетных зависимостей и приобретение навыков автоматизации процесса определения внутренних диаметров гидролиний и скоростей движения жидкости в них на ПК в среде программирования Visual Basic for Applications.
Задание. Создать приложение «Определение внутренних диаметров трех гидролиний и скоростей движения жидкости в них».
Исходные данные. |
Д |
Расчетная схема для вычисления внутренних диаметров |
|
гидролиний и скоростей движения жидкости в них представлена на |
|||
рис. 2. |
|
А |
И |
Qнд – |
действительный расход жидкости в рассматриваемых |
||
|
б |
|
|
|
|
3 |
|
гидролиниях (подача насоса), дм /с; |
|
||
Vж |
– рекомендуемая скорость движения жидкости в |
||
|
и |
|
|
соответствующей г дрол н , м/с. |
|
||
РезультатыСрасчета.
Результатом расчета является выбор труб исходя из внутреннего диаметра трубы и толщины стенки для трех гидролиний (всасывающей, напорной и сливной) и определение действительных скоростей движения жидкости в них. При этом следует учесть то обстоятельство, что трубы для исполнительной гидролинии имеют те же параметры (диаметр и толщина стенки), что и трубы для напорной гидролинии.
Расчетные зависимости.
1.Внутренний диаметр (расчетный) всасывающей,
напорной и сливной гидролиний.
18
Внутренний диаметр (расчетный) всасывающей, напорной и сливной гидролиний определяют из уравнения неразрывности потока жидкости:
d = |
4×10 |
−3 Q |
|
|
|
нд |
, |
(9) |
|||
p |
|
||||
πVж |
|||||
|
|
|
|||
где d p – расчетное значение внутреннего диаметра гидролинии, м; Qнд – действительный расход жидкости (подача насоса), дм3/с;
Vж – рекомендуемая скорость движения жидкости в
гидролинии (выбирается в соответствии с назначением гидролинии из табл. 4), м/с.
2. Выбор параметров трубы. |
Д |
|
||
|
|
|
|
|
По расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии d p |
||||
производим |
выбор |
трубы |
Истальной |
бесшовной |
холоднодеформированной по ГОСТ 8734-75 с учетом фактического наличия такой трубы на складе (табл. 5). При этом действительное
значение внутреннего диаметра тру ы d |
должно быть ближайшим к |
|||||
расчетному d p [6]. |
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
Таблица 4. Рекомендуемая скорость движения жидкости в гидролинии |
||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
Гидролиния |
|
Рекомендуемая скорость жидкости |
|
||
|
|
в гидролинии Vж , м/с |
|
|||
|
С |
|
|
|||
|
Всасывающая dр1 |
|
|
Vж1=1,2 |
|
|
|
Сливная dр2 |
|
|
Vж2 =2,0 |
|
|
|
Напорная dр3 |
|
|
Vж3 =4,0 – 6,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнительная dр4 |
|
|
Vж4 =4,0 – 6,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19
|
3. Действительная скорость движения жидкости. |
|
|
|
||||||||||||
|
Действительная |
скорость |
|
|
движения |
жидкостей |
в |
|||||||||
соответствующей гидролинии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Vжд = |
|
4 10−3 Q |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нд |
, |
|
(10) |
||||
|
|
|
|
|
|
πd |
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Vжд |
– |
действительная |
скорость |
движения жидкостей |
в |
|||||||||||
соответствующей гидролинии, м/с; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Qнд |
– действительный расход жидкости (подача насоса), дм3/с; |
|
|||||||||||||
|
d |
– |
действительное |
значение |
|
внутреннего |
диаметра |
|||||||||
гидролинии, м. |
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Таблица 5. Внутренние диаметры труб по ГОСТ 8734-75 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|||
|
Внутренний диаметр трубы по ГОСТ |
|
Фактическое наличие трубы на |
|
|
|||||||||||
|
|
|
8734-75, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
складе |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
20