Обоснование выбора рабочей жидкости:

Рабочая жидкость для гидроприводов строительных и дорожных машин

выбирается исходя из конкретных условий эксплуатации техники. Машины в строительной отрасли эксплуатируются при температуре не ниже .

Рабочим жидкостям гидроприводов должны быть присущи хорошие смазочные и антикоррозионные свойства, малое изменение вязкости в широком диапазоне температур, большой модуль упругости, химическая стабильность, сопротивляемость вспениванию, негигроскопичность и незначительная взаимная растворимость с водой, большая удельная теплоёмкость, нетоксичность и отсутствие резкого запаха, прозрачность и наличие соответствующей окраски. Жидкость должна иметь также низкую стоимость и производиться в достаточном количестве. Наиболее подходящей жидкостью является минеральное масло. По рекомендациям справочной литературы принимаем в качестве рабочей жидкости минеральное масло ИГП – 30 (ТУ 101413 – 78) с температурным диапазоном от -10 до +50 с плотностью , которое изготовлено из нефти и достаточной селективной очистке, содержит антиокислительную, противоизносную и противопенную присадки.

Предварительно определим диаметры трубопроводов:

Напорного соответствии с ГОСТ 16516-80 округляем .

Напорного питания насос-дозатора соответствии с ГОСТ 16516-80 округляем .

Где - скорости движения рабочей жидкости по напорному трубопроводу, .

Уточняем скорости движения рабочей жидкости:

,

.

Найдем перепады давлений в трубопроводах, для этого вычислим числа Рейнольдса:

, ;

Зная величину кинематического коэффициента рабочей жидкости при температуре , его значение при температуре найдем по формуле:

;

Находим числа Рейнольдса:

, ;

Для дальнейших расчетов нужно определить безразмерный коэффициент гидравлического трения, который зависит от режима течения жидкости,при турбулентном режиме :

, ;

Определяем потери по длине:

;

;

;

;

;

Давление, развиваемое насосом:

;

Определение параметров и выбор насоса:

Применительно к схеме, предоставленной на рис.9, расход рабочей жидкости, подаваемой насосом в гидропривод вращательного действия и поступательное движение штока гидроцилиндра:

;

По вычисленным параметрам выбираем пластинчатый Г12-24М, который при частоте 1000 об/мин будет подавать 70 л/мин, номинальное давление 6,3 МПа.

Определение КПД гидропривода:

где - полезная мощность привода, определяемая по заданным нагрузкам и скоростям гидродвигателей, кВт;

- затрачиваемая мощность насосной установки;

- общий КПД насоса при расчетных значениях давления, расхода, вязкости рабочей жидкости и частоты вращения приводного вала насоса.

Расчет объема гидробака:

Надежная и эффективная работа гидропривода возможна в условиях оптимального состояния, обеспечивающего постоянство рабочих характеристик. Повышение температуры влечет за собой увеличение объемных потерь, нарушаются условия смазки, повышается износ деталей, в рабочей жидкости активизируются ее окисление и выделение из нее смолистых осадков, ускоряющих облитерацию проходных капиллярных каналов и дроссельных щелей. Основной причиной нагрева является наличие гидравлических сопротивлений в системах гидропривода. Дополнительной причиной являются объемные и гидромеханические потери, характеризуемые объемным и гидромеханическим КПД.

Потери мощности в гидроприводе, переходящие в тепло:

;

Количество тепла E_пр, выделяемое в гидроприводе в единицу времени, эквивалентно теряемой в гидроприводе мощности ΔN:

;

Условие приемлемости теплового режима в системе гидропривода:

где - перепад температур между рабочей жидкостью и окружающим воздухом в установившемся режиме;

- максимально допустимый перепад температур между рабочей жидкостью и окружающим воздухом;

- максимально допустимая температура рабочей жидкости, равна ;

- максимальная температура окружающего воздуха, равна ;

Площадь поверхности теплообмена, необходимая для поддержания перепада

:

где K_тр и K_б - коэффициенты теплопередачи труб и гидробака, Вт/(м²·ºС):

для труб K_тр = 12…16; для гидробака K_б = 8…12; при обдуве гидробака K_б = 20…25; для гидробака с водяным охлаждением K_б = 110…175.

Площадь поверхности теплообмена складывается из поверхности труб S_тр, через которые происходит теплообмен с окружающей средой, и поверхности теплоотдачи бака S_б

S = S_тр + S_б;

Для определения поверхности труб воспользуемся формулой:

;

а для теплоотдающей поверхности бака зависимостью:

;

;

где а, в, h₁ - длина, ширина и глубина масла в приемном гидробаке, соответственно (рис. 10).

Рисунок 10 - Параметры гидробака

Найдя площадь поверхности гидробака, определим его объем:

Округлим до стандартного значения в большую сторону V_б=50л.