5.4 Подбор электродвигателя

Исходными данными для подбора модели электродвигателя является приводящая мощность, развиваемая насосом. Основой для расчета приводящей мощности служат следующие исходные данные:

- рабочий объем насоса V₀, V₀ = 160 см³;

- номинальная подача Q_ном, Q_ном = 135 л/мин;

;

- рабочее давление насоса P_н, P_н = 6,3 МПа.

Удельный рабочий объем насоса:

. (5.9)

.

Крутящий момент на валу насоса:

, (5.10)

где - механический КПД насоса, = 0,89;

P_н – рабочее давление насоса.

.

Скорость вращения приводного вала:

, (5.11)

где - объемный КПД насоса, = 0,88.

.

Приводящая мощность:

. (5.12)

.

Согласно полученным значениям расчета можно подобрать электродвигатель. Требованиям проведенных расчетов удовлетворяет электродвигатель АИР100S4 ТУ16-525.564-84.

5.5 Технологический расчет гидравлического подъемника

5.5.1 Определение диаметров гидроци­линдров.

Диаметр первого гидроцилиндра подъемного устройства

D=120 мм

Толщина стенки гидроцилиндра

t=рD/(2[σ]) (5.13)

t=5,6*120/(2*180) = 1,9 мм

где t — толщина стенки гидроцилинд­ра, мм; [σ] — допускаемое напряжение в стенках гидроцилиндра, МПа; [σ] = σ _T/n.

Для цилиндра из стали 45 σ _T = 360 МПа. Коэффициент запаса проч­ности принимают n=2.

Размеры диаметров выдвижных звеньев телескопических гидроцилинд­ров определяют, преобразуя известные выражения с учетом схемы гидроци­линдра (рис. 3) и принятых обо­значений: е — межтрубный радиаль­ный зазор, мм; t_i — толщина стенки i-ro звена, мм; d_i— внутренний диа­метр i-го звена, мм; D_i — наружный (активный) диаметр i-го звена, мм; A_i; — площадь поперечного сечения i-го звена, мм²; A_к — площадь поперечного сечения корпуса гидроцилиндра, мм²; z — число звеньев гидроцилиндра.

Из приведенной схемы видно, что

d_i=D_i-1+2e; (5.14)

D_i=d_i+2t_i, (5.15)

откуда

D_i = D_i-l + 2e + 2t_i.

Так как t_i = pd_i/ (2[σ]), то

D_i = D_i-1 + 2e + p(D_i-l + 2e)/[σ];

D_i=(D_i-l + 2e)(1+p/[σ]).

Примем

1 +p/[σ] = k = 1+5,60/180=1,031,

тогда

D_i=(D_i-1 + 2e)k, (5.16)

следовательно,

D₂= (D_l + 2e)k = D₁k + 2ek;

D₃= (D₂+2e)k=[(D_l + 2e)k+2e]k= D₁k² + 2ek² + 2ek = D₁k² + 2e(k² + k),

где D—диаметр наименьшего (выдвижного) звена, который находится из выражения A = F/p:

Рисунок 5.7 - Схема к расчету основных размеров деталей

гидроподъемни­ка телескопического типа

D_l = [4F/(πp)]^1/2 = 1,128(F/p)^1/2.

Аналогично

D₂=1,128(F/p)^1/2k+ 2ek = 1,128*(78000/5,6)^1/2*1,031+2*3,5*1,031=

=137,25+7,22=131,94;

D₃=1,128(F/p)^1/2k²+ 2e(k² + k)=1,128*(78000/5,6)^1/2*1,031²+

+2*3,5*1,031²+1,031=143.

Таким образом,

D = 1,128 (F/p)^1/2 k^z-l +2e (5.17)

Полученное выражение позволяет определять диаметр любого выдвиж­ного звена телескопического гидроци­линдра в зависимости от необходимого усилия при выдвижении звена наи­меньшего диаметра, реализуемого давления в гидросистеме и материала гидроцилиндра.

При проектировании телескопиче­ских гидроцилиндров рекомендуется принимать межтрубный радиальный зазор е≈3,5 мм.

После определения диаметров звеньев гидроцилиндров каждой сту­пени по приведенной методике их зна­чения рекомендуется принимать из рядов диаметров, предусмотренных стандартами.

Для гидроподъемников большой длины, сверхтяжелых целесообраз­но рассчитывать деформацию стенок цилиндров в радиальном направлении, возникающую от давления рабочей жидкости. Эту деформацию опреде­ляют по формуле

Δd = d_внσ_T/E, (5.18)

где Е — модуль упругости, прини­маемый для стали равным 2,1*10⁵МПа.

Δd₁ = 120*360/2,1*10⁵=0,206 мм,

Δd₂ = 132*360/2,1*10⁵=0,223 мм,

Δd₃ = 143*360/2,1*10⁵=0,247 мм,

Допустимая деформация Δd сте­нок в радиальном направлении назна­чается из условия предот­вращения их заклинивания: Δd < Δd_min, где Δd_min — минимальный зазор в со­пряжении, Δd_min =3,5 мм.

Выдвижение всех ступеней гидро­подъемника должно быть примерно одинаковым, поскольку такой гидро­подъемник будет наиболее компактен.

Определение вместимости масляно­го бака гидросистемы и сечений трубо­проводов. Необходимая вместимость масляного бака гидросистемы

V_б=l,5(V_max+V_T), (5.19)

где V_т — вместимость трубопроводов, шлангов, насоса и вспомогательных агрегатов гидросистемы.

V_б=l,5(V_max+V_T)=1,5*(8,13+0,419)=13,45 л.

Вместимость масляного бака долж­на превышать полную вместимость гидросистемы не менее чем в полтора раза для компенсации утечек рабочей жидкости и сохранения в баке опреде­ленного уровня жидкости над отвер­стиями подводящих и отводящих тру­бопроводов, исключения возможности вспенивания масла и смешения его с воздухом. Металлические нагнетательные тру­бопроводы высокого давления рассчи­тывают по формуле

pR/δ≤[σ] (5.20)

где р — максимальное давление в тру­бопроводе (соответствует давлению, на которое отрегулирован предохрани­тельный клапан гидроподъемника), МПа; R — средний радиус трубы; δ — толщина стенки трубы.

Обычно для трубопроводов из ста­ли принимают допускаемое напряже­ние не более 40...60 МПа, а из лату­ни — не более 25 МПа.

5,60*6/1≤40

33,6≤40 – условие выполняется.

Шланги высокого давления изго­товляются с использованием резино­вых рукавов высокого давления с ме­таллическими оплетками.