Проектный расчет объемного гидропривода вращательного движения

Определяем значения числа Рейнольдса для трубопроводов по формуле

Re υ d ,

где ν – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости (РЖ), м2/с .

Так как для всех трубопроводов Re < 2300, то режим движения жидкости ламинарный.

Коэффициент гидравлического сопротивления трубопроводов для ламинарного режима течения РЖ вычисляется по формуле

λ Re75 .

Для линии всасывания

41

λ1 106775 0,07 .

Для линии слива

λ2 133375 0,056 .

Для линии нагнетания

3 213375 0,035 .

Определим потери на гидравлическое трение на участках трубопровода:

pT λ li ρ υi 2 , Па, 2d

где – коэффициент сопротивления по длине;

li и di – длина и диаметр i-го участка трубопровода, м; υi – средняя скорость на этом участке, м/с;

ρ – плотность жидкости, кг/м3 .

Под участком понимается часть гидролинии между разветвлениями, пропускающая одинаковый расход и имеющая одинаковый диаметр.

Для линии всасывания

Для линии слива

42

где ξ – коэффициент местного сопротивления.

Коэффициенты местных сопротивлений в соответствии с заданием: для крутого поворота ξкп = 0,15; для плавного поворота ξпп = 0,12; для сверленного угольника ξ ус = 2,4. Кроме

того, имеются местные сопротивления: вход во всасывающий трубопровод ξвх = 0,5, тройник на проход в месте присоединения предохранительного клапана к напорному трубопроводу ξтр = 0,6 и выход из сливного трубопровода ξвых = 1 [2].

Тогда для линии всасывания (на линии имеется вход во всасывающий трубопровод)

pм1 0,5 980 1,202 245 Па.

Для линии слива (на линии 4 крутых и 2 плавных поворота на 90º, выход из сливного трубопровода)

pм2 (4 0,15 2 0,12 1) 980 1,262 1254,8 Па.

43

9. Выбор насоса и определение частоты вращения его вала

По известным значениям потребной подачи насоса Q1 0,80 10 3 м3/c = 47,78 л/мин и действительного рабочего давления р1д = 309 МПа из каталога выбираем насос с наибо-

лее близким к рабочему давлению номинальным давлением р1нно р1д и номинальной подачей Q1ном Q1 .

Выбираем [1, табл. 63] насос пластинчатый типа Г12-24, у ко-

номинальная частота вращения вала насоса 950 об/мин.

Рабочая частота вращения вала насоса для обеспечения потребной подачи Q1 :

Условие п1 пном соблюдается (799,3 < 950). Минимальная по условиям всасывания частота для роторно-пластинчатых насосов составляет [2] n1мин = 300 мин–1 – условие п1 п1мин

выполняется.

Рабочая частота вала насоса не совпадает с частотой вращения вала стандартных электродвигателей. Поэтому между электродвигателем и насосом необходимо установить понижающий редуктор.

10. Мощность приводного двигателя, КПД гидропривода

45

Коэффициент полезного действия объемной передачи

ηгп N2 1,725 0,50.

N1 3,45

Мощность приводного двигателя

Nдв N1 3,45 3,56 кВт, ηпр 0,97

где ηпр = 0,97 – КПД передач от приводного двигателя к насосу. Общий коэффициент полезного действия гидропривода

η N2 1,725 0,48.

Nдв 3,56

11. Тепловой расчет ОГП

46

Определяем количество выделяемой в ОГП теплоты G с учетом режима работы привода:

G N1 kн (1 ηгп) , Вт,

где kн = 0,3 – коэффициент, учитывающий продолжительность работы привода под нагрузкой [2, с. 39]:

G 1,65 103 0,3 (1 0,50) 247,5 Вт.

Принимаем установившуюся температуру РЖ равной рекомендуемой эксплуатационной температуре: tу 60 ºС. Пе-

репад температур на стенке бака

t tу tв , С ,

где tв 20 С – температура окружающего воздуха:

t 60 30 30 С .

Достаточный для охлаждения РЖ полезный объем гидробака

где а 0,065 – эмпирический коэффициент [2, с. 41];

kпр 15 – коэффициент теплопередачи через стенку бака от РЖ к окружающему воздуху, Вт(м2 С) [2 ]:

47

Полезный объем РЖ в гидробаке не превышает установленный для стационарных установок объем, равный двум минутным

подачам насоса: 2 Q1 60 2 0,802 10 3 60 48,12 дм3 мин .

Полный геометрический объем прямоугольного гидробака из условия его наполнения на 0,8 высоты составляет

Vб 24,60,8 30,75 дм3 . Принимаем ближайшее стандартное значение объема гидробака Vб 40 дм3 [2, с. 72].

48