Гидравлические и пневматические системы / Лекции / Доп-материал / расчет и выбор НУ

. (26)

НАСОСНО-АККУМУЛЯТОРНАЯ УСТАНОВКА

34. Требуемая подача насоса

(27)

получена из совместного решения уравнения баланса объёмов жидкости во втором периоде работы гидропривода

(28)

и уравнения баланса объёмов жидкости в третьем периоде цикла работы привода

, (29)

где - объём рабочей жидкости , вытесняемой из аккумулятора в третьем периоде работы привода

35. Требуемая подача насоса

, (30)

полученная из совместного решения уравнения баланса объёмов жидкости в первом периоде работы гидропривода

(31)

и уравнения баланса объёмов жидкости в четвёртом периоде цикла работы привода

, (32)

где - объём жидкости , вытесняемый из аккумулятора в первом периоде цикла работы привода .

36. Типоразмер насоса выбираем по каталогу на гидрооборудование по наибольшей величине подачи из найденных значений и .

37. Удельный рабочий объём выбранного насоса находим по рабочему объёму или номинальной подаче по формулам (10) или (11) .

38. Объём жидкости , поступающей из аккумулятору в напорную гидролинию в первом периоде цикла работы гидропривода

, (33)

полученный из формулы (31) при подстановке в неё значения .

39. Объём жидкости , поступающей из аккумулятору в напорную гидролинию в третьем периоде цикла работы гидропривода

, (34)

полученный из формулы (29) при подстановке в неё значения .

40. Маневровый объём аккумулятора принимаем равным одному из наибольших полученных значений объёмов жидкости или .

41. Нижний уровень давления в аккумуляторе принимаем равным давлению насоса во втором периоде цикла работы гидропривода

42. Типоразмер пневмогидравлического аккумулятора , обеспечивающего минимальные габаритные размеры и массу , выбираем по найденным значениям и .

43. Соотношение минимального и максимального давлений при разрядке и зарядке жидкостью аккумулятора выбираем из рекомендуемого диапазона [1-3]

. (36)

44. Соотношение давления зарядки пневмогидроаккумулятора газом (азотом) и минимального давления выбираем из рекомендуемого диапазона [1-3]

. (37)

обеспечивающего в аккумуляторе остаточный объём жидкости , необходимый для срабатывания элементов гидроавтоматики привода .

45. Относительный маневровый объём аккумулятора рассчитываем по формуле

, (38)

полученной из совместного рашения уравнения для относительного меневрового объёма

, (39)

уравнения для остаточного объёма жидкости

(40)

и уравнения связи объёмов , и с учётом политропического сжатия идеального газа

, (41)

где - полный объём газовой полости аккумулятора при отсутствии в нём жидкости.

Показатель n политропического процесса принимаем равным единице (n=1) при изотермическом процессе расширения (сжатия) газа, соответствующем времени измерения давления τ≥180с , и принимаем равным показателю адиабатического процесса расширения (сжатия) газа n=k=1,4 при t≤15c.В диапазоне времени изменения давления τ=180…15с значения показателя n изменяются в пределах 1,0≤ n≤1,4 .

46. Требуемый внутренний объём газовой полости аккумулятора

(42)

47. Типоразмер пневмогидроаккумулятора выбираем по номинальному давлению жидкости ≥ и номинальной ёмкости аккумулятора .

48. Уточняем величину по формуле

(43)

49. Уточняем величину по формуле

. (44)

50. Максимальное давление газа в заряженном жидкостью аккумуляторе

(45)

51. Крутящий момент на приводном валу насоса

. (46)

51. Мощность на приводном валу насоса

(47)

52. Приводящий двигатель насосно-аккумуляторной установки выбираем по найденным значениям крутящего момента и мощности на приводном валу насоса.

53. Предохранительный клапан и разгрузочный гидрораспределитель подбираем по величинам и по каталогу на гидрооборудование .

НАСОСНАЯ УСТАНОВКА С АВТОРЕГУЛИРУЕМЫМ НАСОСОМ

54. Подачу насоса в первом периоде цикла работы гидропривода находим по формуле (3) .

55. Подачу насоса во втором периоде цикла работы гидропривода находим по формуле (4) .

56. Давление рабочей жидкости на выходе насоса во втором периоде цикла работы гидропривода находим по формуле (7) .

57. Типоразмер регулируемого насоса, снабженного автоматическим регулятором , выбираем по каталогу на гидрооборудование в соответствии с требуемыми номинальными подачей и давлением насоса

≥ , ≥ . (48)

58. Максимальный удельный рабочий объём насоса, устанавливаемый настройкой регулятора

(49)

59. Удельный рабочий объём насоса , соответствующий второму периоду цикла работы гидропривода

(50)

60. Минимальное давление настройки регулятора находим из условия ограничения мощности на приводном валу насоса

. (51)

61. Максимальное давление настройки регулятора находим с помощью статической характеристики авторегулируемого насоса (рис. 7) .

Из прямолинейности характеристики регулятора следует

,

Q

Рис. 7 . Статическая характеристика

авторегулируемого насоса

отсюда

. (52)

62. Номинальный крутящий момент на приводном валу насоса по условию второго периода цикла работы гидропривода

. (53)

63. Номинальная мощность на приводном валу насоса

(54)

64. Приводящий двигатель выбираем по найденным значениям и .

ТИПЫ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК И ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Насосные установки, выпускаемые промышленностью, представляют собой совокупность одного или нескольких насосных агрегатов, гидробака, гидроаппаратуры, манометров и кондиционеров рабочей жидкости (фильтров, теплообменных аппаратов).

Насосные установки типов Г48-1, Г48-2, Г48-3, Г49-4, Г48-5, и Г48-6 [3] содержат насос, электродвигатель, гидробак, радиатор воздушного охлаждения, гидроаппаратуру, фильтры, реле давления, гидроклапаны давления, маслоуказатель. Установки типа Г48-6 снабжены пневмогидравлическим аккумулятором типа АРХ-6,3/32 и гидрораспределителем разгрузки. В установках типа Г48-5 применяется регулируемый пластинчатый насос (на базе Г12-5…АМ), дистанционно управляемый от клапана давления типа ПГ57-72. Установки типа Г48-4 с двухпоточным насосом применяют в гидросистемах, работающих при постоянном рабочем давлении (электрогидравлические приводы, копировальные системы), так как они обеспечивают значительное сокращение потерь мощности потока жидкости. Это достигается автоматическим переключением насосов в зависимости от расхода рабочей жидкости в гидросистеме. Самой простейшей по конструкции и дещшевой по стоимости является насосная установка типа Г48-1, содержащая один нерегулируемый пластинчатый насос и минимальное количество гидроаппаратов.

Шифр обозначения рассмотренных насосных установок и их технические данные приведены в приложении 51. В этом же приложении даны основные параметры насосной установки типа Г48-44 для шаговых электрогидравлических приводов.

Насосные установки типа Г48-8 состоят из гидробака, одного или двух насосных агрегатов с однопоточным или двухпоточным пластинчатыми насосами, воздушного теплообменника или теплообменника с терморегулятором и необходимой гидроаппаратуры. Шифр обозначения установки и её основные параметры приведены в приложении 2.

Насосные установки типа Г48-9 содержат насосы большей и меньшей подачи, электродвигатель, гидробака, воздушный теплообменник и необходимую гидроаппаратуру. Шифр обозначения установки и её основные параметры приведены в приложении 3.

Насосные установки типа С содержат насосный агрегат, состоящий из насоса и электродвигателя, гидробака, маслоохладитель и необходимую гидроаппаратуру. Шифр обозначения установки приведён в приложении 4, а основные параметры в работе [3].

Насосные установки типа СВ-М предназначены для гидропривода вспомогательных механизмов и зажимных станков. Они содержат насосный агрегат, гидробак, масляный и воздушный фильтры, блок гидроаппаратуры с предохранительным клапаном. Установки СВ-М5-40 и СВ-М5А-40 дополнительно комплектуются пневмогидравлическим аккумулятором типа APX-6,3/320 или АРХ-2,5/320 и вспомогательной гидроаппаратурой. Шифр обозначения установки и её основные параметры приведены в приложении 5.

Для правильного выбора насосной установки необходимо иметь следующие данные о режимах работы насоса:

1. номинальная подача;

2. номинальное давление;

3. максимальное давление и время работы при этом давлении;

4. частота изменения давления, наличие пиков давления;

5. номинальная частота вращения;

6. максимальная и минимальная частоты вращения и время работы при этих частотах;

7. требуемая чистота рабочей жидкости;

8. долговечность при разных нагрузках (длительная нагрузка, циклическая нагрузка и т.д.);

9. КПД при различных режимах работы;

10. чувствительность к работе на рабочих жидкостях с повышенной температурой;

11. скорость и диапазон регулирования подачи;

12. наличие механизма регулирования подачи;

13. шумовая характеристика;

14. простота обслуживания;

15. ремонтопригодность и т.д.

В каждом конкретном случае выбирают обязательные и необходимые технические данные требуемой насосной установки и по ним решают вопрос о выборе её типа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Васильченко В.А., Гидравлическое оборудование мобильных машин:

Справочник. - М.: Машиностроение. 1983, 301с.

2. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов:

Учебник для студентов вузов по специальности “Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика”- М.: Машиностроение. 1991. -384с.

3. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник. 2-е изд., перераб.- М.: Машиностроение. 1988. 512с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Шифр обозначения насосных установок типов Г48-1, Г48-2, Г48-3, Г48-4, Г48-5, Г48-6.

40-	3	Г48-	1	Д-	УХЛ	4-
1	2	3	4	5	6	7	8

1 – подача насоса, л/мин (для двухпоточных насосов в виде дроби);

2 –мощность приводного электродвигателя: 1,1; 2,2; 3; 4 или 5,5 кВт;

3 – обозначение насосной установки;

4 – тип насосной установки: 1 – с однопоточным насосом; 2 – с двумя независимыми потоками; 3 – с двухпоточным насосом, переключаемым по давлению; 4 – с двухпоточным насосом, переключаемым по расходу; 5 – с регулируемым насосом; 6 – с однопоточным насосом и аккумулятором.

5 – наличие дополнительных средств технической диагностики (реле уровня, температуры): Д- со средствами диагностики отсутствуют.

6 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69: УХЛ или О ;

7 – категория размещения по ГОСТ 15150-69;

8 – исполнение по частоте вращения: без индекса (основное) – 1500 об/мин; 1 – 1000 об/мин; 2 – 1200 об/мин; 3 – 1800 об/мин.

Насосные установки имеют следующие параметры по подаче насоса( л/мин) и мощности приводного электродвигателя, кВт (в скобках указано максимальное давление, МПа, в напорной линии; для двухпоточных насосов максимальное давление для насоса большей подачи указано в знаменателе):

Г48-1: 10-1,1(2,5); 10-2,2(6,3); 15-2,2(5); 20-2,2(2,5); 40-2,2(2); 30-3(3,5); 40-3(3); 40-4(3,5); 30-2,2(2,5).

Г48-2:10/10-2,2(5/2); 10/15-2,2(5/1,5); 10/20-2,2(5/1); 10/30-2,2(4/1,5); 10/40-2,2(3/1,5);15/15-2,2(4,5/1); 15/20-2,2(4/1,5);15/30-2,2(4/1);15/15-3(4,5/3); 15/20-3(6/1,5);15/30-3(6/1); 15/40-3(5,5/1); 20/20-3(5,5/1,5);

20/30-3(5,5/1).

Г48-3: 10/10-2,2(5,5/3); 10/15-2,2(5,5/2,5); 10/20-2,2(5,5/2); 10/30-2,2(5,5/1,5); 15/15-2,2(4/2,5); 15/20-2,2(4/2);15/30-2,2(4/1,5); 10/40-3(6,3/2,5); 15/15-3(6/3,5); 15/20-3(6/3); 15/30-3(6/2,5); 15/40-3(6/2); 20/20-3(5/3); 20/30-3(5/2,5).

Г48-4: 10/20-3(5); 15/30-4(5); 20/40-5,5(4).

Г48-5; 25,5-3(5); 58-4(4).

Г48-6: 10-1,1(2,5); 10-2,2(6,3); 15-2,2(5); 20-2,2(4); 30-2,2(2,5); 30-3(3,5); 40-3(3); 40-4(3,5).

Основные технические характеристики насосных установок типов Г48-1, Г48-2, Г48-3, Г48-4, Г48-5, Г48-6.

Тонкость фильтрации, номинальная, мкм 10

Средний ресурс, ч 7000

Наработка до первого отказа, ч 3000

Вместимость бака, 63

Масса (без масла), кг 180…245

Количество тепла, рассеиваемое в 1ч при нагреве масла на сверх температуры окружающей среды (при 1500 об/мин), кДж 300

Основные параметры насосной установки типа Г48-44

Тонкость фильтрации, номинальная, мкм 10

Вместимость бака, 200

Вместимость аккумулятора, 100

Масса (без масла), кг 560

Диапазон температур масла в баке, 30…50

Подача регулируемого насоса, л/мин 0…100

Мощность, потребляемая насосом, кВт 0,5…0,75

Рабочее давление (МПа): минимальное 4

максимальное 6,3

Давление во всасывающей линии регулируемого насоса, МПа 0,2…0,5

Подача насоса подпитки, л/мин 18

Рабочее давление насоса подпитки, МПа 0,8…1,2

Номинальная мощность приводных электродвигателей (кВт):

регулируемого насоса 7,5

насоса системы подпитки 0,8

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Шифр обозначения насосных установок типа Г48-8

З	А	М	Л	Г48-8	4	УХЛ		4Г49-33
1	2	3	4	5	6	7	8	9

1. –исполнение по высоте гидрошкафа:1; 2 и 3 ;

2. – исполнение по способу охлаждения : без индекса – без теплообменника;

А – с теплообменником и терморегулятором; Б – с теплообменником;

3. – исполнение по расположению и количеству насосных агрегатов:

М – один агрегат за щитом; К – один агрегат перед щитом; Н – два агрегата (перед щитом и за щитом);

4. – расположение насосного агрегата: П – правое; Л – левое;

5. – обозначение насосной установки;

6. – исполнение по вместимости бака: 4-160л; 5-250л;

7. – климатическое исполнение: УХЛ или 0;

8. – в числителе тип комплектующего насоса, в знаменателе электродвигателя (для исполнения Н указывают оба насоса и двигателя);

9. – номер насосного агрегата, для исполнения Н указываются два номера.

Основные параметры насосных установок типа Г48-8

Вместимость бака, 160,250

Масса (без масла), кг 419…560

Тип воздушного теплообменника Г44-25

Подача насосов, л/мин 5…100

Мощность приводных электродвигателей, кВт 1,5…15

Давление в напорных гидролиниях, МПа 6,3…12,5

Температура масла в баке, 10…55

Рабочий диапазон температур, регулируемых терморегулятором с точностью ± 25…55

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Шифр обозначения насосных установок типа Г48-8

2	А	Г48-9	3	УХЛ		15Г49-41
1	2	3	4	5	6	7

1. – исполнение по высоте щита :1; 2; 3 или 4;

2. – исполнение по способу охлаждения: без индекса – без теплообменника; А – с теплообменником и терморегулятором; Б – с теплообменником;

3. – обозначение насосной установки;

4. – исполнение по вместимости бака: 2-63л; 3-100л; 4-160л; 5-320л;

5. – климатическое исполнение: УХЛ или 0;

6. – в числителе – тип комплектующего насоса, в знаменателе – электродвигателя (при двух агрегатах указываются оба насоса и электродвигателя);

7. – номер насосного агрегата, для исполнений с двумя агрегатами указываются два номера.

Основные параметры насосных установок типа Г48-9

Вместимость бака, 160,100

160,320

Тип воздушного теплообменника Г44-23,Г44-24, Г44-25

Масса (без масла), кг 265…600

Подача насосов, л/мин 5…35

Мощность приводных электродвигателей, кВт 0,75…15