2.8 Выбор типа насоса

Для выбора насоса определяются расчетные значения его рабочих параметров: производительность (подача) Q_H , давление Р_H и мощность N_H.

Определим производительность насоса. Производительность насоса должна превышать расчетный расход в системе на величину утечек ΔQ:

Q_H = Q + ΔQ;

Определим ΔQ:

ΔQ = К_у∙ Р; (величина ΔQ зависит от степени герметичности элементов системы вязкости и давления рабочей жидкости).

где К_у = 0,005- среднее значение расчетного коэффициента утечек;

Р = 2,5 МПа - расчетное давление;

ΔQ = 0,005 ∙ 2,5= 0,025=0,004 л/мин.;

Q_H = 50+0,004 = 50,004 л/мин.;

Определим рабочее давление насоса Р_H:

Р_H = Р_ман.+ Р_вак, МПа;

где Р_ман. – манометрическое давление в линии нагнетания и слива;

Р_вак – вакуум в линии всасывания.

Определим Р_ман.:

Р_ман. = Р₁+ ΔР_H + ΔР_сл,

Р_ман. = 2,5+0,021+0,56 = 3,081 МПа;

Определим Р_вак.:

Вакуум во всасывающей линии насоса определяется по формуле:

Р_вак.= ∙ g∙Z_вс+ ΔР_вс,

где Z_вс – геометрическая высота всасывания.

Z_вс = 300мм= 0,3м;

ΔР_вс=0,09МПа;

Р_вак.=900 ∙ 9,81 ∙ 0,3+0,09 = 0,116 МПа;

Р_H= Р_ман+Р_вак= 3,081+0,116 = 3,197 МПа;

Эффективная мощность насоса:

N_H=Р_H ∙ Q_H, Вт;

Р_H = 6540000 Па; Q_H = 50 л/мин = 0,000083 м³/с.

N_H = 6540000 ∙ 0,000083= 545 Вт.

На основании Q_H = 50 л/мин, Р_H= 6,54 МПа и N_H = 545Вт, выберем:

Насос пластинчатый типа Г12-35АМ, с подачей 100 л/мин, мощностью 1 кВт , давлением на выходе 2,5 МПа

Объемный КПД насоса 0,93, Механический КПД насоса 0,85.

Определим мощность приводного двигателя к насосу:

N_g =;

где - полный КПД насоса.

Определим :

= ∙;

где = 0,96 - объемный КПД выбранного насоса;

= 0,85 - механический КПД выбранного насоса;

N_g = = 667,8Вт;

Принимаем N_g = 1 кВт.

2.9 Расчет емкости гидробака

Объем гидробака определяется по его 3÷5 минутной производительности.

С учетом запаса по высоте объем бака определяется по формуле:

W= 1,2(3÷5)Q_H;

W= 1,2 ∙ 3 ∙ 50 = 180 л;

2.10 Расчет проушины гидроцилиндра

После выбора гидроцилиндра подъема необходимо проверить его элементы на прочность:

Проушина рассчитывается по формуле Ляме:

;

- внутренний радиус лобовины;

- наружный радиус лобовины;

=170 МПа –допускаемое напряжение смятия

Р- давление на внутреннюю поверхность лобовины, МПа;

Рисунок 2.4- Проушина.

Определим Р:

где F –усилие действующее на одну проушину;

d =64мм –диаметр отверстия под палец;

В = 20мм –ширина проушины;

Тогда

2.11 Расчет цапфы

Расчет цапф производится по зависимости:

где L –рабочая длина цапфы, мм;

L= 10мм;

Рисунок 2.5- Цапфа.

2.12 Определение толщины днища цилиндра

Толщину дна цилиндра, можно определить по зависимости для расчета круглых пластин, нагруженных равномерно распределенным давлением:

где d_d – внутренний диаметр днища цилиндра;

Рисунок 2.6 - Днище.

У цилиндра диаметр d_d составляет 110мм: d_d =75мм;

Р_р =4.12МПа ;

= 90МПа – допускаемое напряжение на растяжение для материала днища цилиндра(стальное литье).

Принимаемпо ряду нормальных линейных размеров:=8мм.

РАЗДЕЛ 3

3.1 Рабочие жидкости для гидравлической системы

Рабочая жидкость предназначена для передачи энергии, смазки трущихся поверхностей и отвода избыточного тепла.

От свойств и состояния рабочей жидкости в значительной степени зависит долговечность гидроаппаратуры. Вязкость является одним из важнейших качеств рабочей жидкости. Высокая вязкость приводит к повышенным потерям на трение и быстрому нагреванию системы, а также ухудшает условия всасывания насоса; возникает высокое разрежение во всасывающем канале, приводящее к разрыву струи рабочей жидкости. Это приводит к возникновению кавитации, сопровождающейся повышенным шумом и быстрым разрушением насоса. При низкой вязкости рабочая жидкость теряет смазывающие свойства, в результате увеличиваются утечки. Таким образом, снижение вязкости ведет к повышенному изнашиванию трущихся пар и снижению рабочих скоростей.

Вязкость жидкостей в значительной степени зависит от температуры, поэтому важно своевременно проводить сезонную смену рабочей жидкости. Зимой должна применяться менее вязкая жидкость, а летом — более вязкая.

Важным свойством рабочей жидкости является малая зависимость вязкости от температуры. Температура застывания рабочей жидкости должна быть ниже наименьшей температуры окружающей среды не менее чем на 10-17ºС.

Под действием высоких давлений и скоростей может происходить разрушение (деструкция) молекулы масла, что ведет к снижению вязкости. Рабочие жидкости должны обладать высокой устойчивостью к деструкции.

Масла, применяемые в качестве рабочих жидкостей, должны обладать хорошими противоизносными свойствами.

В процессе работы экскаватора рабочая жидкость нагревается. Допустимая температура нагрева составляет 75ºС. Разогретое масло при контакте с различными металлами и кислородом воздуха подвергается интенсивному окислению. Окисление масла влечет за собой изменение его внешнего вида и физикохимических свойств: увеличиваются вязкость и кислотное число, в масле появляются вещества, выпадающие в виде осадков, которые могут быть твердыми или мазеобразными. В результате накопления продуктов окисления возможно быстрое изнашивание деталей гидропривода. В связи с этим термоокислительная стабильность рабочей жидкости играет важную роль. Во избежания выхода из строя гидроаппаратуры необходимо менять рабочую жидкость строго в установленные сроки.

Устойчивость масла против вспенивания должна быть чрезвычайно высокой. Возникновение пены в баке приводит к снижению мощности насоса и может вызвать кавитацию. На пенообразование масел влияют их физические и химические свойства, а также наличие растворенного воздуха и воды. Вода является весьма вредной примесью, наличие в масле даже 1% воды недопустимо. Вода вызывает усиленное выделение осадков и снижение антикоррозионных свойств масел. Коррозия металлов в гидроагрегатах может также вызываться накоплением в масле органических кислот и других продуктов окисления. Кородирующее действие кислот резко повышается в присутствии воды. Ни в коем случае не следует заправлять в систему масло с примесью воды.

Наличие воды легко определяется по внешнему виду, так как масло при этом становится мутным. Вода может попадать в масло также вследствие конденсации ее из воздуха.

Применяемые в качестве рабочих жидкостей масла не должны вызывать усадки и набухания резиновых деталей, так как это сказывается на изменении их физико-механических свойств: прочности, эластичности, тепло-и морозостойкости. Считается нормальным, если масло вызывает набухание резины 1-6%.

Рабочие жидкости должны обладать малой сжимаемостью и быть огнестойкими.

Из сказанного ясно, что в качестве рабочих жидкостей следует применять только специально рекомендуемые масла.

Список использованных источников

1. Басков, С.Н. Гидропривод металлургических машин [Тест]: Учебное пособие / С.Н.Басков, С.А.Иванов, В.В. Точилкин, А.М. Филатов. - Магнитогорск: МГТУ им. Г.И.Носова, 2006. – 169 с.

2. Басков, С.Н. Основы гидравлики и гидравлического оборудования [Тест]: Учебное пособие / С.Н.Басков, С.А.Иванов, В.В. Точилкин, А.М. Филатов. - Магнитогорск: МГТУ им. Г.И.Носова, 2007. - 212 с.

3. Точилкин, В.В. Пневматические и гидравлические двигатели манипуляторов: Учеб. пособие/ В.В.Точилкин. - Магнитогорск: МГТУ им. Г.И.Носова, 2001. - 204 с.

25