2 Методические указания к расчёту гидропривода

Пример выполнения расчёта объёмного гидропривода. Произвести расчёт объёмного гидропривода, схема которого представлена на рисунке 1. Исходные данные: усилие на шток гидроцилиндра R = 200 кН, ход поршня h = 0,5 м, скорость движения поршня , длина напорной гидролинии , сливной -.

В напорной магистрали необходимо установить 6 (шесть) угольников с поворотом на 90⁰ , а в сливной – 8 (восемь); коэффициент местного сопротивления угольников . Гидропривод должен работать при высоком давлении 10 - 16 МПа и среднем режиме эксплуатации. Интервал рабочих температур: -5…+50⁰С.

2.1 Выбор номинального давления

При выборе давления необходимо иметь в виду, что давление рабочей жидкости р обеспечивает заданную силу R или момент М, а расход жидкости - заданную скорость или заданное число оборотов п. При предварительном расчёте гидропривода обычно задаются давлением рабочей жидкости. На основе имеющегося инженерного опыта выбирают номинальное рабочее давление в гидросистеме, зависящее от мощности гидропривода. Номинальным давлением р_ном называют наибольшее избыточное давление, при котором устройство должно работать в течение установленного ресурса (срока службы) с сохранением параметров в пределах установленных норм. В соответствии с ГОСТ 12445—80 номинальное давление (МПа) выбирают в зависимости от мощности гидропривода из следующего нормативного ряда (табл. 2):

Таблица 2 – Нормативный ряд номинального давления и мощности

Мощность, кВт	0,1-1	1-5	5-20	>20
Номинальное давление рном, МПа	1; 1,6; 2,5; 4; 6,3	6,3; 10	10; 12,5; 16	16; 20; 25; 32;…

Для гидропривода высокого давления номинальное значение давления лежит в интервале 6,3…20 МПа.

Мощность гидроцилиндра находим по формуле

.

Определим предварительно необходимую мощность насоса

где – коэффициент запаса по скорости,учитывающий возможные утечки жидкости;

–коэффициент запаса по усилию (моменту), учитывающий возможные потери давления;

- суммарная мощность работающих одновременно гидродвигателей.

Принимаем номинальное давление (с учётом задания и рекомендаций табл. 2).

2.2 Расчёт и выбор насоса

Полезная мощность насоса определяется по формуле

.

Вычислим подачу насоса найдём из выражения

.

По давлению и подачевыбираем шестерённый насос типа НШ-32(Приложение А, таблица - А.1), параметры которого:

Таблица 3

Марка насоса	Подача	Рабочий объём насоса	Объёмный КПД	Полный КПД	Диапазон рабочих частот вращения, мин-1
НШ-32					1100…1650

Частоту вращения насоса, обеспечивающую необходимую подачу , находим по формуле

.

2.3 Выбор рабочей жидкости

Рабочая жидкость должна обеспечивать нормальную работу ГП во всем эксплуатационном температурном интервале при всех режимах нагрузки. Для этого рабочая жидкость должна сочетать необходимые свойства рабочего тела со свойствами смазочных материалов. Выбор рабочей жидкости производят исходя из условий работы гидропривода (см. приложение, таблица 5) и выписывают ее характеристики: плотность, коэффициент кинематической вязкости и диапазон рабочих температур.

Рабочую жидкость выбираем из условий, что температура её застывания должна быть на 10…15 ⁰С ниже минимальной температуры окружающей среды, а кинематическая вязкость при р = 6,3…20 МПа должна составлять  = 0,3…1,1 см²/с (Приложение Б, таблица Б.1). Останавливаем выбор рабочей жидкости на масле И-20А (ГОСТ 20799-1988), параметры которого:

Таблица 4

Марка масла	Плотность, кг/м3	Вязкость при 50 0С , см2/с	Диапазон температур, 0С
			Застывания	Вспышки
И-20А	890	0,32	-15	+200