Фактическая скорость движения в сливном трубопроводе:
Vсл.ф=
Vсл.ф=
Фактическая скорость движения в нагнетательном трубопроводе:
vнг.ф=
vнг.ф=
Определяет толщину стенок трубопроводов:
δ=
(3.3)
где, Р -максимальное давление рабочей жидкости, МПа;
σ - допускаемое напряжению материала трубы на разрыв, МПа.
Для труб из стали 20 приниаем σ = 500 МПа.
м,
м,
м,
Для снижения риска механических повреждений, принимаем толщину стенок труб 2 мм.
3.3 Расчет потерь в системе гидропривода
При движении жидкости по трубопроводам, а также при прохождении жидкости через контрольно-регулирующую аппаратуру происходят потери напора. Поэтому давление выбранного насоса должно быть достаточным для обеспечения необходимого усилия и преодоления потерь напора.
Суммарные потери:
∆p=∑∆Pтр+∑∆Pм+∑∆Pr (3.4)
где ∑∆Ртр - потери давления при трении движущейся рабочей жидкости
в трубопроводах;
∑∆Рм - потери давления в местных сопротивлениях;
∑∆Рг - потери давления в гидроаппаратуре:
∑∆Pтр
= γ∑λ
(3.5)
где, γ - объёмный вес рабочей жидкости, кг/м3;
λ - коэффициент сопротивления трения:
L- длина участка трубопровода без местных сопротивлений, м,
g - ускорение свободного падения.
Для определения коэффициента сопротивления трения предварительно определяется число Рейнольдса.
(3.6)
где, ν - коэффициент кинематической вязкости жидкости;
Принимаем работу гидропривода при температуре жидкости +200.
Вязкость ВМГС при +20 – 25 сСт. Re кр=2000…2300
Для напорной линии:
Re
=
Переходный
режим течения
Для всасывающей линии:
Re
=
Переходный режим течения
Для сливной линии:
Re
=
Переходный режим течения
Коэффициент сопротивления для стальных труб для переходного режима
определяется по формуле:
Для переходного режима
(3.7)
где
- величина
шероховатости труб, мм
Для стальных холоднотянутых и холоднокатаных труб, Δ = 0,04 мм.
∆Ртр=
γ(λн
+
λв
+
λс
) Па; (3.8)
γ =ρ*g=870*9,81=8534 Н
В соответствии с монтажной гидросхемой принимаем следующие размеры магистралей:
Всасывающая – 0,9 м
Напорная – 12 м
Сливная – 1,4 м
Потери давления расчитываем для напорной линии и линии всасывания.
∆Ртр=
8534(0,06
+
0,05
)=
0,2МПа
Определяем потери давления в местных сопротивлениях:
∑∆Pм=
γ ∑ξмb
,
(3.9)
где ξм - коэффициент местного сопротивления;
b - поправочный коэффициент,
Для напорной линии принимаю 9 поворотов на 900.
Для всасывающей линии принимаю 1 поворотов на 900.
∆Pм=8534((9*1,2)
*1
+(1*1,2)
*1
)=
=0,1 МПа.
Потери рабочего давления ∆Pг при прохождении рабочей жидкости через контрольно – регулирующую, распределительную и вспомогательную аппаратуру определяются в соответствии с принятой схемой гидропривода.
∆Pг = 3*105 + 2,5*105 = 550 кПа.=0,55 МПа
Тогда ∆p = 0,2 + 0,1+ 0,55= 0,85 МПа.
3.4 Определение полного кпд гидропривода
Потери давления в системе гидропривода оцениваются гидравлическим КПД:
(3.10)
где Рн – давление, развиваемое насосом;
Рц – давление в цилиндре.
Объемный КПД гидропривода, учитывающий потери жидкости в насосе, гидроцилиндре, трубопроводе и определяется по формуле:
(3.11)
где Qн – подача насоса;
∆Q – общие потери жидкости.
Общие потери жидкости в гидросистеме складываются из утечек в насосе, в цилиндре гидродвигателя, в золотнике:
∆Q=σн Рн + σц Рц + σз Рз,
где σн – удельная утечка жидкости в насосе, σн=5 см3/мин на 0,1 МПа;
σц – удельная утечка жидкости в цилиндре, σц=0,16 см3/мин на 0,1 МПа;
σз – удельная утечка жидкости в золотнике, σц=0,17 см3/мин на 0,1 МПа;
Рн – рабочее давление, развиваемое насосом;
Рц – давление в гидроцилиндре;
Рз – давление в золотнике, принимаемое равным давлению Рн.
∆Q=50∙20+1,6∙(20-0,85)+1,7∙20=800 см3/мин= 0,8 л/мин
Полный КПД гидропривода определяется по формуле:
η = ηг ηо ηм
где ηм – механический КПД насоса, ηм=0,95
η =0,96∙0,99∙0,95=0,9
Действительное усилие цилиндра:
(3.12)
361кН≥287кН
Условие выполнено.