1.2.4 Расчет кпд стенда

Общий КПД стенда рассчитывается без учета процесса нагружения и определяется как произведение гидравлического, объемного и механического КПД.

Определение гидравлического КПД:

(1.10)

где - суммарные потери давления в гидравлической системе,кгс.

Определяется объемный КПД:

(1.11)

где - суммарные утечки рабочей жидкости,л/мин.

Суммарные утечки определяются аналогично потерям давления в гидравлических аппаратах и составляют .

.

Механический КПД определяется потерями в насосе и в нагрузочном устройстве:

. (1.12)

Определяется полный КПД стенда:

. (1.13)

1.2.5 Определение минимально – необходимой емкости бака

Основными источниками выделения тепла являются: насос подпитки, элементы гидроаппаратуры, обкатываемый насос и трубопроводы. При этом повышается температура рабочей жидкости. В связи с этим необходимо определить расчетную поверхность теплопередачи бака .

Расчетная поверхность учитывает, что условия теплоотдачи от боковых стенок, основания и от крышки неодинакова. При определении расчетной поверхности считается, что рабочая жидкость залита до уровня 0,8h высоты гидробака. Площадь поверхности несоприкасающейся с рабочей жидкостью, имеющую более низкую температуру, чем температура рабочей жидкости уменьшается в два раза.

Определение расчетной поверхности теплопередачи бака:

, (1.14)

где - расчетная поверхность теплопередачи бака, м²;

- коэффициент теплоотдачи с соприкосновением от рабочей жидкости к стенке бака,; принимается;

- объем бака, м³.

Определяется объем бака:

, (1.15)

где - количество теплоты выделяемой гидроприводом, кДж;

- допустимая температура рабочей жидкости в баке, К;

принимается ;

- коэффициент теплопередачи с поверхности бака в окружающую среду.

Принимается для теплообменников с водяным охлаждением .

, (1.16)

где ;

.

.

.

.

Исходя из полученных результатов, принимается объем бака V = 80 л.

2 Специальная часть

2.1 Энергетический и кинематический расчет главного привода вращения стенда

2.1.1 Определение требуемой мощности приводного двигателя

Мощность приводного двигателя зависит от мощности, которая требуется для вращения ротора качающего узла агрегата:

, (2.1)

где - общий коэффициент полезного действия (далее КПД) привода. Схема привода приведена на рисунке 2.1;

-мощность на валу гидромашины;

- перепад давления на насосе, ;

- давление на выходе из насоса, ;

- давление на входе в насос, ;

- расход на выходе из насоса, ;

- КПД насоса,.

, (2.2)

,

, (2.3)

, (2.4)

где -КПД редуктора;

- КПД, учитывающий потери в цилиндрической зубчатой передаче, принимается ;

- КПД, учитывающий потери в подшипниках качения, принимается ;

- КПД, учитывающий потери в упругой муфте, принимается ;

- КПД, учитывающий потери в переходнике, .

;

.

Тогда требуемая мощность приводного двигателя:

.

При выборе электродвигателя необходимо выполнение следующих условий:

• ;

• .

2.1.2 Определение силовых (мощность и вращающий момент) и кинематических (частота вращения и угловая скорость) параметров привода

Определение потребной мощности на каждом валу привода, кВт

Мощность на валу двигателя ;

Мощность на входном валу редуктора:

, (2.6)

.

Мощность на выходном валу редуктора:

, (2.7)

.

Мощность на выходе из переходника:

, (2.8)

.

Определение частоты вращения каждого вала привода.

Частота вращения вала электродвигателя:

,

Частота вращения входного вала редуктора соответствует номинальной частоте вращения на установившемся режиме при проведении испытаний:

,

Частота вращения выходного вала редуктора:

, (2.9)

где - передаточное число редуктора;

;

Определение угловых скоростей на валах привода.

Угловая скорость на валу электродвигателя:

, (2.10)

.

Угловая скорость на входном валу редуктора соответствует угловой скорости на валу электродвигателя:

,

Угловая скорость на выходном валу редуктора:

, (2.11)

.

Определение крутящего момента на каждом валу привода,

Крутящий момент на валу двигателя:

, (2.12)

;

Крутящий момент на входном валу редуктора:

, (2.13)

.

Крутящий момент на выходном валу редуктора:

, (2.14) .

Крутящий момент на выходе из переходника:

, (2.15)

.

Силовые и кинематические параметры привода приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1

Параметр	Вал
	двигателя	редуктора		переходника
		быстроходный	тихоходный
Расчетная мощность Р, кВт	0,490	0,475	0,456	0,446
Угловая скорость	283,79	283,79	101,35	101,35
Частота вращения n, об/мин	2710	2710	967,86	967,86
Крутящий момент	1,73	1,66	4,46	4,15