2.1 Вибір робочої рідини

Робочою рідиною (РР) називається рідина, яка призначена для застосування в об’ємних гідроприводах. В гідросистемах робоча рідина здійснює передачу енергії, змащування рухомих з'єднань (пар тертя) у вузлах гідросистеми і відведення тепла, що виділяється при терті. Висока якість робочої рідини є необхідною умовою надійного функціонування гідросистеми будь-якої машини.

Експлуатувати гідросистему з рідиною, яка не відповідає умовам роботи, з надмірним ступенем забрудненості, повинно бути заборонено!

До основних властивостей РР відносяться питома вага, щільність, в’язкість, здатність окислюватися тощо. Всі ці параметри необхідно врахувати при виборі робочої рідини для гідросистеми, що проектується. Найбільш часто, в якості робочої рідини в гідроприводах використовуються мінеральне масло, проте необхідно вірно підібрати його сорт [1].

До масел, що містять весь комплекс присадок і придатним для використовування в гідросистемах різних машин промислового призначення відносяться масла індустріальні гідравлічні типу ІГП (ІГП18; ІГП30; ІГП38) і масло ВНІІ НП-403. При належному очищенні вони забезпечують надійну експлуатацію гідроприводів при будь-якому тиску.

Індустріальні масла типу І-20А, ,І-40А допускається використовувати тільки в гідросистемах працюючих при тиску до 4.0 – 6.3 МПа (40 – 63 кгс/см²). Масло ІГП 18, що має в'язкість рівну 18-20 мм²/с при температурі 50 °С, рекомендується використовувати в гідросистемах з тиском до 16 МПа (160 кгс/см²), а ІГП30 і ВНІІ НП-403, які мають в'язкість приблизно 30 мм²/с, доцільно використовувати, коли робочий тиск досягає 25-32 МПа (250-320 кгс/см²).

Зважаючи на все вище сказане, обираємо для гідросистеми мастило індустріальне ІГП-18.

2.2 Вибір насосу і контрольно-регулюючої апаратури

В цьому підпункті необхідно виконати підбір насоса та контрольно-регулюючої гідроапаратури [1] для гідросистеми, що розглядається, за визначеними параметрами (прийнятий тиск в гідросистемі, витрата робочої рідини). Визначаються типорозміри і записуються основні параметри (номінальний тиск (Р), МПа; номінальна витрата (Q), л/хв.; діаметр умовного проходу ( ), мм; перепад тиску на гідроапараті ( ), МПа) всіх гідроелементів контрольно-регулюючої апаратури, гідродвигунів та насосів, які входять до складу гідросистеми.

Наприклад: Визначимо типорозмір гідророзподільника для схеми на рис. 1. при витраті робочої рідини л/хв і тиску МПа.

Нашому прикладу відповідає гідророзподільник типу Р 102. [1, с. 122]. Виконання розподілювача по гідросхемі визначають за таблицею 64 [1, с. 102]. За схемою розшифровки позначень [1, с. 133] визначаємо типорозмір гідророзподільника, Р 102 - АЛ 64 Т - А110 - 50.

За таблицею основних параметрів гідророзподільників обираємо його основні параметри [1, с. 122]:

; ; ; .

Перепад тиску визначаємо за таблицею [1, с. 109].

Обираємо для гідросистеми, що розробляється, за її основними параметрами дросель типу ПГ 77-12 [1, с. 186]:

; ; ; .

Обираємо запобіжного клапана КП, його параметрам відповідає гідроклапан тиску типу ПГ54–22 [1, с. 157]:

; ; ; .

Обираємо фільтр Ф, його параметрам відповідає фільтр [1, с. 291]:

; ; ; .

Вибір насосу

Для вибору насосу необхідно знати подачу Q_найб і величину тиску нагнітання р. Для визначення цих параметрів потрібно скласти рівняння їхнього балансу. Величина тиску в гідросистемі визначається сумою втрат тиску на нагнітаючій та зливній магістралях. Окремо сумують перепади тисків на всіх гідроелементах, що входять до нагнітаючої та зливної магістралей гідросхеми, втрати тиску по довжині та на місцевих опорах на відповідних ланках. Якщо до складу гідросистеми входить гідроциліндр, то втрати тиску в зливній магістралі помножуються на відношення площ поршня гідроциліндру з штокової та поршневої сторін, а також враховується зусилля на штоку, зусилля тертя (див. (2. 8)).

Наприклад: Для схеми (див. рис. 1) тиск нагнітання визначається за формулою:

(2. 8)

Звідки:

, (2. 9)

де – перепад тиску в гідророзподільнику, МПа;

– втрати тиску в гідролінії насос-гідроциліндр (див. розрахунок на с. 28), МПа;

– перепад тиску в гідророзподільнику при зливі, МПа (див. п. 2.2);

– перепад тиску на дроселі, МПа;

– перепад тиску на фільтрі, МПа;

– втрати тиску в гідролініях ланки гідроциліндр-бак;

– площа поршня зі сторони штока, см²;

– площа поршня, см²;

– зусилля на штоку, Н;

– зусилля тертя, Н.

Площа поршня зі сторони штока можна визначити за формулою:

, (2. 10)

де , –діаметри поршня та штока гідроциліндру, cм.

Наприклад:

Зусилля тертя в гідроциліндри визначається як сумарне зусилля тертя поршня та штоку. За каталогом обирається ущільнення для поршня гідроциліндра, коефіцієнт тертя для них, загальну протяжність. Також за розмірами обирається ущільнення для штоку гідроциліндра.

Зусилля тертя в манжетних ущільненнях поршня визначається за залежністю:

, (2. 11)

де – коефіцієнт тертя, ;

– діаметр поршня, см;

– спільна протяжність ущільнення, см;

– тиск в гідросистемі, МПа.

Наприклад: Приймаємо ущільнення для поршня: V-образні гумові манжети ГОСТ 6969-74. Коефіцієнт тертя f=0,1 ...0,13; спільна протяжність

1 = 2см = 0,02м.

Ущільнення штока: пакет з шевронних гумових манжетів. Зусилля тертя в манжетних ущільненнях поршня визначається за формулою (2. 11)

.

Зусилля в шевронних ущільненнях штока визначається за формулою:

, (2. 12)

де – діаметр штока, см;

– питоме тертя.

– довжина стискаючих частин шевронних манжетів, см.

Наприклад: Зусилля тертя в шевронних ущільненнях штока:

де – питоме тертя,за даними “ЭНИМС” .

Зусилля тертя визначається як:

, (2. 13)

Наприклад:

З урахуванням отриманих розрахункових даних, які підставляємо до (2. 9) визначаємо тиск в гідросистемі.

Наприклад:

МПа.

Отже, за визначеними подачею і тиском в гідросистемі обираємо насос за [1].

Наприклад: Насос повинен забезпечувати подачу при тиску , цим параметрам відповідає насос Г12-33АМ, який при тиску забезпечує подачу [1, с. 22].