1.3 Расчеты по выбору типа гидронасоса систем
автоматизации и управления
В системах автоматизации и управления станков, роботов и других механизмов и комплексов гидронасосы приводятся в движение от электродвигателей, которые имеют обычно номинальное число оборотов в минуту nопт = 1450 об/мин.
Расчеты по выбору типоразмера гидронасоса систем автоматизации и управления станков проводятся в следующей последовательности.
1.3.1 Определяется фактическая подача гидронасоса при всех одновременно работающих потребителях проектируемой системы управления станка или робота по соотношению
QФ.Н =Q1 +Q2 +...+Qn, (7)
где Q1- Qn - расход рабочей жидкости к исполнительным механизмам привода, л/мин.
Допустим, что в проектируемой системе автоматизации и управления имеется три гидроцилиндра и гидромотор, которые потребляют соответственно 5, 10, 20 и 25 л/мин. В этом случае гидронасос должен обеспечивать фактическую подачу, л/мин,
QФ.Н = 5+10+20+25=60 л/мин.
1.3.2 Определяется необходимый рабочий объём qН гидронасоса по формуле (1), считая, что QТ.Н= QФ.Н,
,
см3/об,
(8)
где
- оптимальное число оборотов электродвигателя
и гидронасоса, которое указывается
в задании, об/мин. Если принять,
что
=1450 об/мин, тогда
,
см3
/об.
1.3.3 По вычисленному по формуле (8) необходимому для проектируемого гидронасоса рабочему объему и по ГОСТ 13834-80 (данные по этому стандарту приведены выше в подразделе 1.2 на странице 13) выбираются несколько (три-четыре) ближайших, но больших по значению, стандартных рабочих объёмов для гидронасоса. При qН = 41,37 см3 /об, согласно ГОСТ 13834-80 стандартные рабочие объёмы, которые могут быть приняты для гидронасоса, составляют 45, 50, 56 и 63 см3 /об.
1.3.4 Определяется максимальное рабочее давление гидронасоса с учетом возможных перегрузок по формуле
Pн.мах = (P1 +Pг), (9)
где P1 -давление рабочей жидкости в системе автоматизации и управления на входе в исполнительные механизмы, МПа;
Pг - полная потеря давления в системе автоматизации и управления от гидронасоса до исполнительных механизмов, МПа;
- коэффициент повышения давления в системе автоматизации и управления в результате срабатывания предохранительного клапана.
Предварительно можно принять, что Pг =(0,06-0,10) МПа, а = (1,15-1,30 ), но затем обычно уточняются значения расчетами. Если принять, что P1 = 4,5 МПа (выбирается согласно заданию в данной работе, а обычно определяется теоретически для наиболее нагруженного исполнительного механизма проектируемого гидропривода) = 1,2 и Pг = 0,08, тогда
Pн.мах
=
МПа.
1.3.5 По полученным
в пунктах 1.3.3 и 1.3.4 значениям рабочего
объёма, максимальному рабочему давлению,
по заданному номинальному числу оборотов
и по номенклатуре серийно выпускаемых
промышленностью гидронасосов, например,
по таблицам 1- 2 (или по таблицам 2.1, 2.2,
2.3, 2.5, 2.9 в работе [2]), выбирается
пластинчатый нерегулируемый гидронасос
типа БГ12-24АМ по ТУ 2-053-1364-78. Этот гидронасос
имеет рабочий объём
= 45 см3
/об; номинальное давление Pн.мах=12,5
МПа; номинальное число оборотов
=1500
об/мин; объёмный кпд
=
0,83; полный кпд
= 0,76.
1.3.6 Вычисляется фактическая подача выбранного гидронасоса по формуле
,
л/мин, (10)
где - рабочий объём выбранного гидронасоса, см3 / об, = 45 см3 / об;
-
оптимальное (номинальное) число оборотов
выбранного гидронасоса,
= 1500 об/мин;
- объёмный кпд
гидронасоса,
= 0,83.
Фактическая подача выбранного гидронасоса
=
56,025 л/мин.
1.3.7 Проверяется неравенство
>
.
(11)
Для рассматриваемого
примера это неравенство не выполняется,
поэтому повторно выбирается по таблицам
гидронасос типа БГ12-24М, имеющий рабочий
объём
= 56 см /об; Pн.мах
= 12,5 МПа;
= 1500 об/мин;
= 0,88 и
=
0,77.
Фактическая подача гидронасоса БГ12-24М
= 73,92 л/мин > 60
л/мин.
1.3.8 Вычисляется
мощность
,
кВт, на валу гидронасоса (приводная
мощность) по формуле
, кВт,
(12)
где Р - перепад давлений между линией нагнетания и линией всасывания гидронасоса, Р = Р1 – РВС, где Р1 -давление нагнетания для выбранного гидронасоса и принимаем Р1 = 12,5 МПа, а давление всасывания можно принимать РВС = - 0,03 МПа, тогда Р = 12,5 - (-0,03 ) = 12,53 МПа и
кВт.