2.8.14. Расчёт параметров пневмогидроаккумулятора

Расчет параметров пневмогидроаккумулятора проводят на основе уравнения политропы, охватывающего все возможные состояния газа:

.

Обозначим (рис. 63) общий объем аккумулятора V₀, объем газа V_г в конце зарядки при давлении Р_max, объем V_г + V₀ в конце разрядки аккумулятора при давлении Р_min. Здесь V_п - полезный объем аккумулятора, определяемый по формуле

,

где Q_н - подача насоса; t - время зарядки, равное 1015 с.

О бъем газа

.

Показатель политропы n зависит от условий работы аккумулятора (теплообмен, продолжительность разрядки) и в качестве средних значений его можно принять 1,11,3.

Минимальное давление газа

,

где Р_р - рабочее давление (в гидроцилиндре); Р_а-гд - потери давления на участке аккумулятор - гидродвигатель.

Отношение давлений Р_min / Р_max принимают равным 0,50,7.

Для обеспечения надежной работы гидросистемы необходимо иметь количество жидкости в аккумуляторе несколько больше полезного объема

,

где - коэффициент, равный 1,21,5

Полный объем аккумулятора

.

2.8.15. Определение кпд гидропривода

Полный КПД гидропривода

.

Гидравлический КПД

,

где Р_н - давление, развиваемое насосом; Р_р - давление в гидродвигателе; Р - потери давления.

Объемный КПД гидропривода, учитывающий потери расхода жидкости в насосе, гидроцилиндре (гидромоторе) и золотниковом распределителе

,

где Q - расход жидкости, поступающей в гидроцилиндр или гидромотор

(п. 16.8 и 16.6).

Подача насоса

,

где Q - потеря подачи.

Механический КПД гидропривода, учитывающий потери мощности в насосе и гидродвигателе

,

где _м.н - механический КПД насоса, определяемый из технических характеристик выбранного насоса; _м.гм = _м.гд - механический КПД гидромотора, определяемый из технических характеристик выбранного мотора (п.16.6).

Механический КПД гидроцилиндра

,

где Т_тр - потери трения в гидроцилиндре (см. формулу 16.4).

Сила, воспринимаемая поршнем гидроцилиндра

,

где F – полезная (заданная) нагрузка на штоке поршня гидроцилиндра.

2.8.16. Тепловой расчет гидропривода

Целью теплового расчета является:

• определение размеров резервуара, необходимых для обеспечения выбранной температуры жидкости.

Источниками тепловыделения в гидросистеме являются насосы, трубопроводы, гидроаппаратура и гидродвигатели.

Значение температуры жидкости Т_р, устанавливающееся при длительной работе гидропривода, определяется из выражения

,

где K_i и F_i - коэффициенты теплопередачи в кВт/м²∙С, и площадь теплообмена в м², i-го элемента гидропривода; Т_воз - максимальная температура окружающего воздуха.

Приняв, что основная теплопередача осуществляется через поверхность бака,

,

где K - коэффициент теплопередачи, равный 0,012 для бака с плохими условиями циркуляции и равный 0,060,07 для бака с хорошими условиями циркуляции, кВт/м²∙С; F - площадь поверхности резервуара, м², через который осуществляется теплопередача; – потерянная в гидроприводе мощность, кВт.

Количество потерянной в гидроприводе мощности

,

где _н - КПД насоса;  - КПД гидропривода.

Площадь поверхности бака, через которую происходит отвод тепла

.

Используя полученное значение площади бака, объем его определяют, учитывая, что жидкость заполняет приблизительно 0,8 высоты бака. При этом необходимо руководствоваться следующими правилами:

0. для стационарных машин, работающих в помещении без искусственного охлаждения, емкость бака принимается равной двух-трех минутной производительности насоса и должна быть не менее, чем в три раза больше объема масла, циркулирующего в гидросистеме;

1. в стационарных машинах, работающих на открытом воздухе, емкость бака принимается равной на менее одноминутной производительности насоса;

2. для гидросистемы транспортных и передвижных машин, работающих на открытом воздухе, емкость бака принимается равной 0,31,0 минутной производительности насосов, но не менее 1,52,0 объема масла, циркулирующего в гидросистеме.

При невозможности разметить в реальной машине бак с размерами, полученными из расчета, предусматривают установку холодильников.

Контрольные вопросы:

1	Что называется гидроприводом и из каких основных частей он состоит?
2	Какие объёмные насосы Вы знаете и как определяется их подача?
3	От каких параметров жидкости зависит скорость рабочего органа гидродвигателя и создаваемое усилие или крутящий момент?
4	Какие типы аккумуляторов применяют в гидроприводе?
5	Какие элементы гидропривода относятся к кондиционерам рабочей жидкости?
6	Какими способами осуществляют регулирование работы гидропривода?
7	Чем предохранительный клапан отличается от переливного?
8	Какие типы фильтров по тонкости фильтрации Вы знаете?
9	Какие объёмы определяются при расчёте пневмогидроаккумуляторе?