Исходные данные:

Скорость подъёма груза – 0,9 м/с;

Вес груза - 15 кН;

Диаметр барабана – 0,25 м;

Номинальное давление - 25 МПа;

Предельное давление - 32 МПа;

Тип управлении распределителем – ручной и электрический;

Тип распределителя - с открытым центром;

Двигатель насоса – электродвигатель серии А и АИР;

Двигатель барабана - приложение 4;

Насос - приложение 9;

Привод барабана - через редуктор РМ (η_ред=0,95).

Предварительный выбор гидродвигателя, насоса, и электродвигателя.

Расчет мощности на барабане

P_бар = G·V ,

где Р_бар – мощность на барабане;

G – вес груза;

V – скорость подъёма груза.

Р_бар = 15000 · 0,9 ,

Р_бар = 13,5 кВт .

Мощность, подведенная к редуктору

где Р_ред – мощность на редукторе.

Р_ред = 14,21 кВт .

Мощность редуктора равна мощности, снятой с гидродвигателя, т.е. Р_ред = Р_гд.

По мощности гидродвигателя из приложения 4 выбираем ближайший гидромотор большей мощности.

Выбираем гидромотор МР-450 (η_гд = 0,85 % ; Р_ном = 44,65 кВт).

Мощность, подведенная к гидромотору

Р _{подвед.гд} = 16,72 кВт .

Мощность на выходе из насоса определяется, как мощность на входе в гидродвигатель с учетом потерь в трубопроводе. η _тр примем – 95%.

где Р_н.вых. – мощность на выходе из насоса.

Р_н.вых. = 17,6 кВт .

Из приложения 9 выбираем насос, ближайший к большей мощности.

Выбираем насос 210.16Г (η_н =0,925 % ; q_н =112 м³ 10^-6 см³).

Определим мощность, подведенную к насосу

Р_н.вход. = 19,03 кВт .

Выбираем электродвигатель, ближайший к большей мощности.

Выбираем электродвигатель АИР160М4 (номинальная мощность Р_ном = 17,6 кВт ; асинхронная частота n= 1460 мин^-1).

Оценим фактическую мощность насоса с приводом от выбранного электродвигателя при его частоте вращения.

Так как выходная фактическая мощность меньше входной мощности гидродвигателя, то повторяем расчет выбрав насос с большим рабочим объемом

Р_н.вход. = 18,4 кВт .

Расчет диаметров трубопроводов.

Диаметр трубопровода (d_тр) выбирается после расчета из стандартного ряда приложения 4, причем, ближайший больше расчетного.

Разобьём гидросхему на три участка:

1. Всасывающий трубопровод;

2. Напорный трубопровод;

3. Сливной трубопровод.

Внутренний диаметр трубопроводов вычислим через расход жидкости (Q) и допустимую скорость жидкости (N).

Скорости рабочей жидкости примем:

в напорном трубопроводе V=5 м/с;

в сливном трубопроводе V = 2 м/с;

во всасывающем трубопроводе V = 1 м/с.

Учитывая, что

Q_н = q_н·η_{эл.двиг.} ,

Получим:

Q_н =0,68·10^-3 м³/с .

Тогда,

d_{вн. напорный} = 0,013 м ,

d_{вн. сливной} = 0,020 м ,

d_{вн. всасывающий} = 0,030 м .

Из приложения 4 выбираем внутренний диаметр трубопровода:

- для напорного трубопровода по ГОСТ 8734-75 горячедеформированные трубы d_вн =15 мм; δ= 5 мм;

- для сливного трубопровода по ГОСТ 8734-75 горячедеформированные трубы d_вн =24 мм; δ= 2 мм;

- для всасывающего трубопровода по ГОСТ 3732-78 горячедеформированные трубы d_вн = 33 мм; δ= 2,5 мм;

Прочностной расчет напорного трубопровода ведем по максимальному давлению Р_мах =32 МПа.

где [Ϭ] = 40 %

Рассматриваем три марки стали:

Сталь 10 (Ϭ_в = 340 МПа; [Ϭ]=136 МПа);

Сталь 20 (Ϭ_в = 420 МПа; [Ϭ]=168 МПа);

Сталь 45 (Ϭ_в = 600 МПа; [Ϭ]=240 МПа).

Нам подходит сталь марки 45

Ϭ₁ = 2,78 мм.

Уточним скорости движения рабочей жидкости в выбранных трубопроводах

Рассчитаем скорости для разных трубопроводов