Расчет объемного гидропривода

       Напорная = 14

       Сливная = 9

       Всасывающая = 5

       Длина гидролиний:

       Напорная = 11 м.

       Сливная = 9 м.

       Всасывающая = 1.2. 

       

       

Расчетная часть 

       1 Определение диаметра  гидроцилиндра 

       Внутренний  диаметр гидроцилиндра определяется в зависимости от направления  действия рабочего усилия. При работе штока на сжатие (выталкивание) рабочая  жидкость под давлением р подается в поршневую полость и создает на штоке определенное усилие Р; при этом в штоковой полости возникает сила сопротивления, вызванная противодавлением .

       В этом случае диаметр гидроцилиндра (мм): 

       

  

       где Р – заданное рабочее усилие, кН; р – рабочее давление при входе, МПа;   - коэффициент мультипликации, равный отношению площадей поршневой и штоковой полостей; d – диаметр штока; - механический КПД гидроцилиндра.

       Расчетный  диаметр D цилиндра округляется до ближайшего значения по нормали ОН 22-176-69 (см. прил. 5) D=125 мм.

       Предварительно  можно принять  МПа; для диаметра до 400 мм с резиновыми кольцами (по таблице 4.3); в СДМ применяются гидроцилиндры с и .

       После расчета и выбора диаметра цилиндра следует проверить рабочее усилие (кН) для рассмотренных случаев  по формулам: 

       

 

         

       где р – рабочее давление на входе, МПа. 

       2 Определение расхода,  потребляемого гидроцилиндрами 

       При работе штока на выталкивание для  получения заданной скорости с (м/мин) рабочего хода поршня в поршневую полость с площадью (м²) гидроцилиндра следует подать теоретический расход (л/мин):

       

       

        ;

       где (из таблицы 5, основные параметры гидроцилиндра).

       Одновременно  из штоковой полости  (м²) гидроцилиндра будет вытесняться теоретический расход (л/мин): 

       

 

       Такой же расход следует подавать в штоковую полость при работе штока на втягивание, при этом из поршневой полости вытесняется теоретический расход  .

       Действительные  расходы, подаваемые насосом для  питания поршневых и штоковых полостей нескольких гидроцилиндров, 

       

;  

       

       Объемный  КПД насоса принимается по техническим характеристикам (см. прил. 4) . В гидроцилиндрах с уплотнениями манжетами или резиновыми кольцами утечки практически отсутствуют, поэтому . Объемный КПД распределителя   с учетом износа можно принять равным 0,98-0,96. 

       

;  

       3 Выбор насоса 

       В тех случаях, когда нельзя подобрать  насос так, чтобы удовлетворялось  равенство  , следует по вычисленному значению в технических характеристиках (см. прил. 4) выбрать насос с ближайшим значением рабочего объема и рассчитать действительную подачу насоса (л/мин): 

       

,

       Которая может отличаться от его расчетной  подачи

       Выбранный насос должен развивать давление: 

       

 

       где р – давление на входе в гидроцилиндр или гидромотор; - полная потеря давления в гидроприводе от насоса до гидробака.

       

       Максимальное  давление . Которое может создавать насос при перегрузках, ограничивается предохранительным клапаном. Он открывается при давлении, превышающем расчетное давление насоса на: 

       

 

       Следовательно, максимальное рабочее давление насоса: 

       

 
 

       4 Гидравлический расчет  трубопроводов 

       4.1. Расчет диаметров  труб и рукавов 

       Внутренний  диаметр трубы или резино-металлического рукава (мм) определяется по формуле: 

       

 

       где Q – расход жидкости на рассматриваемом участке, л/мин; V -  средняя скорость жидкости, м /с. Полученное значение округляется до ближайшего по ГОСТ 8732-78 (см. прил. 17).

         Средняя скорость во всасывающих  и сливных трубопроводов выбирается  в зависимости от назначения трубопроводов, а в напорных, кроме того, в зависимости от длины L и давления P.

       Следующее значение средней скорости: для всасывающих  трубопроводов V=0,5-1,5 м/с; сливных – 1,4-2,25 м/с. Для напорных трубопроводов при р=5,0-6,0 МПа и L>10м, V=3-4 м/с.

       Затем по принятому диаметру определяется истинная средняя скорость (м/с) масла: 

       

 

       2.

       

       

       3.

       

 

       Исходные  данные для расчета гидравлических потерь.

№ участка	Назначение	Скорость  V, м/с		Расход  Q, л/мин	Диаметр d, мм		Длина участка  L, м
		допускаемая	вычисленная		вычисленный	Принятый по ГОСТу
1	Напорный трубопровод	4	3,9	190,4	31,6	32	11
2	Всасывающий трубопровод	1,5	1	190,4	51,8	63	1,2
3	Сливной трубопровод	2,25	1,7	129,9	34,9	40	9

 
 
 
 

       4.2. Расчет гидравлических  потерь 

       Гидравлические  потери в гидролиниях считаются  из потерь на гидравлическое трение  , потерь в местных сопротивлениях и потерь в гидроцилиндрах  

       1.

 

       Для новых стальных бесшовных труб и  резиновых шлангов можно принять 

       При ламинарном движении ( ) для трубопроводов: 

       

 

       

 Па

       

       

       Кроме потерь на трение, должны быть вычислены  потери давления в местных сопротивлениях (Па) по формуле: 

       

 Па 

       2.

 

       

 

       

 Па 

       

 Па 

       3.

 

       

 

       

 Па 

       

 Па. 

       

№ участка	L,м	d,мм	Q, л/мин	V, м/с	V², м²/с²	Re	λ	, МПа
1	11	32	190,4	4	16	4,2	17,8	0,042
2	1,2	63	190,4	1,5	2,25	3,15	23,8	0,00044
3	9	40	129,9	2,25	5,0825	3	25	0,0122

       Расчет  потерь на трение.

 

       Если  участки соединены последовательно, то общая потеря давления в гидроприводе представляет собой сумму потерь давления на всех участках. Потери во всех гидролиниях, соединенных параллельно, рассчитываются раздельно для каждой из них, и при определении давления, создаваемого насосом, учитываются только наибольшие из этих потерь.

         

Рис. 1. Расчетная схема гидропривода:

1 –  гидробак;  2 – насос; 3 – предохранительный клапан насоса; 4 – распределитель; 5 – обратный клапан; 6 – замедлительный дроссель; 7 – гидроцилиндр; 8 – фильтр; 9 – предохранительный клапан фильтра.

       Например, при расчете потерь в гидросистеме, изображенной на рисунке 1, суммарные потери в гидролиниях гидроцилиндра (Па): 

       

где - потеря давления в распределителе; - потеря давления в фильтре(см. прил. 19;20); - потеря давления в обратном клапане (для всех типов КУ и КУ-С не превышает 0,4 МПа).

       Необходимое давление насоса: 

МПа 

       Давления  в поршневой  или полостях гидроцилиндра, необходимые для расчета его диаметра по формулам (4.1), (4.2), определяются как сумма потерь давления на участках сливной гидролинии (Па):

         

       

       4.3. Расчет замедлительного  дросселя 

       Если  необходимо обеспечить медленное свободное  опускание груза с постоянной скоростью , то в сливной магистрали гидроцилиндра следует установить замедлительный дроссель. Он представляет собой шайбу с малым калиброванным отверстием, диаметр которого следует определить (м): 

       

 

       При расчете  следует учитывать характер работы гидроцилиндра. При работе его штока на сжатие масло вытесняется из поршневой полости через дроссель в количестве: 

       

       под давление

        МПа 
 
 
 
 
 
 
 
 

       5. Выбор гидроагрегатов