Составить гидравлическую схему, рассчитать и выбрать все элементы гидропривода управления гидроцилиндрами исполнительного органа комба

       4.1. Расчетный диаметр  труб

       Расчетный диаметр труб:

      

где V₀ — оптимальная скорость рабочей жидкости: для напорных гидролиний V₀ = 3-5 м/с; для сливных V₀ = 2-3 м/с; для всасывающих V₀ = 0,7-1,2 м/с.

       Напорные  гидролинии:

       

м;

       сливные: V₀ = 3 м/с,

       

м;

       всасывающие: V₀ = 1,2 м/с,

м

       4.2. Расчет толщины  стенки труб

      Необходимая расчетная толщина стенки трубы  определяется по формуле:

      

      где d₁ – часть толщины, обеспечивающая достаточную прочность;

      d₂ – часть толщины, обеспечивающая необходимую долговечность трубы.

      Согласно  ГОСТ 3845-75

      

      где р_р – расчетное давление на прочность р_р = 1,25 р = 1,25×10 = 12,5 МПа.

      s_в – временное сопротивление разрыву, s_в = 350…420 МПа.

      d₂ принимаем равным 1 мм, полагая, что скорость коррозии составляет 0,2 мм/год, а срок службы установки – 5 лет.

       Напорные  гидролинии:

       

м;

       Окончательно  внутренний диаметр труб d, наружный d_н и толщину δ выбираем по ГОСТ 8734-78. Напорные гидролинии: d= 20 мм; d_н = 24 мм, δ = 2 мм; сливные: d= 24 мм; d_н = 28 мм, δ = 2 мм;всасывающие: d= 32 мм; d_н = 36 мм, δ = 2 мм;

       4.3. Потери давления  в гидролиниях  по длине

       Скорость  жидкости в гидролинии:

      

       Напорные

       

м/с;

       сливные:

       

м/с;

       всасывающие:

м/с

      4.3. Потери давления по длине

 

      Потери  давления по длине в участках гидролиний

      

      где l - коэффициент Дарси, определение которого зависит от числа Рейнольдса.

      

 при Re £ 2320

      

 при 10⁵ > Re > 2320

      

Для напорных гидролиний

 Па

Для сливных гидролиний

Па

Для всасывающих гидролиний

Па

 

      Результаты  расчетов сведем в таблицу 1.

      Таблица 1 – Расчет потерь по длине в гидромагистралях

 

       4.4. Потеря давления  в местных сопротивлениях

      Потери  давления в коленах, тройниках и т.д. принимаем равным 0,3SР_дл = 17270 Па.

      Для гидроаппаратов потери вычисляем исходя из условия автомодельности режима движения жидкости в аппарате:

      

      где Dр_ном – номинальные потери давления в гидроаппарате при номинальном расходе Q_ном.

      Распределитель

 

      

МПа

 

      Дроссель

 

      

МПа

 

      Фильтр 

      

МПа

 

      Обратный  клапан

 

      

МПа

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       5. Линия абсолютного давления

      Построение  выполняем по данным, полученным в  пунктах 2.1, 4.3, и 4.4 при прямом ходе штоков. При этом учитываем, что при поднимании стрелы, жидкость протекает через  обратный клапан, а при опускании  – через дроссель.

 

Рисунок 2. Линия абсолютного давления в гидроприводе

       6. Сила давления  на колено трубы

       Определяем  составляющие R_X и R_Z и равнодействующую R сил давления рабочей жидкости на колено трубы с закруглением 90° в месте наибольшего давления.

H

Н

       7. Давление срабатывания  предохранительного  клапана

       Оно выбирается из условия, что это давление должно быть большим на 25% максимального  расчетного в месте установки  клапана.

 МПа

       8. Рабочие режимы насоса

       Рабочие режимы насоса определяются графически точками пересечения характеристик  насоса Р_н =f(Q) и гидросети Р_с =f(Q).

       Р_н =f(Q) насоса строим по двум точкам с координатами Q_н.m, 0 и Q_н.ном, Р_н.ном, где Q_н.m — теоретическая подача насоса.

м³/с

       Q_н.ном, Р_н.ном — номинальное значение подачи и давления насоса.

 

       Характеристика  гидросети при поднимании стрелы исполнительного органа:

       при опускании:

где р_д, р_дш — давление гидроцилиндра при поднимании и опускании стрелы исполнительного органа.

МПа

    а_П и а_Ш — полное сопротивление гидролинии при поднимании стрелы (рабочая жидкость идет через обратный клапан) и при опускании стрелы (рабочая жидкость идет через дроссель).

с²/м⁵

 с²/м⁵

Таблица 2. – Данные для построения графиков

       Точка А определяет рабочий режим насоса (Р_Р, Q_Р) при поднимании стрелы исполнительного органа, точка В — при опускании стрелы.

       

       Рисунок 3. Рабочие режимы насоса

       Р_А = 11,7 МПа; Р_В = 8,6 МПа

 

       Рабочее давление насоса должно быть в пределах:

       Рабочие режимы удовлетворяют условию.

       9. Мощность насоса

       Мощность  насоса определяется по формуле:

       

       при поднимании стрелы:

кВт

       при опускании стрелы:

кВт

       10. Проверка рабочего режима насоса на кавитацию

       Условие бескавитационной работы

Н_{вак.доп} ³ Н_вак

где Н_{вак.доп} - допустимая вакуумметрическая высота всасывания насоса

Н_вак - геометрическая высота всасывания, определяется условием бескавитационной работы насосов.

     ΔН_Ф — потери напора в фильтре.

м

м

2,3 м ³ 0,7 м

Условие безкавитационной работы выполняется.

       11. Механические характеристики  гидропривода

       Строим  зависимости усилия на штоке гидроцилиндра  в функции скорости Р_ДП =f(V_Д) и Р_ДМ =f(V_Д) при 50 а_ДР.О и 40 а_ДР.О (рис. 4),