Физика \ Гидропривод и пневмопривод

Расчет гидропривода. Определение максимальных расходов и давлений по участкам гидромагистралей, страница 2

Vф3=2.751м/с;

Vф4=2.751м/с;

Vф5=4,62*7.27/92=1.898м/с;

Vф6=4,62*6.376/92=1.665м/с;

Vф7=1.898м/с;

Vф8=1.898м/с;

Vф9=2.751м/с;

Vф10=1.665м/с;

11.Выбор фильтра,

По таблице 8 приложение 3 выбираем  фильтр 8-5К.Δ=5мкм; P=20 МПа;

Qф=12.5 л/мин; ΔP=0,12 МПа.

12.Расчет потерь в гидромагистралях.

12.1.Обьёмные потери.

DQн=(gнnнP/Pном)(1-hн)103=5*1500*1000*0.28*P/12.5=0.168P л/мин;


ΔQ=0.127*R/D=0.000907*R;

12.2.Потери в гидромагистрали.

ΔP=ΔPном(Q/Qном)2,МПа;

ΔPрасп=0.15*Q2/820.00234*Q2;

ΔPф=0.12*Q2/12.52=0.000768*Q2;

12.3.Потери давления в трубопроводах.

Потери давления в трубопроводах складываются из потерь по длине

трубопровода и местных сопротивлений. Трубопроводы 5 и 6 считаются условно

длинными (L=2м) и для них рассчитываются потери по длине. Остальные

трубопроводы считаются условно короткими. Местными сопротивлениями считать

штуцера, угольники, тройники и изгибы труб (принимаем на каждой линии два

плавных изгиба). Коэффициент принять для штуцеров равным 0,15 и для изгибов

труб 0,3.

Re(5,6)=21200*Q/ ν*d=21200*7.27/10*30=513.7<1600 Þ ламинарный режим работы.

Pe(5,6)=0.62*ν*Q*L/d4=0.62*30*2*Q/104=0.00372*Q+10%=0.00446*Q МПа.

DPмс=0.21*Q2*∑ζ/d4, МПа;

∑ζ1=0,75 ;DP1мс=0.21*Q2*0,75/174=0 МПа;

∑ζ2=0,9 ; DP2мс=0.21*Q2*0,9/74=0.0000787*Q2+10%=0.0000865*Q2 МПа;

∑ζ3=0,9 ; DP3мс=0.21*Q2*0,9/74=0.0000787*Q2+10%=0.0000865*Q2 МПа;

∑ζ4=0,9 ; DP4мс=0.21*Q2*0,9/74=0.0000787*Q2+10%=0.0000865*Q2 МПа;

∑ζ7=0,9 ; DP7мс=0.21*Q2*0,9/94=0.0000288*Q2+10%=0.0000317*Q2 МПа;

∑ζ8=0,75 ; DP8мс=0.21*Q2*0,75/94=0.0000288*Q2+10%=0.0000317*Q2 МПа;

∑ζ9=0,9 ; DP9мс=0.21*Q2*0,9/74=0.0000787*Q2+10%=0.0000865*Q2 МПа;

∑ζ10=0,75; DP8мс=0.21*Q2*0,75/94=0.0000288*Q2+10%=0.0000317*Q2 МПа;

12.4.Потери давления на дросселе и ГЦ.

ΔPдр.=(Q/k*Uдр)2, МПа; к=60*0.64*1.684√2/900=3.048;

ΔPдр.=(Q/3.048*Uдр)2=0.107(Q/Uдр)2 МПа;

ΔPц=R*(1-hгм)*10-3/F=R*(1-0.98)*10-3/0.000159=0.125*R МПа;

13.Определение давлений и расходов в линиях гидросистемы.

13.1. Находим скачек давления на ГЦ и рабочею подачу.

Pр=R1/1000*Fфпор=1/1000*0.000154=6.493 МПа;

Qр=60000*V1*Fфпор+ ΔQц=60000*0.3*0.000154+0.000907*1=2.773 л/мин;

13.2.Уравнение потерь напорной и сливной магистрали.

∑Pнм= ΔP3+ΔP4+ΔPр+ΔP5=(0.0000865*2+0.00234)*Q2 +0.000446*Q =

=0.002513Q2+0.000446Q МПа;

∑Pсм= ΔP6+ΔPр+ΔP7+ΔPф+ΔP8=

=(0.00234+0.000768+0.0000317*2)*Q2+0.000446Q=

=0.00317Q2+0.000446Q МПа;

∑Pнм=0.214V2+0.00412V;

∑Pсм=0.208V2+0.00361V.

13.3.Находим давление настройки предохранительного лапана.

Ркл=∑Pнм+ΔPдр.+Рр+ΔPц+∑Pсм=7.086 МПа;

13.4.Фактическая подача насоса.

Qнф=7.5-0.168P;

P=7.086+8.65*10-5Qнф2;


Решаем систему графически: Qнф=6.31л/мин;  Р=7.095 МПа;

14. Распределение давлений при холостом ходе.

Нагрузка принимается равной 1/10 от рабочего хода Rхх=1.1кН.

∑ΔPнм= ΔP2+ΔP3+ΔP4+ΔPр+ΔP6=0.0000865*3Q2+0.00234Q2+0.00446Q=

=0.00493Q2+0.00446Q МПа;

∑ΔPсм= ΔP5+ΔPр+ΔP7+ΔPф+ΔP8=

=0.0000317*2Q2+0.000768Q2+0.00234Q2+0.00446Q=

=0.00317Q2+0.00446Q МПа;

∑Pнм=0.421V2+0.0425V;

∑Pсм=0.208V2+0.0425V.

Рн=∑Pнм+ΔPдр.+Rxx/1000*Fфпор +ΔPц+∑Pсм=0.658V2+1.079V+0.999=1.382 мПа;

 


Решаем систему графически: Qнф=6.5л/мин;  Р=1,253 МПа;

15.Расчет характеристик гидросистемы.

V=(Qдр-ΔQц)/60000* Fфпор, м/с;

Qдр=kUдр√ΔPдр,л/мин;

ΔРдр=∑Pнм+Pкл.+R/1000*Fфпор+ΔPц+∑Pсм=7.086-0.369V2+0.00096V-6.615R МПа;

                                                  __________________________

V=0.629U√7.086-0.396V2-0.00096V-6.615R –0.000907R м/с.


R/Uдр

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0

0

0.35

0.65

0.98

1.28

1.6

0.2

0

0.3

0.6

0.88

1.16

1.4

0.4

0

0.28

0.53

0.78

1.01

1.24

0.6

0

0.22

0.45

0.65

0.85

1.04

0.8

0

0.18

0.34

0.49

0.64

0.81

1

0

0.09

0.17

0.25

0.39

0.4

1.07

0

0.011

0.022

0.032

0.042

0.052

16. Расчет временного цикла, мощности и КПД.

Tц=tп+t1+t2=tп+L/V1+L/Vmax==11+3.16+0,633=14.85 с;

N=Pнgнnнhо/60000h, кВт;

N1=7.095*5*1500*0.72/60000*0.55=1.161 кВт;

N2=0.205 кВт;

Nп=1.159 кВт;

Выходная мощность системы Nвых кВт.

Nвых=RV, кВт;

N1вых=1*0.3=0.3 кВт;

N2вых=0.1*1.5=0.15 кВт;

Средняя выходная мощность системы Nсрвых кВт.

Nсрвых

=(N1вых t1+ N2вых t2)/Tц=(0.3*3.16+0.15*0.633)/14.85=0.0704 кВт;

Средняя потребляемая мощность системы Nсрвх кВт.

Nсрвх

=(N1t1+ N2t2+ Nпtп)/Tц=(1,161*3.16+0,205*0,633+1,159*11)/14.85=1.118 кВт;

Потери мощности и КПД определяются по формулам.

ΔN= Nсрвх - Nсрвых =1.118-0.0704=1.0476 кВт;

h=Nсрвх /Nсрвых=0.0704./1.0476=0.067.

Для выбора электродвигателя определяем эквивалентную мощность:

Nэкв=√(N12t1+ N22t2+ Nп2tп)/Tц=√(1,1612*3.16+0,2052*0,633+1,1592*11)/14.85=1.073 кВт;

Выбираем электродвигатель удовлетворяющий требованиям: Nэкв=1.073 кВт,

nном=1500 об/мин.   80A4/1420

17.Тепловой расчет гидросистемы.

Определяем объём бака:

Wб=√F3/0.0643, л

Где- F площадь теплоотдачи,м2; F=T/kΔt;

T=3600ΔN-количество тепла выделяемое системой, кДж/ч;

Δt=tж-tо- разность температур  жидкости и  окружающей среды, 0С;

k-коэффициент теплоотдачи 63...84 кДж/м2ч 0С

F=3600*1,0476/75*50=1,00569 м2;

                                                                       _______     

Wб=√13/0,0643=61.76 л.

Выбираем бак по ГОСТ 12448-80 Wном=63 дм.

Скачать файл