Унифицированная гидромеханическая передача УГП–230. Обоснование необходимости изменения конструкции гидропередачи УГП–230. Тепловой расчет гидропередачи УГП-230, страница 2

3)  Промежуточный (охлаждение масла до требуемой температуры с целью продолжения работы путевой машины) – кривая Т3(t3);

4)  Заключительный (охлаждение масла после окончании работы путевой машины) – на рисунках не показан.

Вывод:  из температурного цикла работы гидропередачи видно, что рабочего времени () недостаточно для выполнения путевых работ в «окно».

Это говорит о необходимости изменения конструкции гидропередачи УГП – 230.

Возможные пути решения проблемы:

  1.  Установить теплообменный аппарат для поддержания допускаемой температуры масла в гидропередаче.

  2.  Использовать аксиально – поршневой насос вместо шестеренного. Условием обеспечения смазывающей пленки является вязкость 6 – 8 сСт, что ниже чем у шестеренного насоса(16 – 18 сСт).

Цель дипломного проекта – изменение конструкции гидравличеcкой системы гидропередачи УГП – 230 при условии замены питательного насоса.

 

2 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ГИДРОПЕРЕДАЧИ УГП-230

 Цели и условия расчёта

Цели расчета: рассчитать время нагрева масла, габариты гидропередачи и время  ее работы при различных условиях.

Условие расчета – габаритные размеры основного агрегата, параметры бака, площадь теплоотдающих поверхностей, массу гидропередачи, теряемую мощность берем из портотипа.

Исходные данные: объем бака , площадь теплоотдающей поверхности  А_i =3,9 м² , Масса гидропередачи  m= 2100 кг, КПД гидропередачи УГП-230 =77 %, мощность гидропередачи -184 Квт.

Расчет максимальной и установившейся температуры масла

Условие – расчёт выполнен с индустриальным маслом И-20А .

Рабочая температура масла 60-90 ˚С

Максимальная температура 110 ˚С

В процессе нагревания температура масла T изменяется во времени t по  экспоненте [9]:

                  ,               (2.1) где  T_В  - температура окружающего воздуха,  T_В = 20 ˚С; k_i – средний коэффициент   теплоотдачи    элементов, k_i = 8 Вт/(м² ·˚С) [9]; k_Б – средний коэффициент теплоотдачи бака, k_Б = 10 Вт/(м² ·˚С)  [9];

Постоянная времени нагревания τ_Н:

,                        (2.2) где c_Ж  - удельная теплоемкость жидкости, c_Ж = 2000 Дж/(кг·˚С); c_М – удельная теплоемкость металла, c_М = 480 Дж/(кг·˚С) [9]; c_Р – удельная теплоемкость резины, c_Р = 1380 Дж/(кг·˚С) [9];  m_Ж – масса рабочей жидкости, m_Ж = 194 кг.

Максимальная температура масла взята из портотипа T_max, ˚С:

.

Так как температура достигает значения T_maxчерез время, равное  бесконечности, то за величину установившейся температуры принята T_У.

Установившаяся температура масла взята из портотипа T_У, ˚С:

.

В процессе охлаждения температура масла изменяется во времени t по экспоненте [9]:

                                         .                                 (2.3)

Постоянная времени охлаждения τ_О:

                                       ,                                  (2.4)                    

 Температурный цикл работы

Температурный цикл работы стенда (рисунок 6.2) при использовании  масла И-20А состоит из четырёх этапов:

5)  Подготовительный (подогрев масла до требуемой рабочей температуры) – кривая Т1(t1);

6)  Рабочий (нагревание масла при проведении испытаний) – кривая Т2(t2);

7)  Промежуточный (охлаждение масла до требуемой температуры с целью продолжения испытаний) – кривая Т3(t3);

8)  Заключительный (охлаждение масла после окончании работы) – на рисунках не показан.

Рисунок 2.1 – Температурный цикл работы

 Температурный цикл работы при добавлении теплообменника

Площадь теплообменного аппарата А_Т вычислена из условия получения желаемой установившейся температуры МГ [2]:

Т_у = Т_в + 0,95 Р_П /(k_Т А_Т +ɛ k_б А_б) ,                               (2.5)

где Т_в – температуры  воздуха ^оС;  Р_П – мощность теплового потока, поступающего в гидропередачу, Вт; k_Т – коэффициент теплопередачи АТ, k_Т = 30 Вт/(м²·^оС); А_Т – площадь поверхности АТ, м²; ɛ - коэффициент, ориентировочно учитывающий площади других элементов, ɛ=2; k_б  – коэффициент теплоотдачи бака, k_б = 10 Вт/(м²·^оС);