Проектирование гидропривода и модернизация системы смазки ГС142ПФ4 (Конструкторский раздел дипломного проекта), страница 7

1.6.8. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДА НА ПРОЧНОСТЬ.

1.  Определяем минимально допустимую толщину стенок трубопровода:

 

где P_MAX = 4МПа – максимальное давление в системе;

s_Р - временное сопротивление материала на разрыв , ([5] ,стр 10)

для стали 20

s_Р =410 МПа

т.к. d>d_min,трубопровод удовлетворяет условиям прочности.

1.6.9.  ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ.

Основной причиной нагрева рабочей жидкости является наличие гидравлических сопротивлений .

Потери мощности в гидроприводе переходят в тепло:

N_зат – мощность выделяемая насосом при  max нагрузке;

N_пол – полезная мощность гидроцилиндра;

 ;

N¢_затр –затраченная мощность насоса в рабочем режиме;

N²_затр –затраченная мощность при разгрузки насоса;

;

Q=5.4 л/мин = 9*10^-5 м³/с – подача насоса;

Р= 5*10⁶ Па – давление насоса, с предварительным учетом потерь давления по длине трубопровода.

; 

где

h_общ=0,55 – общее КПД насоса;

N²_затр =200 Вт,  из технических требований на насос;

теряемая мощность превращается в тепло :

DN=Е_пр

Принимая в предварительном расчете, что весь тепловой поток рассеивается через стенки гидробака , определим температуру масла в нем:

 

где

tв – температура окружающего воздуха;

 tв = 20°С;

а = 0,065 – коэффициент пропорциональности;

Vм = 40 л – объем масла в баке;

Кпр – коэффициент теплоотдачи от масла к окружающему воздуху, приведенный к охлаждающей стенке бака;

Кпр = 30,  при естественной циркуляции воздуха;

;

температура масла находиться в допустимой норме.

1.6.10.  ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ГИДРОПРИВОДА.

Проверочный расчет выполняется для уточнения основных параметров и характеристик объемного гидропривода.

1.6.10.1. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В НАПОРНОМ ГИДРОПРОВОДЕ.

1. Определение  числа Рейнольдса:

 ;

где V = 3.2 м/с – скорость движения рабочей жидкости;

d = 6*10^-3 –внутренний диаметр трубопровода;

V = 30 сСт = 3*10^-5 м²/с -кинематический коэффициент вязкости масла;

т.к. Re < Re kp=2300, то имеет место ламинарный режим движения жидкости, коэффициент трения l определяется по формуле:

;

2.  Определение потерь давления по длине трубопровода:

 ;

где Ln = 6 м, dn  = 6*10^-3 м – длина и диаметр напорного трубопровода.

Vn = 3.2 м/с , r = 900 кг/м³ – скорость и плотность жидкости.

 

1.6.10.2. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В СЛИВНОЙ МАГИСТРАЛИ.

;

Vсл = 2 м/с – скорость жидкости в сливной магистрали;

dсл = 8*10^-3 – внутренний диаметр сливного трубопровода;

 ;

Re < Re kp = 2300, Þ коэффициент гидровлического трения определяется по формуле:

;

Определение потерь давления по длинне трубопровода:

1.6.10.3. РАСЧЕТ МЕСТНЫХ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В НАПОРНОЙ  И СЛИВНОЙ МАГИСТРАЛИ.

В напорной и сливной магистрали предусмотрена по 6 поворотов трубопровода под углом 90°.

При этом потери давления :

где DРпн, DРпсл – потери давления при повороте трубопровода в напорной и сливной магистрали соответственно .

x = 1,1 – коэффициент местного сопротивления ;([4], стр 90)

Потери давления в гидрораспределетеле:

DР_р = 0,28 Мпа; (по ТУ)

С учетом прохождения жидкости в прямом и обратном направлении:

  DР_р =2*0,28=0,56 МПа  

Потери давлением в напорном фильтре :

DР_Ф = 0,2 Мпа;  (по  ТУ)

Общие потери давления:

  DР_общ = DР_lн*DР_lсн*DР_пн*DР_псл*DР_р*DР_ф 

DР=  =460800+189000+30412,8+11880+5,5*10⁵+2*10⁵=1452093Па.

1.6.10.4.УСИЛИЯ И  СКОРОСТИ РАБОЧЕГО ОРГАНА ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА..

При определении фактического максимального усилия на рабочий орган гидроцилиндра, необходимо расчитать давление настройки редукционного клапана.

Воспользуемся формулой для определения усилия на гидроцилиндре:

;

где Sn –площадь поршня;

;

S_шт  - площадь штоковой плоскасти;

 м;

Рред – давление настройки редукционого клапана;

DРнап – потери давления в напорной  магистрали;

DРсл – потери давления в сливной  магистрали;

hмех = 0,9 –гидромеханический КПД гидроцилиндра;

Рред = 2664335,9 Па;

Фактическая скорсть поршня цилинда: