Основы расчета гидропривода с объемным регулированием (длина напорного трубопровода – 6 м)

давлением через распределитель по сливному трубопроводу в бак. В этом положении распределителя происходит холостой ход гидропривода.

Поскольку данный гидропривод является нерегулируемым, то избыток масла от нерегулируемого насоса при рабочем ходе поршня гидроцилиндра сливается в бак через переливной клапан КП, который также предохраняет агрегаты гидропривода от перегрузки при недопустимо высоком давлении масла. Давление масла при работе гидропривода контролируется с помощью манометра Мн.

3. Выбор номинального давления и марки рабочей жидкости

Определим режим работы данного гидропривода. Исходя из заданных исходных данных, выбираем тяжелый режим гидропривода, который характеризуется следующими характеристиками:

-интенсивность использования рабочего органа машины – 200 – 400 включений в час;

-коэффициент использования номинального давления  – 0,7 – 0,9;

-коэффициент продолжительности работы гидропривода под нагрузкой  – 0,5 – 0,8.

Исходя из того, что был выбран тяжелый режим работы гидропривода, оснащенного аксиально-поршневым гидронасосом, номинальное давление рабочей жидкости выбирается равным 20 МПа, что соответствует нормальному ряду номинальных давлений по ГОСТ 6540-68.

Проектируемый гидропривод предназначен для работы при положительных температурах окружающей среды, а максимальная температура рабочей жидкости не должна превышать 50°С. Перечисленным условиям соответствует минеральное масло марки ДП-11.Масло ДП-11 обладает следующими номинальными техническими характеристиками:

–  кинематическая вязкость при 50°С – 0,82 м²/с ;.

–  температура застывания – –15°С;

–  температура вспышки – 190°С;

–  плотность при 50°С – 890 кг/м³.

4. Расчет гидравлического цилиндра

Гидроцилиндр с плунжером совершает рабочий ход при заходе плунжера, поэтому внутренний диаметр цилиндра  (мм) рассчитывается по формуле:

,

где  – заданное рабочее усилие, кН;  – рабочее давление масла на входе в гидроцилиндр, МПа;  – коэффициент мультипликации, равный отношению площадей поршня в поршневой и штоковой полостях;  – диаметр штока;  – механический КПД гидроцилиндра;  –противодавление, возникающее вследствие вытекания масла из гидроцилиндра и определяемое сопротивлением движению масла по сливной гидролинии. Предварительно можно принять .

Коэффициент мультипликации принимаем равным 1,33. Механический КПД гидроцилиндра принимаем равным 0,95. Тогда расчетный внутренний диаметр гидроцилиндра будет равен:

 мм.

Полученную величину округляем в большую сторону до ближайшего нормального значения по ОН 22-176-69:  мм

 Вычислим развиваемое гидроцилиндром рабочее усилие:

Расчетное усилие на плунжере больше, чем заданная нагрузка на рабочем органе машины.

Определим расход масла, потребляемого гидроцилиндром. Для получения заданной скорости  (м/мин) скорости плунжера в полость гидроцилиндра

 л/мин

Т.к. мы имеем два плунжерных ГЦ то Q_ц=2×47,1=94,2

где  м/мин – скорость плунжера.

                                                           5. Выбор гидронасоса

 л/мин. Величина  равна расходу гидропривода.

По справочнику  выбираем однопоточный пластинчатый насос двойного действия модели НАР 71/200 который характеризуется следующими основными параметрами:

–  рабочий объем – 71 см³;

–  номинальная подача – не менее 100 л/мин;

–  номинальное давление на выходе из насоса – 20 МПа;

–  максимальное давление – 22 МПа;

–  номинальная частота вращения вала – 1500 мин^-1;

–  минимальная частота вращения вала – 300 об/мин;

–  номинальная потребляемая мощность – 37,6 кВт;

–  объемный КПД при номинальном режиме работы – не менее 0,95;

–  полный КПД при номинальном режиме работы – не менее 0,89;

–  масса – 62 кг.

6. Расчет трубопроводов

6.1. Расчет диаметров трубопроводов

Внутренний диаметр жесткой металлической трубы  определим по формуле

,

где  – расход жидкости на рассматриваемом участке, л/мин;  – средняя скорость жидкости, м/с. Полученное значение диаметра округлим до величины, определяемой ГОСТ 8732-78 и ГОСТ8734-75. Затем по принятому диаметру определим истинную среднюю скорость масла в трубопроводе:

.

Предварительно  примем следующие значения скоростей масла в трубопроводах: во всасывающем – 1 м/с, в напорном – 5 м/с, в сливном – 2 м/с.

Таблица 1

Исходные данные для расчета гидравлических потерь

6.2. Расчет гидравлических потерь

Потери давления на трение (Па) определим по формуле Дарси-Вейсбаха: