Описание работы и свойств гидравлических передач. Выбор комплектующих для силовых контуров, страница 5

3 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ГИДРОПЕРЕДАЧ

Цели расчета – определение объема бака V_б, площади теплообменного аппарата А_Т и производительность вентилятора Q_В

Условия расчета - установившаяся температура жидкости Т_уст = +70^оС,  температура воздуха Т_в = +35^оС. Машина в предремонтном состоянии, КПД гидропередач вследствие износа понижен на 20 % по сравнению с КПД гидропередач новой машины. Мощность на входе насоса Н1 = 126 кВт, мощность на входе насоса Н2 56,3 кВт.

Параметры бака:

Объем бака  , [2]

 ,                                                 (27)

.

Площадь бака А_б,   [ 2 ]:

.                                                   (28)

.

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) ,                               (29)

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);

Для машины непрерывного действия суммарные потери мощности:

Рп = kв Σ kдiРвхi (1 – ηi )                                       (30)

где Р_вхi – мощность на валу насоса i – ой передачи; η_i – полный КПД i – ой передачи; k_в – коэффициент использования машины по времени в течении смены (k_в=0,8);k_дi  – коэффициент использования i-й гидропередачи по давлению и мощности (k_д =0,8).

КПД каждой из гидропередач:

,                                             (31)

где – КПД насоса; –  КПД гидродвигателя; – КПД, учитывающий потери механической мощности на пути насос – гидродвигатель – бак, при оптимальной температуре рабочей жидкости = 0,95.

Для рабочего органа РО1 с учетом предремонтного состояния (КПД снижен на 20%):

.

Для рабочего органа РО2 с учетом предремонтного состояния(КПД снижен на 20%):

.

;

;

.

 ,                                  (32)

.

Производительность вентилятора определена из равенства мощностей тепловых потоков, отдаваемой МГ и получаемой воздухом :

cρQ(T_T^вх – T_T^вых) = c_в ρ_в Q_в (T_в^вых – T_в),                              (33)

где (Т_Т^вх  – Т_Т^вых) – разность температуры масла на входе и выходе АТ;  с, r и Q – удельная теплоемкость, плотность и расход масла (с = 2000 Дж/(кг°×С);  r = 890  кг/м³); T_в^вых – T_в – разность температуры воздуха на выходе и входе АТ; с_в, r_в и Q_в – удельная теплоемкость, плотность и искомый расход воздуха (с_в = 1010 Дж/(кг°×С);  r_в = 1,2 кг/м³).

Величина (Т_Т^вх  – Т_Т^вых) можно найти из условия, чтобы АТ рассеивал приходящуюся на него долю мощность теплового потока Р_АТ = Р_П  –  Р_Б+Э [  ]:

cρQ (Т_Т^вх – Т_Т^вых) = Р_П – ε k_Б А_Б (Т_у – Т_в),                            (34)

 .

Температура воздуха на выходе T_в^вых принята 35˚C, принята из условия оптимизации суммы масс .

,                                        (35)

.

4 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В ГИДРОПЕРЕДАЧАХ. ПРОВЕРКА КИНЕМАТИЧЕСКИХ И СИЛОВЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИВОДА

Цели расчета – определение потерь давления в гидропередачах и проверка обеспечения заданных характеристик рабочих органов – мощность, сила, вращающий момент, скорость.

Условия расчета: движения рабочих органов установившиеся, температура масла оптимальная +20.

                    Рисунок 2 – Расчетная схема к проверочному расчету (применимо к поворотной гидропередаче.

Расчетное схема включает в себя все линейные и местные сопротивления от насоса до бака.

Потери давления от насоса до гидродвигателя:

,                                     (36)

где  - линейные потери на участке Н-ГД;

 - местные потери на участке Н-ГД.

Линейные потери давления:

,                                         (37)