Расчет основных параметров и выбор силовых комплектующих привода. Проверочный расчет привода. Тепловой расчет гидропередачи, страница 3

3.1 Цели расчета: 

Определение объема бака V_б, площади теплообменного аппарата А_т, производительности вентилятора Q_в, и времени достижения установившейся температуры t_уст.

3.2 Условия расчета:

Температура жидкости Т_уст = +50^оС, температура воздуха Т_в = +20^оС. Гидропередача работает в непрерывном режиме. Мощность на входе насоса P_{н вх} = 93,5 кВт; марка масла Shell Tellus TD 46; из-за износа комплектующих гидропередачи КПД понижен на 20%.

3.3 Расчётная схема:

Рисунок 3.1 – Расчетная схема к определению параметров тепловой защиты гидропередачи

3.4 Параметры бака

Объем бака на 25% больше объема жидкости, перекачиваемой за 120 секунд:

                                                                                              (3.1)

где Q_Т = 0,2Q_Н – расход масла, отбираемый из силового контура на охлаждение.   

Площадь бака:

                                                       ,                                               (3.2)

.

3.5 Параметры теплообменного аппарата

Зависимость установившейся температуры Т_у от параметров системы:

                                         ,                                           (3.3)

где k – коэффициент теплопередачи, k_т = 30 Вт/(м^{2 . о}С), k_Б = 10 Вт/(м^{2 . о}С); А – площадь поверхности, м²; ε – коэффициент, учитывающий площади других элементов (насоса, гидродвигателя, трубопроводов и т.д.), ε = 2; Т_в – температура воздуха, ^оС; Р_п – средняя мощность, кВт.

                                             ,                                       (3.4)

где η – полный КПД передачи; Р_вх – номинальная мощность передачи, кВт; k_в – коэффициент использования машины по времени в течение смены, k_в = 1; k_д – коэффициент использования гидропередачи по давлению, k_д = 0,9.

                                                   ,                                                  (3.5)

где η_н – КПД насоса, η_н = 0,7; η_м – КПД мотора, η_м = 0,7; η_н-м-б – КПД, учитывающий потери механической мощности на пути «насос – гидромотор – бак»; η_н-м-б = 0,75.

.

Необходимая площадь А_т, м², получена из зависимости установившейся температуры от параметров системы:

                                       ,                                          (3.6)

3.6 Производительность вентилятора

Производительность вентилятора Q_в , м³/с, определена из равенства мощностей теплового потока, отдаваемой жидкостью и получаемой воздухом:

                                   cρQ(T_T^вх – T_T^вых) = c_в ρ_в Q_в (T_в^вых – T_в),                              (3.7)

где (T_T^вх – T_T^вых) – разность температуры МГ на входе и выходе темлообменника;  Q – расход масла; с – удельная теплоемкость, с = 2000 Дж/(кг ^{. о}С); ρ – плотность масла,

ρ = 890 кг/м³; (T_в^вых – T_в) – разность температуры воздуха на выходе и входе вентилятора; Q_в – искомый расход воздуха; с_в – удельная теплоемкость воздуха; с_в = 1010 дж/(кг ^{. о}С); ρ_в – плотность воздуха, ρ_в = 1,2 кг/м³.

Разность (T_T^вх – T_T^вых) вычислена из условия рассеивания теплообменником мощности теплового потока:

                                    cρQ (Т_Т^вх - Т_Т^вых) = Р_П - ε k_Б А_Б (Т_у - Т_в),                            (3.8)

Температура воздуха на выходе Т_{в вых} принята 30 ^оС.

Производительность вентилятора получена из условия рассеивания мощности теплового потока теплообменником:

                                                ,                                       (3.9)

4 РАЗГОН И ТОРМОЖЕНИЕ РАБОЧЕГО ОРГАНА

Цель расчета – рассчитать продолжительность t_p – разгона и t_т – торможения РО вращательного действия.

Условия расчета – разгон выполняется при отсутствии статического сопротивления на РО.

4.1 Разгон РО

4.1.1 Вращающий момент на валу гидромотора при разгоне:

                                   ,                                      (4.1)

 Н∙м

4.1.2 Вращающий момент мотора приведенный к валу РО:

                                      ,                                          (4.2)

Н∙м

4.1.3 Угловое ускорение РО:

                                             ,                                                 (4.3)

рад/с²

4.1.4 Продолжительность разгона:

                                                 ,                                                   (4.4)

с

4.2 Торможение РО

4.2.1 Вращающий момент на валу гидромотора при торможении:

                                      ,                                   (4.5)

Н∙м

4.2.2 Вращающий тормозной момент мотора приведенный к валу РО:

                                       ,                                        (4.6)

Н∙м

4.2.3 Угловое ускорение РО:

                                               ,                                             (4.7)

рад/с²

4.2.4 Продолжительность торможения:

                                                  ,                                                 (4.8)

с