Определение параметров и предварительный выбор силовых элементов гидравлической передачи

1.  Определение параметров и выбор комплектующих

1.1 Цели расчета – определение параметров и предварительный выбор силовых элементов гидравлической передачи.

Условия расчета – преодоление заданных сопротивлений на рабочем органе, обеспечение требуемых скоростей и перемещений рабочего органа при оптимальной температуре масла и установившемся движении.

1.2  Расчетная схема

Рисунок 1. – Расчетная схема гидропередачи

1.3 Мощность на рабочем органе P_ро, Вт []:

P_ро = F_роυ_ро,                                        (1)

где F_ро – сопротивление на рабочем органе, F_ро = 116 · 10³ Н; υ_ро – скорость рабочего органа, υ_ро = 1,05 м/с.

P_ро = 116 ·10³ · 1,05 = 122 ·10³ Вт.

1.4 Выбор дизельного двигателя

Мощность дизельного двигателя вычислена из условия получения необходимой мощности на рабочем органе []:

 P_д = k_зP_ро / (k_выхη_пнη_нη_н-гдη_гдη_про),                                        (2)

где k_вых – коэффициент снижения выходной мощности дизеля при возможных колебаниях нагрузки рабочего органа (для дизеля с электронным управлением подачи топлива k_вых ≈ 0,95), k_з = 1,15 – коэффициент запаса, η_д-ро = η_пнη_нη_н-гдη_гдη_про – КПД передачи от вала дизеля до рабочего органа: η_пн = 0,97; η_н = 0,9; η_н-гд = 0,95; η_гд = 0,95 η_про – КПД повышающей передачи от гидравлического цилиндра к рабочему органу, η_про = 0,97. Тогда:

P_д = 1,15 · 122 · 10³  / (0,95 · 0,97 · 0,9 · 0,95 · 0,95 · 0,97) = 193 ·10³ Вт.

Выбран двигатель Екатеринбургского турбомоторного завода марки У1Д6 – ТК – С5  с характеристиками []:

Номинальная мощность P_д, кВт……………………………………………….202

Номинальная частота вращения вала n_д, об/с………………………………….25

1.5  Выбор насоса

Желаемое давление в гидравлической передаче p_ном,  МПа:

p_ном = 2,                                                           (3)

p_ном = 2 · (122 · 10³)^0,6 = 35,7 МПа.

Окончательно номинальное давление выбрано из стандартного ряда: p_ном = 32МПа.

Требуемая мощность на валу насоса P_н, Вт []:

P_н = P_ро  / (η_нη_н-гдη_гдη_про),                                            (4)

P_н = 122 · 10³ / (0,9 · 0,95 · 0,95 · 0,97) = 155 · 10³ Вт.

Выбран нерегулируемый насос – гидромотор типа РМНА 250/35 с наклонным диском [].

Таблица 1 – Характеристика насоса РМНА 250/35 []

Для получения необходимой мощности нужно дефорсировать насос по частоте, т.к при номинальной частоте вращения мощность насоса превышает требуемую (204,7 кВт > 155 кВт). Требуемая частота вращения n_тр вала насоса при заданной мощности, об/с []:

n_тр = P_н η_н / (p_номq_нη_но),                                               (5)

n_тр = 155 · 10³ · 0,91 / (32 · 10⁶ · 250 · 10^-6 · 0,95) = 18,6 об/с.

Номинальный расход гидравлического масла Q_н, м³/с:

Q_н = q_нn_трη_но,                                                        (6)

Q_н = 250 · 10^-6 · 18,6 · 0,95= 4,41 · 10^-3 м³/с.

Для передачи мощности от дизельного двигателя к валу насоса и обеспечения требуемой частоты вращения, между двигателем и насосом установлен редуктор с передаточным отношением u:

u = n_д / n_тр,                                                   (7)

где n_д – номинальная частота вращения дизеля, n_тр – требуемая частота вращения вала насоса;

u = 25 / 18,6 = 1,34.

1.6 Выбор распределителя

Для данной гидропередачи выбран трехпозиционный, четырехлинейный распределитель с закрытым центром типа 1Р [].

Таблица 2 – Характеристика распределителя 1P []

1.7 Выбор гидравлического масла

Температура воздуха от -30 до +25 . Выбраны сезонные гидравлические масла [].

Таблица 3 – Характеристика гидравлического масла []