Предварительный расчет.Выбор силовых элементов гидропередачи. Проверочный расчет гидропередачи. Синтез механизма поворотного рабочего органа и проверка правильности выбора гидроцилиндра

2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ. ВЫБОР СИЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПЕРЕДАЧИ

Цели расчета – определение параметров и предварительный выбор силовых элементов привода – первичного двигателя (электрический),насоса, гидроцилиндра, распределителя, предохранительных клапанов, фильтров, трубопроводов, МГ для зимы и для лета.

Расчетная схема приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 –Расчетная схема к предварительному расчету и выбору комплектующих

2.1 Мощность, подводимая к рабочему органу

Для рабочего органа поворотного действия средняя за время поворота мощность определяется по формуле Р_ро,кВт:

Р_ро = Е_ро/t_ро.,                                                (1)

где Е_ро – работа, которую необходимо совершить рабочему органу при его  повороте на заданный полный угол α_ро^п, кДж; t_ро. – продолжительность поворота.

Работа Е_ро пропорциональна площади фигуры A, ограниченной линией нагрузочной характеристики Т_ро = f(α_ро) и осями Т_ро и α_ро (рисунок 4). Коэффициентами пропорциональности служат масштабные коэффициенты μ_Т  и  μ_α.

Тогда работа определена :

Е_ро = А μ_Т μ_α .                                              (2)

μ_Т= Т_ро^М /50=194/50=3,88 кН·м/мм

μ_α= α_ро^п /50=2,1/50=0,042 рад/мм.

Рисунок 4  - Нагрузочная характеристика Т_ро = f(α_ро)

По графику нагрузочной характеристики определена площадь:

A=1875мм²

Е_ро =1875·3,88·0,042=305кДж.

Р_ро = 305/6=51кВт.

2.2 Выбор электродвигателя и насоса

Мощность на валу насоса :

                                           ,                                                 (3)

где - КПД, учитывающий потери энергии от электродвигателя до рабочего органа.

  ,                                (4)

где   - полный КПД насоса (≈0,9);  - КПД учитывающий линейные и местные потери давления на пути от насоса до бака (≈0,95); - КПД гидроцилиндра (≈0,95);  - КПД учитывающий трение в шарнирах привода рабочего органа (≈0,97).

 

Необходимая мощность на валу насоса                                                   

                            (5)

Электродвигатель, работающий в повторно-кратковременном режиме, выбран по эквивалентной мощности.   

                                                                                           (6)         

где  время работы РО,   продолжительность цикла,

Выбран электродвигатель А250 S4

P_н =55, кВт; n_н=1470об/мин= 24,5об/с; Т_max/Т_н=3,4.

Выбран регулируемый насос с наклонным блоком цилиндров типа 310

Таблица 1 –Характеристики насоса 310.160

Параметры	310.160
Рабочий объем q,	160
Номинальное давление Pном,	20
Максимальное давление Pмах,	30
Номинальная частота вращения вала nн,	20
Максимальная частота вращения вала nmax	29,1
Минимальная частота вращения вала nmin,	6,7
Номинальная мощность насоса на валу Pн,	66
КПД полный	0,91
КПД объемный	0,95
КПД гидромеханический	0,91

Так как частота вращения вала электродвигателя не совпадает с частотой  вращения вала насоса, насос форсирован  по частоте: n_н= n_эд=24,5 об/с.

Мощность насоса после форсирования по частоте:

,                                      (7)

кВт.

Для получения требуемой мощности насос дефорсирован по давлению до величины:

,                                              (8)

Производительность насоса

                                             (9)

где q_н – рабочий объем насоса, n_н – частота вращения насоса,  – объемный КПД насоса.

2.3 Диапазон регулирования скорости:

Скоростной диапазон e при использовании регулируемого насоса:                                     

                                                       (10)

где γ – угол наклона блока цилиндров к оси приводного вала, для насоса 310.160  = 25˚.

После преобразования формулы (10) получена зависимость:                                     

                                                (11)

При диапазоне регулирования скорости РО е = 10 угол γ изменяется в диапазоне от 2˚40` до 25˚.

2.4 Выбор гидравлических масел

Для зимы и лета взяты разные масла :

Для зимы принята жидкость МГ-15В, для лета – МГ-46В.

Технические характеристики рабочих жидкостей сведены в таблицу 3.

Таблица 3 – Технические характеристики МГ