1 – гідродвигун подвійної дії;
2 – гідро розподільник трьохпозиційний;
3 – дросель регулюючий;
4 – гідробак з атмосферним тиском;
5 – клапан переливний;
6 – гідробак;
7 – насос.
Рисунок 1 - Кінематична схема гідроприводу з дроселюючим розподільником.
Гідро лінії:
а-б - всмоктуючи;
в-г - напірна;
д-л - зливна;
о-т - зливна;
р-к - лінія управління.
Схема руху потоку рідини
Б – Н – РДР – Цл/Цп – РДР – Б
– К – Б
1. Вибір номінального тиску із ряду встановлених стандартних значень
Згідно вхідних даних приймаємо Рном=16 МПа
2. Характеристика робочої рідини
Робоча рідина в гідроприводах призначена для приведення в дію робочих органів вузлів і механізмів. На стан робочої рідини впливає широкий діапазон робочих температур, а також наявність великих швидкостей потоку і високих тисків. Робоча рідина виконує наступні функції:
- використовуються для змащування поверхонь, що труться гідромашин та інших гідро-пристроїв в результаті чого між двома поверхнями зменшується сила тертя;
- призначена для відводу теплоти від більш нагрітих поверхонь гідромашин;
- уносить продукти зносу та інші частинки забруднення.
Робочі рідини,які використовують в гідроприводах поділяються на чотири групи: нафтові, синтетичні, водо-полімерні та емульсіонні.
3. Вибір робочої рідини
Приймаємо робочу рідину: мастило індустріальне И-20 з густиною ρ=886 кг/м³; кінематична в’язкість при температурі 20˚С ν=100 мм²/с.
4. Розрахунок діаметра гідроциліндра
Діаметр гідроциліндра визначається із співвідношення:
, м
де - площа поршня
- зусилля на штоку
- номінальний тиск
- механічний ККД гідроциліндра
Визначаємо робочу площу поршня:
, м²
м²
м
м
Діаметр гідроциліндра та його штока уточнюємо по стандарту. Приймаємо D=160 мм; d=70мм.
5. Вибір насоса
Визначаємо потужність гідроциліндра:
, Вт
де - швидкість переміщення поршня;
- ККД гідроциліндра
Вт
Визначаємо потужність насоса:
, Вт
де - коефіцієнт запасу по швидкості
- коефіцієнт запасу по зусиллю
- потужність одночасно працюючих двигунів
Вт=10,3 кВт
Визначаємо необхідну подачу насоса:
, л/с
м³/с л/с
По відомим величинам тиску Р =16 МПа i подачі Q=0,6 л/с, обираємо аксіально-поршневий насос 210 (Додаток ), робочий об’єм насоса Vo=11,6 см³, об’ємний ККД η = 0,95, повний ККД η=0,88, швидкість обертання вала n =2800 -5000 об/хв. Частоту обертання вала насоса, яка забезпечує необхідну подачу Q=0,6 л/с, знаходимо за формулою:
, об/хв
де - кількість насосів
- робочий об’єм насоса
- об’ємний ККД насоса
об/хв
6. Вибір розподільника
По номінальному тиску, подачі насоса і кількості гідро двигунів визначаємо гідро розподільник типу Р75 – В3А.
7. Розрахунок трубопроводів
По відомій витраті та середній швидкості визначаємо діаметр трубопроводів:
- всмоктуючий
, м
де м/с – рекомендована швидкість для всмоктуючого трубопроводу
м
Отриманий діаметр округлюємо до найближчого з нормального ряду по ГОСТ 12447 – 80 (Додаток Г). Приймаємо =28 мм, товщина стінки =3 мм.
- напірний
, м
де м/с – рекомендована швидкість для напірного трубопроводу
м
Приймаємо =12 мм, товщина стінки =3 мм.
- зливний
, м
де м/с – рекомендована швидкість для зливного трубопроводу
, м³/с
м³/с
м
Приймаємо =48 мм, товщина стінки =3 мм.
Уточнюємо швидкість руху рідини в напірному трубопроводі
м/с
м/с
Уточнюємо швидкість руху рідини у зливному трубопроводі
м/с
м/с
Таблиця 1
Найменування гідро ліній |
Рекомендаційні значення швидкостей, м/с |
Розрахункові значення швидкостей, м/с |
| напірні | 3÷8 | 5,3 |
| зливні | 1,5÷2,5 | 2 |
8. Розрахунок втрат тиску у гідролініях
Розрізняють два види втрат тиску: втрати на тертя по довжині, залежні в загальному випадку від довжини i розмірів поперечного перетину трубопроводу, його шорсткості, в’язкості рідини, швидкості течії та втрати в місцевих опорах – коротких ділянках трубопроводів, в яких відбувається зміна швидкості по напряму величини або по напряму.
Для напірної лінії
де - витрати на тертя;
- сума втрат в місцевих опорах.
При русі води в круглих трубах постійного перебігу втрати натиску на тертя визначаються по формулі Дарсі – Вейсбаха:
де - коефіцієнт гідравлічного тертя по довжині
- довжина трубопроводу;
- діаметр трубопроводу;
- середня швидкість перебігу рідини.
Для ламінарного режиму руху в круглій тpyбi коефіцієнт визначається по теоретичній формулі:
у якій - число Рейнольдса
м
м
м
Для зливної лінії
м
м
м
Будуємо замкнуті контури
Втрати тиску в напірній гідро лінії
МПа
де - втрати тиску на тертя
Па
Па
- місцеві втрати тиску
Па
де - динамічна в’язкість рідини
- для сталевих труб
Па
- втрати тиску в гідро розподільнику
МПа
МПа
Втрати тиску в зливній гідро лінії
МПа
Па
Па
Па
Па
МПа
МПа
Загальні втрати тиску в гідро лініях
МПа
9. Розрахунок потужності гідроприводу
Вт
Вт=10,3 кВт
Список використаної літератури
1. Холин K.M., Никитин О..- M. Машиностроение , 1989-264c.
2. Латшена Н.., Макашова O.B., Медведев P.M. «Техническая термодинамика с основами теплопередачи и гидравлики» М. Машиностроение 1998 г .
3. Цыбин А.. Шанаев И.. - Гидравлика и насосы – М. Высшая школа . 1976, 256 с.
4. Семедуберский М ..-«Насосы , компрессоры , вентиляторы».