Определение потребного расхода
Описание установки.
Принципиальная схема объемного насосного гидропривода поступательного движения приведена на рис. 1. Этот гидропривод состоит из насоса, гидродвигателя (гидроцилиндра), гидроаппаратуры, гидробака,гидролиний и других устройств. Условные графические обозначения элементов гидропривода на схеме соответствует
ГОСТ 2.780-68, 2.781-68, 2.782-68.
Последовательное включение дросселя осуществляется: на выходеиз гидродвигателя. Ррабочая жидкость, подаваемая насосом постоянной производительности,разделяется на два потока. Один поток проходит через дроссель к гидродвигателю, а другой перепускается через переливной клапан. Назначение переливного клапана - поддерживать заданное давление в подводимом к нему потоке, т.е. на выходе из насоса, путем непрерывного слива рабочей жидкости во время работы. Скорость поршня гидроцилиндра изменяется в зависимости от величины сопротивления дросселя, которое определяется степенью открытия дросселя. Чем больше проходное сечение дросселя, тем больше рабочей жидкости будет проходить в гидродвигатель (
) и тем больше будет скорость его выходного звена.
При расчете потерь напора в гидролиниях на номинальном режиме дроссели 1 и 3 полностью закрыты, а дроссель 2 полностью открыт.
1.2 Расчет гидроцилиндра.
При проектировании гидропривода важно правильно выбрать величину рабочего давления в системе. При заниженных давлениях гидропривод получается очень громоздким. При высоких давлениях система становится компактной, но в этом случае возрастают требования к качеству изготовления элементов гидропривода и их прочности.
Вначале обычно выбирают величину полезного перепада давления в гидродвигателе, которая позволяет определить геометрические размеры последнего.
При заданном усилии = 250кН и выбранном перепаде давления в гидроцилиндре
эффективная площадь поршня определяется по формуле
Внутренний диаметр цилиндра, равный диаметру поршня,
,
где - отношение диаметра штока к диаметру поршня.
Величина зависит от давления в гидроцилиндре и определяется расчетом штока на прочность. В приближенных расчетах значения
принимаются равными
Внутренний диаметр гидроцилиндров стандартизирован. Поэтому величину диаметра, полученную расчетом, следует округлить до ближайшего большего стандартного значения . ПоГОСТу 6540 - 68
Диаметр штока поршня
Уточненное значение эффективной площади поршня
.
Окончательное значение полезного перепада давления в гидроцилиндре
.
Необходимая величина, перепада давления в цилиндре с учетом механических потерь на трение в уплотнениях поршня и штока
,
где T - сила трения,
- механический КПД гидроцилиндра.
В практических расчетах принимается .
Определение потребного расхода.
Потребный расход рабочей жидкости
где - полезный расход, необходимый для обеспечения
заданной скорости движения поршня,
- объемные потери в гидросистеме, обусловленные утечкамижидкости в гидроцилиндре, дросселе, распределителе, клапане и других гидроагрегатах.
Объемные потери в гидроцилиндре учитываются введением в расчет объемного КПД гидроцилиндра
В приближенном расчете принимают = 0,99.
Суммарные объемные потери в остальных гидроагрегатах ориентировочно могут быть определены да формуле
где - коэффициент утечек, представляющий собой величинуутечек в см3/с, отнесенную к давлению 1 МПа. Среднее значение
= 0,005 см3/сМПа.
Р - давление в системе, в первом приближении
Таким образом, потребный расход
ОбъемныйКПД гидросистемы
Расчет в Excel:
F,кН= | vр,м/c= | 0,2 | |
∆p(пол)гд= | |||
k= | 0,7 | ||
S'эф= | 0,016666667 | ||
D= | 0,204034849 | ||
Dст,м= | 0,22 | ||
d= | 0,154 | ||
Sэф= | 0,01937694 | ||
∆p(пол)гд= | 12901933,95 | ||
∆pгд= | 14335482,16 | Ky= | 5E-15 |
Qпол= | 0,000387539 | ||
∆Q= | 7,16774Е-08 | ||
Qпот= | 0,000391525 | ||
η(0)ОГП= | 0,989851401 |