Определение КПД гидропривода

Определим КПД гидропривода, учитывая, что он работает при постоянной нагрузке.

Общий КПД проектируемого гидропривода, работающего при постоянной нагрузке определим по формуле

где N_пр - затрачиваемая мощность привода (насосной установки),

где η - общий КПД насоса при расчетных значениях давления, расхода, вязкости рабочей жидкости и частоты вращения приводного вала насоса;

N_пол - полезная мощность привода, которая определяется по заданным нагрузкам и скоростям гидродвигателей: для привода с гидроцилиндром

N_пол = R υ_ПРz = 47·0,057·1 = 6,328 кВт,

где z - число силовых цилиндров, включенных в привод.

Общий КПД проектируемого гидропривода η_общ = 0,35. Причина такого низкого КПД заключается в том, что в схему включен силовой гидроцилиндр с большой силой трения, приложенной к поршню.

Расчет объема гидробака

Определим потери мощности в гидроприводе, переходящие в тепло, найдя разницу между затрачиваемой мощностью и полезной

ΔN = N_пр - N_пол = 17,13 – 6,328 = 10,8 кВт.

Количество тепла E_пр, выделяемое в гидроприводе в единицу времени, эквивалентно теряемой в гидроприводе мощности ΔN

E_пр ΔN, т.е. Е_пр = 10,8 кВт

Перепад температур между рабочей жидкостью и окружающим воздухом

ΔT = T_M - T_O = 65 - 15 = 50°C

Площадь поверхности теплообмена, необходимая для поддержания перепада ΔT_уст ΔT

где K_тр и K_б - коэффициенты теплопередачи труб и гидробака, Вт/(м²·ºС).

Примем K_тр = 12 Вт/(м²·°С) и K_б = 8 Вт/(м²·°С), тогда

Площадь поверхности теплообмена складывается из поверхности труб Sтр, через которые происходит теплообмен с окружающей средой, и поверхности теплоотдачи бака S_б

S_пов = S_тр + S_б

Определим площадь поверхности труб

Найдя площадь поверхности гидробака, определим его объем V_б и округлим до стандартного значения в большую сторону

Округлив до стандартного значения объем бака V_б, принимаем его равным 12 литров. Однако, согласно рекомендациям по проектированию гидропривода, объем гидробака должен быть в три раза больше объема масла, находящегося в трубопроводах и гидроаппаратах системы.

Определим объем рабочей жидкости, находящейся в гидросистеме. Объем масла в трубах

Объем масла в двух гидроцилиндрах

V_ГЦ = 2 F₁ S = 2·9,5·10^-3·0,28 = 0.0053 м³

Объем масла в гидронасосе равен его рабочему объему

V_Н = q = 0,08 л.

Объем масла в фильтре можно приближенно посчитать исходя из геометрических размеров выбранного фильтра. Стакан фильтра имеет цилиндрическую форму диаметром 110 мм и высотой 205 мм. Пластины занимают приблизительно 60% внутреннего объема фильтра. Исходя из этих геометрических характеристик объем масла, заполняющего фильтр равно

Объемом масла, находящегося в гидрораспределителе, дросселях и обратных клапанах можно пренебречь.

Таким образом, объем рабочей жидкости, находящейся в гидросистеме равен

V = V_труб + V_ГЦ + V_Н + V_Ф = 3,217 + 5,3 + 0,08 + 0,007=8,617 л.

Тогда объем бака равен

V_б = 3V = 3 8,617 = 25,85

а округляя его до стандартного значения объема по ГОСТ 12448-80 примем объем бака V_б = 30 литров.