Проектування гідроциліндра (стр. 2 из 3)
3. Гідравлічний розрахунок системи привода
3.1 Гідравлічний розрахунок трубопроводів
Розрахунок трубопроводів виконується на ділянках і полягає у визначенні їх діаметрів. Діаметри трубопроводів визначають, виходячи із забезпечення допустимої швидкості течії VДОП,
, що повинні бути в рекомендованих межах [1, с. 11].Діаметри трубопроводів визначаємо за формулою
, (3.1)де Q – витрата рідини на даній ділянці гідромережі,
.Для всмоктувальної гідролінії QВС=QН = 0,00039
. 
=0,021(м) =21 (мм).Отримані діаметри округлюють до значення за ГОСТом 6540–68. Приймаємо dвс=20 мм.
Для напірної гідролінії QНАП=QНОМ =0,00035
. 
=0,011 (м)=11 (мм).Приймаємо
=12 мм за ГОСТом 6540–68.Для зливної гідролінії QЗЛ =0,00092
. 
=0,026 (м)=26 (мм)Приймаємо
=25 мм за ГОСТом 6540–68.Фактична швидкість при робочій подачі в всмоктувальній гідролінії визначається за формулою
. (3.2)Визначаємо швидкість в всмоктувальній гідролінії
=1,2 
.Фактична швидкість у напірній гідролініїскладає
. (3.3)Визначаємо швидкість у напірній гідролінії
=3,1 .Фактична швидкість у зливній гідролінії дорівнює
. (3.4)Визначаємо швидкість у зливній гідролінії
=1,88 .3.2 Визначення втрат тиску в гідросистемі
Втрати тиску визначають на всмоктувальній, напірній та зливній гідролініях. Величина втрат на кожній ділянці визначається за формулою:
, (3.5)де SDРТР – втрати на тертя по довжині трубопроводу, МПа;
SDРМ – втрати в місцевих опорах, МПа;
- втрати гідроапаратах, МПа.Втрати тиску DРТР на тертя по довжині трубопроводу обчислюємо за формулою Дарсі-Вейсбаха
, (3.6)де l – коефіцієнт гідравлічного тертя по довжині;
r – густина рідини,
;l, d– довжина і діаметр трубопроводу, м;
Vф – середня швидкість течії рідини,
.Коефіцієнт гідравлічного тертя (коефіцієнт Дарсі) визначаємо, виходячи з режиму руху рідини і відносної шорсткості труби
, де DЕ - еквівалентна шорсткість.Режими руху рідини визначаємо за числом Рейнольда
, (3.7)де
– кінематичний коефіцієнт в’язкості, 
.При числі Re ≤ Re кр=2320 – режим ламінарний, при Re>2320 – турбулентний.
Визначаємо втрати напору на тертя на кожній лінії:
1) визначаємо на всмоктувальній лінії
=2400.Оскільки
– режим руху турбулентний.2) визначаємо на напірній лінії
=3720.Оскільки
– режим руху турбулентний.3) визначаємо на зливній лінії
=4700.Оскільки
– режим руху турбулентний.Для турбулентного руху рідини на ділянці трубопроводу, коефіцієнт гідравлічного тертя визначають за формулою
.(3.8)1) визначаємо на всмоктувальній лінії
.2) визначаємо на напірній лінії
.3) визначаємо на зливній лінії
.За формулою (3.6) визначаємо витрати на тертя:
1) визначаємо на всмоктувальній лінії
=906(Па).2) визначаємо на напірній лінії
=38783(Па).3) визначаємо на зливній лінії
=7740(Па).Сумарні втрати тиску на тертя находимо за формулою
SDРТР=DР
+DР 
+DР 
, (3.9)де DР
– втрати тиску на тертя на всмоктувальній лінії;DР
– втрати тиску на тертя на напірній лінії;DР
– втрати тиску на тертя на зливній лінії.Визначаємо сумарні втрати тиску на тертя
SDРТР=906+38783+7740=47429 (Па).
Місцеві гідравлічні втрати DРМ визначаємо за формулою Вейсбаха
(3.10)де åz – сумарний коефіцієнт місцевого опору.
До місцевих опорів заданої схеми гідропривода відносять: раптове розширення потоку (вхід у циліндр), раптове звуження потоку (вихід з циліндра), плавні повороти гідроліній, штуцерні приєднання трубопроводів, трійники, а також втрати в гідроапаратах: розподільнику, дроселі та фільтрі.
Значення коефіцієнтів місцевих втрат визначаємо згідно [1, с. 20]:
zВХ=0,5 – вхід у трубу;
zВИХ=1 – вихід із труби;
zПОВ=0,14 – плавний поворот труби (для
);zШТ=0,6 – штуцерні приєднання трубопроводів;
zТР=1,0 – трійник.
Вирахуємо значення коефіцієнтів місцевих опорів на кожній з гідроліній:
1) всмоктувальна лінія
åzВС=zВХ+zШТ.
Визначаємо
åzВС=0,5+0,6=1,1.
Визначаємо місцеві гідравлічні втрати на всмоктувальній лінії
=673(Па).2) напірна лінія
åzН=5zШТ+zТР+2zПОВ +zВИХ.
Визначаємо
åzН=5×0,6+1,0+2∙0,14 +1,0=5,28.
Визначаємо місцеві гідравлічні втрати на напірній лінії
=21565(Па).2) зливна лінія
åzЗЛ=zВХ+4zПОВ+zВИХ +4zШТ.
Визначаємо
åzЗЛ=0,5+4×0,14+1+4×0,6=4,46.
Визначаємо місцеві гідравлічні втрати на зливній лінії
=6699 (Па).Сумарні місцеві втрати
SDРМ=DР
+DР 
+DР 
, (3.11)де DР
– місцеві втрати на всмоктувальній лінії;DР
– місцеві втрати на напірній лінії;DР
– місцеві втрати на зливній лінії.Визначаємо сумарні місцеві втрати
SDРМ=673 +21565+6699=28937 (Па).
Втрати тиску в гідроапаратах визначимо за формулами