Разработка объемного гидропривода машины (стр. 2 из 3)
3.4 Расчет и выбор гидроаппаратов
Выбор гидроаппаратуры производится, прежде всего, по давлению и расходу рабочей жидкости в точке установки. Необходимо учитывать также функциональные особенности подбираемой гидроаппаратуры. Из таблиц выбираем гидроаппаратуру.
Гидрораспределитель служит для включения, выключения и реверсирования движения штока гидроцилиндра. Выбираем распределитель типа Р-16:
| Параметры | Типоразмер |
| Р-16 | |
| 1 Расход жидкости, л/мин | 63 |
| 2 Давление номинальное, МПа | 16 |
| 3 Внутренние утечки, не более, л/мин | 0,05 |
| 4 Потери давления, МПа | 0,2 |
Предохранительный гидроклапан предназначен для защиты гидропривода от давления, превышающего установленное. Выбираем гидроклапан БГ52-14:
| Параметры | Типоразмер БГ 52-14 | |
| 1 Расход, л/мин | 70 | |
| 2 Давление номинальное, МПа | 5-20 | |
| 3 Масса, кг | 7 | |
Гидрозамок представляет собой управляемый обратный клапан и служит для фиксации штока выключенного гидроцилиндра в требуемом положении. Выбираем гидрозамок типа КУ-20:
| Параметры | Типоразмеры КУ-20 |
| 1 Расход, л/мин | 63 |
| 2 Давление номинальное, МПа | 32 |
| 3 Потери давления, не более, МПа | 0,4 |
| 4 Утечки в сопряжении клапан-седло, см У мин | 4,98 |
| 5 Масса, кг | 13,1 |
Фильтр служит для очистки рабочей жидкости от твердых загрязнителей. Выбор типа фильтра производится по требуемой тонкости очистки, расходу рабочей жидкости через фильтр и давлению в гидролинии гидропривода. Выбираем фильтр типа 1.1.20-25:
| Тип фильтра | Тонкость фильтрации, мкм | Номинальный расход, л/мин | Давление, МПа |
| 1.1.20-25 | 25 | 63 | 20 |
Гидробак служит для размещения рабочей жидкости, дополнительной очистки жидкости от загрязнений за счет оседания твердых частиц, а также охлаждения жидкости выделением тепла через внешние поверхности бака в окружающую среду.
Объем бака ориентировочно определяется по формуле:
VБ=(2...3).Q1 , дм3 (3.8)
где Q1 - подача гидронасоса, л/мин.
VБ=2,5∙45=112,5 дм3
Номинальную вместимость бака принимают в соответствии с рекомендациями ГОСТ 16770 из ряда значений (дм3):
25; 40, 63; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800
Выбыраем VБ=125 дм3.
3.5 .Расчет гидролиний
Расчетный диаметр dP, мм гидролиний определяется по формуле:
= 
(3.9)где Q - расход жидкости на рассматриваемом участке, м3/с Vд - допускаемая скорость движения рабочей жидкости в трубопроводе: для всасывающего трубопровода VД=0,5...1,5 м/с; для сливного Vд=1,5..,2,5 м/с; для напорного при Рн≥10 МПа и l<10 м допускаемая скорость VД=5...6 м/с. Расчетное значение диаметра (в мм) округляется до ближайшего по ГОСТ 8732 или ГОСТ 8734: ... 7; 9; 12; 15; 16; 22; 28, 36; 44; 56; 67; 86,.... Эти значения диаметров выбираются при номинальных давлениях от 10 до 20 МПа.
Определим расчетный диаметр для всасывающего трубопровода:
По ГОСТу принимаем
=36 мм.Определим расчетный диаметр для сливного трубопровода:
По ГОСТу принимаем
=22 мм.Определим расчетный диаметр для напорного трубопровода:
По ГОСТу принимаем
=15 мм.По принятому диаметру определяется действительная скорость, м/с движения жидкости в напорном, сливном и всасывающем трубопроводах:
(3.10)Определим действительную скорость движения жидкости во всасывающем трубопроводе:
Определим действительную скорость движения жидкости в сливном трубопроводе:
Определим действительную скорость движения жидкости в напорном трубопроводе:
Расчет гидравлических потерь в напорной гидролииии производится с учетом потерь давления по длине трубопровода ΔРт, потерь давления в местных сопротивлениях трубопровода ΔРм и потерь давления в гидроаппаратах ДРгд.
Потери давления, ∆РТ, Па по длине трубопровода определяются по формуле Дарси-Вейсбаха
(3.11)где р - плотность рабочей жидкости, кг/м3; λ - коэффициент гидравлического трения ; l - длина гидролинии, м; v - скорость движения жидкости, м/с; d - диаметр напорной гидролинии, м.
Для определения коэффициента гидравлического трения сначала необходимо определить режим движения жидкости, для чего определяется значение числа Рейнольдса по формуле
(3.12)где v- кинематическая вязкость рабочей жидкости, м2/с.
Так как Rе<2300 ,то режим движения жидкости ламинарный.
При ламинарном движении жидкости коэффициент гидравлического трения с учетом теплообмена с окружающей средой через стенки трубопровода определяется по формуле Пуазейля:
(3.13) 
Потери давления ∆РТ по длине трубопровода:
Потери давления в местных сопротивлениях определяются по формуле
(3.16)Где ξ - коэффициент местного сопротивления. В качестве местных сопротивлений учитываются: входы в гидрораспределитель, гидрозамок и гидроцилиндр (ξ1= ξ2=ξ3=0,8...0,9);
место присоединения гидролинии предохранительного гидроклапана к напорной гидролинии (ξ4=0,2) и два закругленных колена (ξ5= ξ6=0,15).
Потери давления в местных сопротивлениях:
=3∙7561+1779+2∙1334=27130 Па = 0,027 МПаДействительные потери давления в гидрораспределятеле и гидрозамке определяются по формулам:
(3.17) 
(3.18)где ΔРPH и ΔРЗН номинальные потери давления в гидрораспределителе и гидрозамке в соответствии с их техническими характеристиками; QPH и QЗН номинальные расходы рабочей жидкости через гидрораспределитель и гидрозамок в соответствии с их техническими характеристиками; Q1 - подача гидронасоса рассчитанная по формуле (3.7).
Суммарные потери давления в гидроаппаратах 
(3.19) 
Суммарные потери давления в напорном трубопроводе определяются по формуле
(3.20)ΔР=0,06+0,027+0,3=0,387 МПа
В правильно рассчитанной напорной гидролинии суммарные потери давления не должны превышать 5...6 % номинального давления. 0,387 МПа составляет меньше 6 % от 16 МПа, следовательно гидролиния рассчитана правильно.
При этом
Р1 = Р2 + ΔР < РH, (3.21)
где P2 - давление у гидроцилиндра, рассчитанное по формуле (3.3):
Р1=13,4+0,387=13,787<16.
3.6 Тепловой расчет гидропривода
Энергия, затраченная на преодоление различных сопротивлений в гидроприводе, в конечном итоге превращается в теплоту, что вызывает нагрев рабочей жидкости и нежелательное снижение ее вязкости. Приближенно считается, что полученная с рабочей жидкостью теплота должна отдаваться в окружающую среду через поверхность бака.
Тепловой поток через стенки бака эквивалентен потерянной мощности ΔN
ΔN = N1 – N2П (3.22)
где N1 - мощность гидронасоса; N2П - полезная мощность на штоке гидроцилиндра.
Мощность гидронасоса, Вт
(3.23)где Q1 - подача гидронасоса, определенная по формуле (3.7); Р1 - давление гидронасоса, рассчитанное по формуле (3.21); η1 - полный КПД гидронасоса в соответствии с его технической характеристикой.