Автоматизация процесса поперечной резки электротехнической стали (стр. 7 из 16)

Площадь боковой поверхности бака определяется формулой.

м²

Для уменьшения объема маслобака применяем принудительное водяное охлаждение.

К_т = 200 Вт/(м²×с) - коэффициент теплопередачи при принудительном водяном охлаждении.

Тогда при DТ = 35 ⁰С.

м²

Объем маслобака.

м³ (2.144)

2.12 Расчет мощности приводного электродвигателя насосной установки

Электродвигатель насоса выбирается по эквивалентной мощности:

кВт

По справочнику [9] выбираем электрический двигатель типа 4А 132М4У3.

Техническая характеристика электрического двигателя.

Частота вращения – 1500 об/мин.

Мощность – 11 кВт.

Cosj - 0,87.

М_мах / М_н - 2,2.

М_пуск / М_н – 2,0.

3. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГИДРОПРИВОДА ПОВОРОТА ВАЛКОВ ПОДАЮЩИХ

3.1 Математическое описание гидропривода поворота валков подающих

Расчет динамики гидравлического привода валков подающих выполним с помощью программы Hydrocad.

В гидравлический привод валков подающих входят гидромотор, регулируемый насос, фильтр с установленным параллельно обратным клапаном, предохранительный клапан, обратный клапан линии нагнетания и трехпозиционный распределитель. На сливе гидромотора установлен клапан давления.

Расчетная схема гидравлического привода в программе Hydrocad показана на рисунке 4

Рисунок 4 – Расчетная гидравлическая схема привода валков подающих

Работа регулируемого насоса в математической модели описана формулами.

Расход на входе в насос:

,

где Рар_рег – параметр регулирования;

q_нас – номинальный рабочий объем;

n_ном – номинальная частота вращения.

Расход на выходе из насоса:

,

где h_{о ном} – КПД объемный при номинальном режиме работы;

Р_ном – номинальное давление насоса;

Р₂ – давление на выходе насоса.

Работа фильтра описана формулами.

Площадь проходного отверстия фильтра.

,

где d_усл – диаметр условного прохода фильтра.

Расход на входе и выходе фильтра.

Р₁– давление на входе в фильтр;

Р₂– давление на выходе из фильтра.

Работа обратного клапана описана формулами.

Если

Р₁ > Р₂

То расход на входе и выходе обратного клапана описывается формулой

,

где d_усл – диаметр условного прохода обратного клапана;

m - коэффициент расхода обратного клапана;

r - плотность масла;

Р₁– давление на входе в обратный клапан;

Р₂– давление на выходе из обратного клапана.

Иначе

Q₁ = 0

Работа предохранительного клапана описана формулами.

Если

Р₁ > Р_настр× 10⁶ ,

где Р_настр - давление настройки предохранительного клапана;

Р₁– давление на входе в предохранительный клапан.

То расход на входе и выходе предохранительного клапана описывается формулами.

,

где m - коэффициент расхода предохранительного клапана;

d_усл – диаметр условного прохода предохранительного клапана;

Р₂ – давление на выходе из предохранительного клапана.

Иначе

Q₁ = 0

Работа распределителя описана формулами.

Площадь проходного отверстия распределителя.

,

где d_усл– диаметр условного прохода распределителя.

Расход через распределитель зависит от его позиции.

Если

Рос = 0,

то

Q₁ =0 ;

Q₂ =0 ;

Q₃ =0 ;

Q₄ =0 ;

Если

Рос = 1,

то

;

Q₂ = Q₁ ;

;

Q₄ = - Q₃ ;

Если

Рос = 2,

то

;

Q₃ = Q₁ ;

;

Q₄ = - Q₂ ;

где Рос - позиция распределителя;

Р₁– давление на входе в распределитель;

Р₂ – давление на входе в распределитель;

Р₃ – давление на выходе из распределителя;

Р₄ – давление на выходе из распределителя

Гидравлический мотор описан формулами.

М_тр1 = М_тр,

где М_тр- момент трения гидромотора.

Если

и w1=0

То движущий момент меньше момента трения.

,

где Р₁ – давление на входе в гидромотор;

Р₂ – давление на выходе из гидромотора;

q_гм – рабочий объем гидромотора;

h_{м_ном} - КПД механический при номинальном режиме;

М₁ - вращательный момент гидромотора.

Угловое ускорение гидромотора описано формулой.

,

где J_гм - момент инерции вращающихся масс гидромотора;

l - коэффициент вязкого трения;

w1 – угловая скорость гидромотора.

Угол поворота гидромотора описан формулой.

dj1 = w1

Расход до гидромотора.

Расход после гидромотора.

,

где h_{о_ном} - КПД объемный при номинальном режиме;

Р_ном – номинальное давление гидромотора.

Работа клапана давления описана формулами.

Если

Р₃ > Р_настр× 10⁶ ,

где Р_настр - давление настройки гидравлически управляемого клапана;

Р₃ – давление в линии управления клапана.

То расход до и после клапана определяется формулами.

,

где d_усл – диаметр условного прохода гидравлически управляемого клапана;

Р₁ – давление на до гидравлически управляемого клапана;

Р₂ – давление после гидравлически управляемого клапана.

Иначе клапан закрыт и расход до и после клапана рассчитывается по формуле.

Q₁ = 0

Давление в трубопроводах описаны формулами.

Dery[1] := c1× (Q[9] - Q[12]);

Dery[2] := c2× (Q[13] + Q[11]);

Dery[3] := c3× ( - Q[10] + Q[14]);

Dery[4] := c4× (Q[15] - Q[16]);

Dery[5] := c5× (Q[5] + Q[3] - Q[8] - Q[0]);

Dery[6] := c6× ( - Q[4] - Q[2] + Q[7]),

где c1 – с6 – жесткости трубопроводов;

Q[i] - расходы в трубопроводах.

Текст программы расчета динамики гидропривода валков подающих приведен в приложении к дипломному проекту.

3.2 Результаты расчета динамики гидропривода валков подающих

Результаты расчета динамики гидропривода валков подающих показаны на рисунках 5 – 13

На рис. 5 показан расход масла перед гидромотором. На рис 6 показан расход масла после гидромотора. На рис. 7 показано давление масла перед гидромотором. На рис. 8 показано давление масла после гидромотора. На рис. 9 показана угловая скорость гидромотора. На рис. 10 показан угол поворота гидромотора. На рис. 11 показана нагрузка на гидромоторе. На рис. 12 показан расход после насоса. На рис. 13 показано давление после насоса

Q, м³/с

t,c

Рисунок 5 – Расход масла перед гидромотором

Q, м³/с

t,c

Рисунок 6 – Расход масла после гидромотора

Р, Па

t,c

Рисунок 7 – Давление перед гидромотором Р, Па

t,c

Рисунок 8 – Давление после гидромотора w, с^-1

t,c

Рисунок 9 – Угловая скорость гидромотора j, рад

t,c

Рисунок 10 – Угол поворота гидромотора

М, Нм

t,c

Рисунок 11 – Нагрузка на гидромоторе Q, м³/с

t,c