688
.pdf4.Все расчетные значения округлить с помощью функции Round().
5.Исходные данные для реализации тестового примера приведены в
табл. 9.
Таблица 9. Данные для расчета тестового примера по определению потерь
давления в гидролиниях объемного гидропривода
|
Параметр |
|
|
|
Гидролиния |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
всасывающая |
|
|
сливная |
|
напорная |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина гидролинии, м |
|
|
0,9 |
|
|
|
5 |
|
6,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Внутренний диаметр гидролинии, мм |
|
32 |
|
|
|
25 |
|
16 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Скорость жидкости в гидролинии, м/с |
|
1,15 |
|
|
|
2.05 |
|
4,61 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность рабочей жидкости, кг/м3 |
|
И |
|
865 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Кинематический коэффициент вязкости |
|
|
10 |
−5 |
|
|||||
|
жидкости, м2/с |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы |
|
|
|
|
|
|
|||
1. |
Назовите основные расчетные параметрыДдля определения потерь |
|||||||||
|
давления по длине гидролиний. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Что понимают под пользовательским интерфейсом в VBA? |
|
||||||||
3. |
Какие основные т пы данных используются в VBA? |
|
||||||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Назовите элементы управленияб, их свойства и методы. |
|
||||||||
5. |
Назовите математ ческ е функции VBA. |
|
|
|
|
|
|
|||
6. |
Как вычислить суммарныйи |
коэффициент местного сопротивления в |
||||||||
напорной (сливной) гидролинии?
31
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 8. Пример реализации приложения «Расчет потерь давления в гидролиниях объемного гидропривода» (ввод исходных данных)
32
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 9. Пример реализации приложения «Расчет потерь давления в гидролиниях объемного гидропривода» (вывод результатов расчета)
33
l1, l2, l3, ρ, d1, d2, d3, k, v1, v2, v3, ξ1, ξ2, ξ3
i=1…3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rei |
= vi di |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Да |
|
|
|
|
|
|
Rei≤2320 |
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
λi = |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ = |
0,3164 |
|
|||||||
|
|
Re |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
А |
|
|
|
|
Иi |
0,25 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rei |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
v 2 |
|
|
|
−6 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆p |
= λ |
i |
i |
|
|
i |
ρ |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
С |
|
|
|
|
|
li |
|
|
di |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
б v 2 |
ρ |
|
−6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
и |
∆pξi = ξi i |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆pi |
= ∆pli +∆pξi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rei ,λi ,∆pli ,∆pξi ,∆pi
Рис. 10. Блок-схема алгоритма расчета потерь давления в гидролиниях объемного гидропривода
34
|
|
Лабораторная работа № 4 |
|
|
||||
СОЗДАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ «РАСЧЕТ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ |
||||||||
ГИДРОМОТОРА ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА» В СРЕДЕ |
||||||||
|
ПРОГРАММИРОВАНИЯ VBA |
|
|
|||||
Цель работы. Изучение основных расчетных зависимостей и |
||||||||
совершенствование навыков автоматизации процесса расчета и выбора |
||||||||
параметров гидромотора на ПК в среде программирования Visual Basic for |
||||||||
Applications. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание. Создать приложение «Расчет и выбор параметров |
||||||||
гидромотора объемного гидропривода». |
|
|
|
|
||||
Исходные данные. |
|
|
|
|
|
|
||
pном – номинальное давление гидропривода, МПа; |
|
|
||||||
М – крутящий момент на валу гидромотора, кН м; |
|
|
||||||
nM – частота вращения вала гидромотора, об/c; |
|
|
||||||
QM – расход жидкости на входе в гидромотор (равен действительной |
||||||||
подаче насоса Qнд ), дм3/с; |
|
|
И |
|
|
|||
|
давленияДв |
|
|
|
||||
∆рН , ∆рс |
– |
потери |
напорной |
и |
сливной |
|||
гидролиниях, МПа. |
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принципиальная схема гидропривода вращательного действия |
||||||||
приведена на рис. 11. |
|
б |
|
|
|
|
||
|
|
и |
|
|
Р |
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
|
|
|
|
|
|
||
|
КП |
|
|
Ф |
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 11. Принципиальная схема гидропривода вращательного действия |
||||||||
|
|
|
(М – гидромотор) |
|
|
|
|
|
35
Результаты расчета.
Результатом расчета является выбор марки гидромотора (с его технической характеристикой), определение действительной частоты вращения вала гидромотора и крутящего момента на его валу. Кроме того, необходимо определить отклонение действительных параметров по отношению к заданным.
Расчетные зависимости.
1. Рабочий объем гидромотора из условия обеспечения заданного крутящего момента на его валу
qм1 = |
|
|
2πМ |
|
, |
(17) |
( р |
ном |
− ∆р |
) − ∆р |
|||
|
|
н |
с |
|
||
где qм1 – рабочий объем гидромотора, дм3; |
И |
|
|||||
|
|
||||||
М – крутящий момент на валу гидромотора, кН м; |
|
||||||
рном |
|
|
|
Д |
|
||
– номинальное давление гидропривода, МПа; |
|
||||||
∆рН |
– потери давления в напорной гидролинии, МПа; |
|
|||||
∆рс |
|
|
А |
|
|
||
– потери давления в сливной гидролинии, МПа. |
|
||||||
2. Рабочий объем гидромотора из условия обеспечения заданной |
|||||||
|
и |
|
|
3 |
|
|
|
частоты вращения его вала |
|
= Qнд |
|
|
|
||
|
С |
q |
|
|
|
|
|
|
бnм |
, |
|
(18) |
|||
|
|
|
м2 |
|
|
|
|
где qм2 – рабочий объем гидромотора, дм ; |
|
|
|||||
Qнд |
– действительная подача насоса, дм3/с; |
|
|||||
nм – частота вращения вала гидромотора, об/c. |
|
||||||
3. Среднее значение рабочего объема гидромотора |
|
||||||
|
|
qм |
= |
qм1 + qм2 |
, |
(19) |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
где qм – среднее значение рабочего объема гидромотора, дм3;
qм1 – рабочий объем гидромотора из условия обеспечения заданного крутящего момента на его валу, дм3;
36
qм2 – рабочий объем гидромотора из условия обеспечения заданной частоты вращения его вала, дм3.
4. Выбор гидромотора, его параметров.
Гидромотор выбирают из технической литературы по двум
параметрам: рабочему объему гидромотора qМ , ближайшему к расчетному, и номинальному давлению на входе гидромотора, которое
должно быть не менее номинального давления гидропривода pном , т.е.
гидромоторы, рассчитанные на высокое давление, могут быть использованы в гидроприводах с более низким номинальным давлением.
В табл. 10 приведены технические характеристики |
нерегулируемых |
||||
|
|
И |
|
|
|
аксиально-поршневых гидромоторов с наклонным блоком цилиндров |
|||||
серии 310, в |
табл. 11 – технические характеристики |
героторных |
|||
(планетарных) |
гидромоторов |
МГП, а в табл. |
12 |
– |
технические |
характеристики |
шестеренных |
Д |
ГМШ. |
Параметры |
|
гидромоторов |
|||||
гидромоторов могут незначительно варьироваться в зависимости от предприятия-изготовителя.
|
|
|
б |
|
|
|
|
|||
Таблица 10. Технические характеристики нерегулируемых аксиально- |
||||||||||
поршневых гидромоторов серии 310 |
|
|
|
|
|
|||||
Параметры |
|
и |
|
АТипоразмер гидромотора |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
12 |
|
|
28 |
56 |
80 |
112 |
160 |
||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0,012 |
|
|
0,028 |
0,056 |
0,080 |
0,112 |
0,160 |
|
Рабочий объем, дм |
|
|
|
|||||||
Давление на входе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гидромотора, МПа: |
20 |
|
|
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
||
номинальное |
|
|
|
|||||||
максимальное |
|
32 |
|
|
32 |
35 |
35 |
35 |
35 |
|
Объемный КПД |
|
0,95 |
|
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частота вращения вала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гидромотора, об/c: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
номинальная |
|
40 |
|
|
32 |
30 |
25 |
20 |
20 |
|
максимальная |
|
|
|
|||||||
|
100 |
|
|
80 |
63 |
59 |
50 |
44 |
||
минимальная |
|
|
|
|||||||
|
0,8 |
|
|
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
||
|
|
|
|
|||||||
Крутящий момент |
35 |
|
|
85 |
170 |
242 |
340 |
484 |
||
номинальный, Н·м |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Масса, кг |
|
4 |
|
|
|
9 |
17 |
19 |
29 |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37
Таблица 11. Технические характеристики героторных (планетарных)
гидромоторов МГП
|
Параметры |
|
|
|
Марка гидромотора |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МГП80 |
МГП100 |
МГП125 |
|
МГП160 |
МГП200 |
|
|||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Рабочий объем, дм3 |
0,080 |
0,100 |
|
0,125 |
|
|
0,16 |
0,200 |
|
||
|
Давление на входе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гидромотора, МПа: |
21 |
|
21 |
|
|
21 |
|
|
21 |
21 |
|
|
номинальное |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
максимальное |
25 |
|
25 |
|
|
25 |
|
|
25 |
25 |
|
|
Полный КПД |
0,78 |
0,78 |
|
|
0,78 |
|
|
0,78 |
0,78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частота вращения вала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гидромотора, об/c: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
номинальная |
5,8 |
4,5 |
|
|
И |
|
2,9 |
2,3 |
|
||
|
максимальная |
|
|
3,5 |
|
|
|
|||||
|
13,5 |
10,8 |
|
|
8,5 |
|
|
6,7 |
5,4 |
|
||
|
минимальная |
|
|
|
|
|
||||||
|
0,17 |
0,17 |
|
|
0,17 |
|
|
0,17 |
0,17 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
||
|
Крутящий момент |
196 |
250 |
|
|
315 |
|
|
335 |
400 |
|
|
|
номинальный, Н·м |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса, кг |
9,8 |
10 |
|
|
10,3 |
|
|
10,7 |
11,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
||
|
Таблица 12. Технические характеристики шестеренных гидромоторов ГМШ |
|
||||||||||
|
Параметры |
б |
|
|
|
Марка гидромотора |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
и |
|
|
|
ГМШ 32 |
|
ГМШ 50 |
ГМШ 100 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Рабочий объем, дм3 |
|
|
|
0,032 |
|
|
0,050 |
0,100 |
|
||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление на входе г дромотора, МПа: |
|
|
16 |
|
|
16 |
16 |
|
|||
|
номинальное |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
максимальное |
|
|
|
|
21 |
|
|
21 |
21 |
|
|
|
Объемный КПД (не менее) |
|
|
|
0,8 |
|
|
0,8 |
0,8 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Частота вращения вала гидромотора, об/c: |
|
|
25 |
|
|
25 |
25 |
|
|||
|
номинальная |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
максимальная |
|
|
|
|
50 |
|
|
50 |
50 |
|
|
|
минимальная |
|
|
|
|
8,3 |
|
|
8,3 |
8,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Крутящий момент (страгивания), не менее, Н·м |
|
35 |
|
|
64 |
107 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса, кг |
|
|
|
|
6,4 |
|
|
7,1 |
16,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38
5. Действительные значения крутящего момента и частоты вращения вала гидромотора.
После выбора гидромотора определяют действительные значения частоты вращения вала и крутящего момента, развиваемого гидромотором по следующим зависимостям:
|
|
Мд |
= |
qмд( рном −∆рн −∆рс) |
ηгм , |
|
(20) |
||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
2π |
|
|
|
|
|
|
|
|
nмд |
= Qнд ηоб , |
|
(21) |
||
|
|
|
|
|
qмд |
|
|
|
|
|
|
|
|
η = ηгм ·ηоб |
|
(22) |
|||
где Мд |
– действительное значение крутящего момента на |
валу |
|||||||
гидромотора, Н·м; |
|
|
|
|
|
|
|
||
nмд |
– действительное значение частоты вращения |
вала |
|||||||
гидромотора, об/c; |
|
|
|
|
|
|
|
||
qмд – действительный рабочий объем гидромотораИ, дм3; |
|
||||||||
рном |
– номинальное давление гидропривода, МПа; |
|
|
||||||
∆рН |
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
– потери давления в напорной гидролинии, МПа; |
|
||||||||
∆рс |
– потери давления в сливной гидролинии, МПа; |
|
|||||||
η , |
ηгм , |
ηоб – |
|
|
А |
|
|
||
полный, гидромеханический и |
объемный |
КПД |
|||||||
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
гидромотора из его техн ческой характеристики. Обычно в технической |
|||||||||
характеристике |
объемных гидромашин приводятся |
два КПД, зная |
|||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
||
которые, при необходимости можно найти третий; |
|
|
|||||||
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
Qнд – действительная подача насоса, дм3/с.
6. Сравнение действительных (расчетных) и заданных выходных параметров гидромотора.
δм |
= |
|
∆М |
100% = |
М − Мд |
|
|
100%; |
(23) |
|||
|
|
|
М |
|||||||||
|
|
|
М |
|
|
|
|
|||||
δn |
= |
∆nм |
100% = |
nм −nмд |
100%, |
(24) |
||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
nм |
|
|
nм |
|
|
||||
где δм и δn – |
относительное |
отклонение |
действительных |
значений |
||||||||
крутящего момента, развиваемого гидромотором, и частоты вращения его вала от соответствующих заданных выходных параметров гидромотора, %;
39
∆M и ∆nM – абсолютное отклонение действительных значений
крутящего момента (Н·м), развиваемого гидромотором, и частоты вращения его вала (об/c) от соответствующих заданных выходных параметров гидромотора;
М и Мд – заданное и действительное значения крутящего момента на валу гидромотора, Н·м;
nм и nмд – заданное и действительное значения частоты вращения вала гидромотора, об/c.
Порядок выполнения работы.
Вид формы и расположение элементов управления для приложения
«Расчет и выбор параметров гидромотора объемного гидропривода» |
||
|
|
И |
студентом выбираются произвольно, используя навыки, полученные при |
||
выполнении предыдущих лабораторных работ. |
||
|
|
Д |
|
|
Контрольные вопросы |
1. |
Дайте определение понятия “проектирование”. |
|
2. |
Назовите основные типовые задачи автоматизированного |
|
|
проектирования. |
|
3. |
Назовите основные типы промышленных автоматизированных |
|
|
и |
|
|
систем и виды х о еспеченияА. |
|
4. |
Каково назначен |
е о ъемного насоса? |
5. |
С |
|
Каково назначен |
е г дромотораб? |
|
6. |
Каково назначен |
е г дроц линдра? |
7. |
Как определяется полный КПД гидромашины? |
|
8. |
Какие двигатели могут применяться в качестве приводных для |
|
|
гидронасоса? |
|
40