4.3.2. Расчет расходов и выбор рабочей жидкости.

В гидросистеме с гидроцилиндром исходными данными для расчета расходов служат скорости его рабочих и холостых ходов, а также размеры поршня и штока. По этим данным вычисляются расходы нагнетательной и сливной магистралей системы для все­го диапазона рабочих скоростей и скорости холостого хода (Q_{min РП}, Q_{max РП},Q_X.X.). Аналогично рассчитываются расходы в системе с гидромотором, однако исходные данные здесь - паспортный рабочий объем и частоты вращения гидромотора. Для двуштокового цилиндра и гидромотора расходы нагнетательной и сливной линий одинаковы.

Замечание. Фактический расход холостого хода определяется производи­тельностью насоса и должен быть уточнен после его выбора.

Рекомендации по выбору рабочей жидкости приведены в [1, 2], а также во многих других источниках. В расчетно-графической работе следует привести марку выбранной рабочей жидкости и ее основные параметры.

4.4. Подбор гидравлической аппаратуры

В этом разделе по известным значениям давления и расходов гидросистемы производится подбор конкретных типов и марок всей аппаратуры, входящей в состав разработанной схемы: рас­пределительной, регулирующей, предохранительной, вспомога­тельной, а также насоса пли насосной станции. Конструкции, технические характеристики и обозначения нормализованной гидроаппаратуры приведены в справочнике [2] и других катало­гах и справочниках по гидроприводу.

Выбирая сдвоенный насос по производительности, нужно стремиться к тому, чтобы суммарная производительность как можно меньше отличалась от требуемого расхода холостого хода. Это обеспечит большее соответствие фактической и заданной скорости холостого хода.

В то же время производительность одной половины насоса (обеспечивающей рабочую подачу) должна превышать расход максимальной рабочей подачи на 10...20 %, так как при дрос­сельном управлении скоростью требуется устойчивый избыток жидкости, переливающийся через клапан в бак. Правильный и удачный подбор насоса по соотношению производительности и требуемого расхода в сочетании с разгрузкой второй половины (см. п. 4.3.2) обеспечит высокий КПД привода.

Насос выбирают так, чтобы его номинальное давление по технической характеристике превышало рабочее (рассчитанное) от нагрузки на 20...30 % для компенсации гидравлических по­терь. После расчета гидравлических потерь по п. 4.5 (если он вы­полняется) уточняется правомерность выбора насоса. При отри­цательном результате, когда сумма рабочего давления на гидро­двигателе и всех потерь системы превышает номинальное давле­ние насоса, следует выбрать другой насос. Если это невозможно, то нужно заменить некоторые аппараты и трубопроводы с целью снижения гидравлических потерь.

В процессе подбора гидроаппаратуры следует в первою оче­редь стремиться к наиболее близкому соответствию расчетного и номинального расхода через аппарат, а затем - к соответствию давлений. Однако из-за ограниченной номенклатуры нормализо­ванных гидроаппаратов реального соответствия во многих случа­ях достигнуть не удается, поэтому номинальное давление может быть в несколько раз выше расчетного.

При выборе аппаратуры используют понятие «условный про­ход». Диаметр условного прохода, указанный в технической ха­рактеристике аппаратов, косвенно характеризует проходные се­чения их каналов. В целях упрощения монтажа выбирать аппара­туру следует по возможности с одинаковыми условными прохо­дами или размерами присоединительных элементов.

При удовлетворительном совпадении расчетных и паспорт­ных данных для проектируемого привода может быть выбрана насосная станция [2, с.357-387] - агрегат, включающий кроме насоса предохранительную, разгрузочную, контрольную и фильтрующую аппаратуру. В этом случае развернутая схема станции должна быть приведена в общей принципиальной схеме гидропривода.

По каждому аппарату, насосной установке или станции в расчетно-графической работе приводятся следующие данные: наименование, марка или шифр, обозначения на схемах и основные технические данные. После выбора аппаратуры на принципиальной схеме следует указать марки (шифры) соответствующих ап­паратов.

4.5. РАСЧЕТ ГИДРОПРИВОДА НА ЭВМ

(для студентов дневной формы обучения)

Расчет ведется по учебному пособию [5], в котором изложены методики и программы расчетов гидравлических потерь, мощности, КПД и температурного режима, а также приведен пример расчета.

Перед непосредственным выполнением расчета следует вни­мательно изучить названное учебное пособие, проанализировать приведенный в нем пример и подготовить исходные данные для своего расчета. Корректное задание исходных данных расчета возможно только при условии, что автор проекта понимает, как функционирует его привод по заданному циклу, как и от чего ус­танавливаются давления и расходы в различных точках системы на разных этапах цикла. Неправильное их задание приведет к не­верному или даже абсурдному результату.

Примечание. Если при анализе своего привода в этом плане возникают за­труднения. то следует обратиться к ведущему преподавателю.

Некоторые общие положения и замечания

Расчет определяет уровень давления на выходе из насоса, так как сюда включается и рабочий перепад давления на гидродвига­теле от нагрузки. При холостом ходе это давление устанавливает­ся, а при рабочей подаче на него должен быть настроен напорный гидроклапан.

Расчет гидравлических потерь следует проводить для холо­стого хода и только для максимальной рабочей подачи, когда по­тери на местных и линейных сопротивлениях в гидросистеме бу­дут наибольшими. При минимальной и любой другой рабочей подаче суммарные потери давления при последовательном дрос­сельном управлении остаются такими же, как и при максималь­ной, за счет того, что напорный гидроклапан, работая в перелив­ном режиме, поддерживает давление на выходе из насоса посто­янным. И при постоянной нагрузке потери давления в системе при изменении расхода перераспределяются, уменьшаясь в гид­ролиниях и увеличиваясь на дросселе, а в сумме же (разность давления на выходе насоса и рабочего давления на гидродвигате­ле) остаются постоянными.

Таким образом, гидравлический КПД при любой рабочей по­даче будет оставаться постоянным. Полный же КПД при разных подачах не может оставаться постоянным из-за изменяющихся объемных потерь (избыток жидкости, сливающийся через пере­ливной клапан в бак). Поэтому для его оценки при минимальной подаче необходимо полученный в ходе расчета КПД максималь­ной подачи умножить на отношение расходов минимальной и максимальной рабочих подач (неучтенная часть объемных потерь).

В этом разделе пояснительной записки должны быть пред­ставлены:

• краткое описание процедуры расчета;

• исходные данные для формирования файла исходных данных;

• файл данных;

• файл результатов расчета гидравлических потерь;

• файл расчета мощности, КПД и температурного режима;

• графики распределения давлений в гидросистеме при холо­стом ходе и максимальной рабочей подаче;

• КПД хх, КПД _{max РП}, КПД _{min РП} и анализ потерь давления в гидросистеме.