2. Характеристика гидролиний и пусковые параметры

Рекомендуемые скорости жидкости в трубопроводах: всасывающий участок нагнетательный – ; сливной – .

Предварительно принимаем величину скорости жидкости: для всасывающего трубопровода , нагнетательного – , сливного – . При эксплуатации станка в помещении на маловязких жидкостях она может быть: для напорных и сливных линий – 5…6 м/с, для всасывающих – 2-3 м/с.

Диаметры условного прохода трубопроводов определяются из выражения расхода жидкости

Отсюда

Для всасывающего трубопровода:

Для напорного трубопровода:

Для сливного трубопровода:

Расчетные значения диаметров округляем до ближайшего из стандартного ряда согласно ГОСТ 16216-80, мм: 12,16,20,25,32,40,50,56,80,100,125…

Окончательно принимаем следующие диаметры трубопроводов:

;;

Уточняем действительные скорости потока жидкости (м/с) по принятым стандартным диаметрам по формуле

Значения скоростей составляет

При определении площади теплоизлучающей поверхности гидропривода поправочный коэффициент для стационарного технологического оборудования принимается в диапазоне

Коэффициенты продолжительности работы под нагрузкой и использования номинального давлениянасоса можно принимать равным 0,5.

Коэффициент теплоотдачи поверхности гидропривода в окружающую среду для конструкционной стали – , теплообменника –

Максимально допустимой температурой [t_max] в гидросистеме при работе на жидкости МГ-20 является 75ºС. Ее плотность при 20ºС ρ₂₀=885 кг/м³.

Кинематическая вязкость масла МГ-20 Примеи примерное значение 20 сСт.

Находим плотность жидкости при температуре 50

Находим динамическую вязкость при температуре 50

Находим динамическую вязкость при температуре 75

Находим плотность жидкости при температуре 75

Тогда расчетная кинематическая вязкость при температуре 75составит

Рассмотрим характеристику гидролиний.

1. Всасывающий трубопровод.

Число Рейнольдса:

Для турбулентного режима (Re> 2300) коэффициент трения жидкости о стенки всасывающего трубопровода:

Потеря давления:

2. Нагнетательный трубопровод.

Число Рейнольдса:

Для турбулентного режима (Re> 2300) коэффициент трения жидкости о стенки всасывающего трубопровода:

Потеря давления:

3. Сливной трубопровод.

Число Рейнольдса:

Для турбулентного режима (Re> 2300) коэффициент трения жидкости о стенки всасывающего трубопровода:

Потеря давления:

2. Коэффициент полезного действия и тепловой расчет гидропривода

Общий КПД гидропривода при [t_max]=70⁰С определяется по выражению

где η_70г, η_ми η_об– гидравлический, механический и объёмный КПД.

Гидравлический КПД привода η_70г вычисляется по формуле

Согласно ранее произведенным расчетам, развиваемое насосом номинальное давление р_ном= 12223 кПа.

Тогда гидравлический коэффициент полезного действия при [t_max]:

.

Механический КПД привода определяется по формуле:

где η_м.н— механический КПД насоса (по справочным данным для шестеренных насосов

можно принимать 0,91); η_м.гр— механический КПД гидравлического распределителя, принимается 1,0; η_м.ц— механический КПД гидроцилиндра, в зависимости от давления в гидросистеме принимается в диапазоне 0,94...0,98 (при одновременной работе трёх цилиндров экскаватора значение q возводится в куб).

.

Объемный КПД гидропривода:

.

где η_об.н— объемный КПД насоса (для шестеренных насосов принимается 0,92...0,94); 2), η_об.гр— объемный КПД гидрораспределителя, принимается 1,0; η_об.ц— объемный КПД гидроцилиндра, можно принимать в диапазоне 0,98...0,99.

Таким образом, предварительный проектировочный расчет показывает (условно), что механический и объемный КПД не зависят от температуры эксплуатации гидропривода. Их максимальные значения, используемые при расчете, находим по данным таблиц (η_м=0,91, η_об=0,94). Общий КПД:.

Вместимость гидробака равна одноминутной подаче насоса при номинальной частоте вращения вала:

Окончательно вместимость выбираем по ГОСТ 12448-80:

Площадь теплоотдачи бака (форма – параллелепипед):

.

Где

Мощность тепловой энергии N выделяемой гидроприводом в рабочем режиме, при заданной максимальной температуре окружающей средыt_max = 30⁰С.

где η₇₀— общий КПД привода при максимальной допустимой температуре в гидросистеме бульдозера [t_max] = 75'С;N_п— полезная мощность насоса,N_п= 20,78 кВт;k_н— коэффициент продолжительности работы под нагрузкой,k_н= 0,5 — для тяжелого режима;k_д— коэффициент использования номинального давления,k_д= 0,5.

Установившаяся температура летней рабочей жидкости в гидроприводе при заданной температуре окружающей среды t_max = 30⁰С вычисляется по формуле:

.

Где k= 10 Вт/м²∙⁰С— коэффициент теплоотдачи поверхности гидропривода в окружающую среду.

Полученная по расчету установившаяся температура гидропривода t_устпревышает максимально допустимую по условию нормальной эксплуатации [t_max] = 75⁰С, то в гидросистеме предусмативается жидкостный радиатор с принудительным (вентилятор) обдувом потоком воздуха (калорифер).

Площадь рабочей поверхности теплообменника определяется по формуле:

Здесь k_т— коэффициент теплоотдачи теплообменника, Вт/м²∙С,k_т= 20...23; t_уст– максимальная принимаемая температура гид-ропривода, т. е.t_уст= 75⁰С; t_max – максимальная заданная темпе-ратура окружающей среды, t_max=30⁰С.

Тип и геометрические размеры теплообменника (калорифера) выбираем по справочным данным. Принимаем теплообменник (калорифер) КМ6-СК-1,01А: условный проход – 40 мм, поверхность теплоотдачи – 26м², перепад давления – 1,2 МПа, коэффициент теплоотдачи – 23 Вт/м²∙⁰С, количество отводимого тепла – 18,8 кВт, масса – 66кг.