Силу FD знайдемо за формулою:
Де – тиск в верхній частині гідро циліндра.
Тиск буде дорівнювати тискові в циліндрі гідромультиплікатора , який зменшено на величини втрат тиску в трубопроводі .
визначимо FD
Величина FD визначається за формулою
Робоче зусилля гідроциліндра
5. Визначити корисну потужність гідро циліндра визначимо за формулою
де - швидкість переміщення робочого органу.
де - фактична вартість рідини в гідро циліндрі
де - об’ємний ККД силового гідро циліндра
Тоді
Корисна потужність гідро циліндра
6. Розрахувати підвищення тиску в гідросистемі, якщо зупинка гідро двигуна відбувається протягом 0,4 сек.
При раптовій зупинці гідро двигуна відбувається підвищення тиску в напірній гідро лінії, яке можна обчислити за формулою (при прямому гідравлічному ударі)
,
де V – швидкість руху рідини в напірному трубопроводі ;
c – швидкість розповсюдження ударної хвилі.
Швидкість розповсюдження ударної хвилі визначається за формулою
де к – модуль пружності рідини, ;
Е – модуль пружності матеріалу труб, .
Тоді
Врахуємо фазу гідравлічного удару
де L – довжина нагнітального трубопроводу, L=l5
Так як , то має місце непрямий гідравлічний удар.
При непрямому гідро ударі підвищення тиску в напірній лінії визначається за формулою
В нашому випадку
Перевіримо напірну лінію l2. Для напірного трубопроводу l2
Так , то має місце непрямий гідроудару.
Підвищення тиску в напірній лінії буде дорівнювати
Із врахуванням підвищення тиску сумарний максимальний тиск в напірних трубопроводах буде дорівнювати
а) в трубопроводі
б) в трубопроводі
7. Знайти загальний коефіцієнт корисної дії гідроприводу.
Загальний коефіцієнт корисної дії гідроприводу дорівнює
де – механічний коефіцієнт корисної дії;
- об’ємний ККД;
- гідравлічний ККД.
Механічний ККД дорівнює добутку механічних ККД послідовно з’єднаних насоса , золотникового розподілювача , мультиплікатора , гідро циліндра :
Приймаємо, що дорівнює загальному коефіцієнту корисної дії насоса марки НШ-46 [1]
Також приймаємо, що ККД золотникового розподілювача [1].
Тоді
Об’ємний коефіцієнт корисної дії гідроприводу
де - об’ємний ККД розподілювача,
- об’ємний ККД мультиплікатора,
- об’ємний ККД гідроциліндра,
Гідравлічний ККД гідроприводу залежить від сумі гідравлічних витрат у всіх послідовно з’єднаних гідроагрегатах і трубопроводах:
Загальний ККД гідроприводу дорівнює
Коефіцієнт корисної дії гідроприводу можна знайти ще так
де - корисна потужність силового гідроцилінда ()
- потужність, яку розвиває насос.
де - подача насоса;
- тиск, що розвивається насосом
Похибка у знаходженні ККД складає
Перелік посилань на джерела:
1. Юшкин В.В.
Зміст
Вступ
Визначення діаметрів труб гідроліній
Розрахунок труб на міцність
Визначення втрат напору на дільницях трубопровідних систем
Визначення тиску в порожнинах А і Б гідро циліндра
Визначення робочих параметрів насоса
Розрахунок підвищення тиску в гідросистемі, якщо зупинка гідро двигуна відбувається протягом 0,6 с.
Визначення коефіцієнта корисної дії гідроприводу
Список посилань на літературу
Схема 13 варіант 7
Вихідні дані
Робоча рідина – масло трансформаторне
Швидкість переміщення поршня
Зусилля на штамповні
Діаметр гідроциліндра D=200 мк
Діаметр штика d=100 мл
Загальна довжина трубопроводу L=12 м,
Температура робочої рідини t=55оС
Коефіцієнт втрат рідини в гідроциліндрі
Механічний коефіцієнт корисної дії гідроциліндра
Визначення діаметрів труб гідроліній
Визначення подачі насоса
Визначимо теоретичну подачу масла Qт для забезпечення заданої швидкості переміщення поршня в момент штампування (масло поступає в ліку порожнину А)
,
де D – діаметр гідро циліндра (поршня)
- швидкість переміщення поршня
Визначимо перепад тиску на поршні гідроциліндра (ефективний тиск)
Сумарні втрати робочої рідини в гідро циліндрі l дорівнюють
Сумарні втрати робочої рідини в розподілювачі 2 дорівнюють [1, с.52]
де - обємний ККД розподілювача
Приймаємо =0,97 [1, с.52]
Тоді
Оскільки об’ємний ККД насоса не відомий, то приймаємо його значення
Із врахуванням цього подача насоса дорівнює
1.2 Визначення фізичних властивостей робочої рідини.
Згідно завдання робочою рідиною в гідроприводі є масло трансформаторне при температурі t=55 oC
Для масла трансформаторного
Кінематичну в’язкість масла при t=55 oC визначимо за формулою Філонова:
де u – показник крутизни віскограми
Густину масла при робочій температурі визначимо за формулою
де - коефіцієнт температурного розширення,
1.3 Визначення діаметрів труб гідроліній
Для визначення діаметрів труб відповідних гідроліній рекомендуються наступні швидкості течії робочої рідини в них:
для всмоктувального трубопроводу
;
для зливних ліній
для напірних трубопроводів при тисках до 2,5 МПа-3 м/с.
Приймаємо для всмоктувального трубопроводу , для зливного , для напірного .
Діаметр всмоктувального трубопроводу визначаємо за формулою
Згідно ГОСТ8732-78 приймаємо стальну трубу (безшовну), внутрішній діаметр 60 мм. Товщина стінки 4 мм. Зовнішній діаметр
труби виготовлені із сталі марки 10Г2,
Уточнимо швидкість у відповідності з прийнятими трубами
Для зливного трубопроводу розрахункове значення внутрішнього діаметра
де - об’ємна витрата в зливному трубопроводі.
Витрати в зливному трубопроводі
Приймаємо , ,
Дійсна швидкість в зливному трубопроводі
Фактична витрата рідини в напірному трубопроводі
Розрахункове значення внутрішнього діаметра напірного трубопроводу
Приймаємо , ,
Дійсна швидкість в напірному трубопроводі
Розрахунок труб на міцність.
Оскільки найбільш навантаженим є напірний трубопровід, то проводимо його розрахунок на міцність.
Розрахункова товщина стінки труб визначається за формулою
де Рмах – максимальний робочий тиск в гідроприводі
m – відхилення діаметра труби, яке враховує овальність труби
n – допустимі відхилення матеріалу труби на розрив, яке приймається рівним від ??? міцності на розтяг, .
Тоді розрахункова товщина стінки напірної лінії рівна
Прийнята товщина стінки задовольняє умовам міцності.
Визначення втрат напору на дільницях трубопровідних систем.
Оскільки згідно завдання задана тільки загальна довжина трубопроводів, то знайдемо довжини напірного зливного та всмоктувального трубопроводів
Втрати тиску у всмоктувальному трубопроводі
де - коефіцієнт гідравлічного опору всмоктувального трубопроводу
- сума коефіцієнтів місцевих опорів, які є на всмоктувальному трубопроводі.
Визначимо число Рейнольда
- режим течії турбулентний.
Задаємося
- зона гладкостійкого тертя.
Коефіцієнт гідравлічного опору визначаємо за формулою Блазіуса
Приймаємо, що на всмоктувальному трубопроводі є місцевий опір вхід в трубу =0,5.