Гидроцилиндр с односторонним штоком

По условию Q_ном Q; p_ном p, выбирается пластинчатый насос БГ12-24АМ с номинальными данными приведенными в таблице 2.

Таблица 2 - Параметры насоса Г15-24Р

На основании номинальных данных насоса, выбираем гидроаппаратуру с параметрами, представленными в таблицах 3-7.

Манометр

Плотность масла при рабочей температуре можно определить по формуле:

_t= (19)

где - плотность масла, кг/м³;

t - изменение температуры, С;

₁ - коэффициент температурного расширения жидкости (для минеральных масел). ₁=710^-4), C^-1

_t= =879,4 кг/м³

Кинематический коэффициент вязкости _р при р=3,75 МПа определяется по формуле (20):

_р= (1+0,03р)-- (20), _р= (1+0,033,75)--21=23,78мм²/с

Коэффициенты сопротивления по длине трубопровода л определяется в зависимости от режима движения жидкости и зоны сопротивления. Сначала определяется число Рейнольдса:

(21)

Для всасывающей линии:

Re_вс=140034/23,78=2001,68

Число Рейнольдса Re<2320, значит, режим движения ламинарный и коэффициент сопротивления л определится по формуле:

(22)

л_вс=75/2001,68=0,037

Для напорной линии:

Re_н=3090 23/23,78=2988,64

Число Рейнольдса 2310<Re<4000, значит, режим движения переходный и коэффициент сопротивления л определится по формуле (23):

л_н=2,7/Re ^{0,53 (}23)

л_н=2,7/ (2988,64) ^0,53

Для сливной линии:

Re_сл=1850Ч31/23,78=2411,68

Число Рейнольдса 2320<Re<4000, значит, режим движения переходный и коэффициент сопротивления л определится как:

л_сл=2,7/2411,69^0,53=0,042

При ламинарном режиме коэффициенты местных сопротивлений о_лр зависят от числа Рейнольдса и определяются по формуле:

_лр=Чb (24)

где b - поправочный коэффициент, учитывающий зависимость потерь в местном сопротивлении от числа Рейнольдса при ламинарном режиме.

Для всасывающей линии b_вс=1,09, для напорной линии b_н=1, для сливной линии поправочный коэффициент не учитывается.

Коэффициент местных сопротивлений о рассчитывается согласно схеме гидросистемы.

Таблица 6 - Коэффициент местного сопротивления

Площадь сечения трубопровода определяется по формуле (11):

Для всасывающей линии: F_вс=3,14Ч34²/4=907,5 мм²

Для напорной линии: F_н=3,14Ч23²/4=415,3 мм²

Для сливной линии: F_сл=3,14Ч31²?4=754,4 мм²

Определение потерь давления в гидроаппаратах:

Напорная линия: МПа

Для напорного фильтра:

Сливная линия: МПаОбщие потери давления, состоящие из потерь во всасывающей, напорной и сливной, приведенной к напорной, линиях определяются по формуле:

(25)

Выражая скорости движения жидкости в трубопроводах, потери давления в аппаратах У, Уи расход жидкости в сливной линии Q_сл через расход Q_н в напорной линии, можно получить:

(26)

где

D=F/ (F-f) или D=1/ (1-f/F); D=

л - коэффициент сопротивления трения по длине трубопровода,

Уо - сумма коэффициентов местных сопротивлений в соответствующей линии (вход и выход из трубы, внезапное расширение и сужение трубы, повороты, тройники и т.д.),

l_вс, l_н, l_сл - длины трубопроводов соответственно всасывающей, напорной и сливной линии,

d_вс, d_н, d_сл - диаметры соответственно всасывающей, напорной и сливной линии,

с - плотность жидкости,

У, У- потери давления в гидроаппаратах, установленных в напорной и сливной линиях соответственно.

Используя для расчета потерь давления формулу (26), получаем:

ЧD³)--ЧQ_н²Ч??4³)--Ч10¹⁰ЧQ_н²=77,223Ч10¹⁰ЧQ_н² НЧс²/м⁸

В начале трубопровода гидросистемы необходимо иметь давление р для создания полезной нагрузки на гидродвигателе, а также для преодоления потерь давления Др, начиная от всасывающей линии до конца сливной линии, то есть:

р_тр=р+р=р+77,22310¹⁰Q²_н (27)

Насос работает на трубопровод. Поэтому должны соблюдаться условия материального и энергетического баланса, то есть, какая будет подача насоса, такой же расход будет в трубопроводе и какое давление будет создавать насос, такое же давление будет в начале напорного трубопровода.

Эти условия будут выполняться в точке пересечения характеристики насоса р_н=f₁ (Q) с характеристикой трубопровода р_тр=f₂ (Q).

Характеристику насоса (рис.2) строим по двум точкам: первая точка (р_ном; Q_ном). Вторая точка: р=0, а расход жидкости определится по формуле (28):

Q_т=VЧn_ном=86Ч10^-3Ч960=76,3л/мин (28)

Характеристику трубопровода строим по нескольким точкам, меняя значение расхода жидкости в выражении (27).

Таблица 7 - Значение полного давления в трубопроводе в зависимости от расхода

По точке пересечения характеристики трубопровода с характеристикой насоса - рабочей точке А находится действительная подача Q_н=76,4 л/мин, развиваемое им давление р_н=2,52 МПа и общие потери Др=1,12 МПа в трубопроводах гидросистемы.

р_кл=1,121,15=1,288 МПа

р_клр_ном

1,2886,3

Предварительно выбранный насос удовлетворяет условиям давления в системе.

Зная действительную подачу Q_н пересчитываем потери давления в гидроаппаратуре:

В напорной линии: для распределителя:

р_распр=0,0581 МПа при Q=76,4 л/мин

Для гидроклапана давления:

р_{гидрокл. давл.} =р_откр+ р_ном, где р_откр=0,15 МПа (29)

р_{гидрокл. давл.} =0,1510⁶+0,610⁶=0,741 МПа

Для напорного фильтра:

р_фильтр= р_ном

р_фильтр=0,1610⁶=0,158 МПа

В сливной линии:

Для распределителя:

р_распр=0,141 МПа при Q=83,16л/мин

Для регулятора потока (расхода):

р_{регулятор. потока}= (30)

где -коэффициэнт расхода дросселя (=0,65)

F - площадь отверстия щели (0,094 м²)

р_{регулятор. потока.} = =0, 191 МПа

Общая потеря давления в гидроаппаратуре:

р_га=Sр_i^н+Sр_i^сл =р_распр^н+р_{гидроклапн. давл.} + р_фильтр+ (р_распр^сл+р_{регю. пот)}--Q_cл/Q_н (31)

р_га=0,0581+0,741+0,158+ (0,141+0, 191)--0,99=0,7991+0,33=1,129 МПа

Сравнивая потери давления в гидроаппаратуре с общей потерей давления гидросистемы, получим, что оно составляет:

р_га/р=1,129/1,12100%=100,8% (32)

4. Определение скорости рабочего и холостого хода, времени двойного хода поршня со штоком цилиндра