Выбор и обоснование номинального давления в гидросистеме привода, выбор рабочей жидкости

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Исходя из паспорта станка, выбираем в качестве рабочей жидкости масло “Турбинное – Т22” ГОСТ32-74. Рабочую жидкость заливают перед пуском станка в резервуар 1 через заливную горловину 8 до уровня верхнего маслоуказателя 9.

ρ=850 кг\м³ - плотность жидкости

υ=30 мм²/с- кинематическая вязкость жидкости при рабочей температуре

Жидкость масло “Турбинное – Т22” может быть использована при t=(+10)…(+80) °С

 Из паспорта станка рабочее давление равно 1,2…1,6МПа.

По ГОСТ 12445-80 выбираем .

Определим максимальное давление в гидродвигателях:

Принимаем .

Определение основных параметров гидродвигателей и их выбор

Так как у нас двухштоковый цилиндр, то  определяем по формуле

 , (4.1)

где p_сл- противодавление сливной полости гидроцилиндра, p_сл=0.2…0.3 Мпа;

η_ц- механический КПД гидроцилиндра, η_ц=0.95…0.98;

К_ш=0.5…0.7;

F_ш- усилие штока гидроцилиндра, F_ш=2,5 кН;

Принимаем p_сл=0.2 Мпа, η_ц=0.95, к_ш=0.6.

Полученное значение  округляем до ближайшего большего стандартного (по ГОСТ 12447-80), .

 По известным параметрам (D,d, l, P_ц) выбираем гидроцилиндр

ЦРГ: 50*25*700

 Принимаем гидроцилиндр (с двусторонним штоком) со следующими характеристиками D=50 мм; d=25 мм; l=700 мм (тип С); P_ном=10 МПа.

 Расход рабочей жидкости в гидроцилиндре, соответствующий заданной максимальной скорости  выходного звена

 , (4.2)

где η_оц-объемный к.п.д. гидроцилиндра, при уплотнении поршня резиновыми кольцами и манжетами η_оц=1.0;

 (4.3)

Выбор гидроаппаратов управления и регулирования

Гидроаппараты (распределители, клапаны, дроссели, регуляторы потока) и кондиционеры рабочей жидкости (фильтры, гидробаки, гидроаккумуляторы) должны обеспечивать условия надежной работы гидропривода в течение установленного ресурса и по своим эксплуатационным параметрам соответствовать значениям, указанным в технических характеристиках.

Основные параметры гидроаппаратов: диаметр условного прохода d_у, округленный до ближайшего стандартного значения, номинальные давления и расход.

Выбираем:

Манометр МПТ-2/4-25×4 ГОСТ 8625-77

Напорный золотник ПГ 54-22

Напорный золотник ПГ 54-24

Клапан обратный ПГ 51-24

Золотник реверсивный с электроуправлением 54БПГ 73-12

Клапан обратный Тс 38-11

 Золотник включения манометра

 Фильтр пластинчатый 0,08 Г41-13

 Маслоуказатель Т-30МН176-53

 Панель периодических подач Г8-3М151-43

 Демпфер

 Цилиндр перемещения рычажного реверса 2

 Гидро панель

 Дроссель шлифования

 Дроссель правки

 Золотник тормозной

 Теплообменник

Выбор трубопроводов

Для изготовления жестких трубопроводов в гидроприводах станков в основном применяют трубы по ГОСТ 8734-75 из стали 20 или медные трубы по ГОСТ 11383-75. Стальные трубы применяют при всех давлениях и расходах. Их изготавливают бесшовными холоднотянутыми и холоднокатаными (при d<30 мм). При ограничении массы применяют тонкостенные бесшовные трубы из стали 10 и 20.

Медные трубы применяют при p<16 МПа и d≤16 мм. По сравнению со стальными медные трубы тяжелее, дороже и менее прочные. Достоинство медных труб - их гибкость, что обеспечивает монтаж сложных по конфигурации гидросхем.

С целью уменьшения потерь давления в трубопроводах диаметры их подбирают, так, чтобы по возможности обеспечить ламинарный режим движения жидкости (Re<2300).

 Определим внутренний диаметр трубопровода:

 , (6.1)

где Q-расход жидкости;

v_Т- скорость в трубопроводе:

во всасывающем трубопроводе v_Т≤1.6 м/с;

сливных v_Т=2 м/с;

напорном v_Т=2 м/с.

Для всасывающей гидролинии от бака до насоса:

Для сливной гидролинии:

Для напорной гидролинии

 Полученное значение диаметра трубопровода округляем до стандартного по ГОСТ 16516-80: , , .

Толщину стенки трубопровода определим по формуле для толстостенных труб (при d_н/δ>16) с учетом отклонения в размерах диаметра ∆d и толщины стенки Кσ:

 , (6.2)

где р_max-максимально возможное давление в трубопроводе;

d_н- наружный диаметр трубопровода;

[σ_р]- допустимое напряжение разрыва материала трубы (30…50% временного сопротивления материала), [σ_р]=0.5·200=100 Мпа,

σ_в= 200…250 Мпа- временное сопротивление для цветных материалов.

Учитывая возможность внешних механических повреждений, толщину стенки не следует назначать менее 1.0 мм для цветных металлов и 0.5 мм для сталей.

Всасывающая гидролиния:

Учитывая возможность внешних механических повреждений: δ=0,5 мм.

Сливная гидролиния:

;

Выбираем δ=0,5 мм.

Напорная гидролиния:

;

Выбираем δ=0,5 мм.

Исходя из толщины стенок, принимаем материал трубопровода, саль 40.

Различают три вида потерь давления в гидроприводе: потери давления на трение жидкости в трубопроводе, потери давления на местных сопротивлениях и потери давления в гидроаппаратуре.

Потери давления на трение жидкости в трубопроводе определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

, (6.3)

где λ- коэффициент гидравлического трения,

l- длина рассматриваемого участка трубопровода,

d-внутренний диаметр трубопровода,

ρ- плотность жидкости,

v_т- средняя скорость движения жидкости в трубопроводе:

 v_т=4Q/πd², (6.4)

На величину коэффициента λ оказывает влияние режим течения жидкости. Различают два режима: ламинарный и турбулентный. Режим течения определяется безразмерным числом Рейнольдса Re. Для трубопроводов круглого сечения:

 Re=v_тd/υ, (6.5)

где υ- кинематическая вязкость жидкости при рабочей температуре.

Ламинарный режим течения переходит в турбулентный при определенном, критическом значении Re_кр=2100…2300 для круглых гладких труб и Re=1600 для резиновых рукавов. Если режим течения ламинарный, то коэффициент гидравлического трения определяется по формуле:

 λ=64/Re, (6.6)

если режим турбулентный, то

 λ=0.3164/Re^0.25, (6.7)

Определим потери на трение по длине

Всасывающая гидролиния

Re=1.5·10³·6/30=300;

 где υ=30 мм²/с- вязкость жидкости.

Т.к. Re=300<2300, то коэффициент гидравлического трения определяется по формуле:

λ=64/300=0,213;

Сливная гидролиния

Re=2·10³·5/30=333;

λ=64/333=0,192;

Напорная гидролиния

Re=2·10³·5/30=333;

λ=64/333=0,192;

Определяем потери давления на трение по длине по формуле:

, (6.8)

где ρ=850 кг\м³;

Всасывающая гидролиния: l=0.2 м; v=1.5 м/c; d=6 мм; λ=0,213

МПа,

Сливная гидролиния: l=1.5 м; v=2 м/c; d=5 мм; λ=0,192

МПа.

Напорная гидролиния: l=1.3 м; v=2 м/c; d=5 мм; λ=0,192

МПа,

Суммарное значение потерь давления на трение по длине:

ΣΔP_Т=0,0067+0,0979+0,0849=0,1895МПа.

Потери давления на местных сопротивлениях определяются по формуле Вейсбаха:

 ; (6.9)

где ξ-коэффициент местного сопротивления.

Средние значения местных сопротивлений приведены в справочной литературе [2], стр. 448.

На схеме есть переходники ξ=0.10, плавные повороты труб под углом 90º,

 ξ=0.12, обратные клапаны ξ=2.

Для всасывающей гидролинии получим:

ΔP_м=0.12·2·0.10·1,5²/2·850=23Па,

Для сливной гидролинии

ΔP_м=0.12·2·0.10·2²/2·850=40.8Па,

Для напорной гидролинии

ΔP_м=0.12·2·0.10·2²/2·850=40.8Па,

Потери на обратных клапанах

ΔP_к.л.=2·2=4 Па,

Потери на штуцерах присоединяющие трубы к агрегатам

ΔP_м=0.1·7=0.7 Па,

ΣΔP_м=23+40.8+40.8+4+0.7=109.3Па.

Потери давления в гидроаппаратуре определяется по расчетному расходу Q и параметрам, приведенным в их технических характеристиках

, (6.10)

где ΔP_max - потери давления на аппарате при максимальном расходе Q_max;

n- показатель степени, при ламинарном режиме течения n=1.0, при турбулентном режиме n=2.

Рассчитываем потери давления для фильтра пластинчатого 7(1):

МПа.

Рассчитываем потери давления для фильтра пластинчатого 7(2):

МПа.

Рассчитываем потери давления для дросселя 35 и 36:

МПа.

Суммируем потери давления в гидроаппаратуре

 ΣΔP_а=0,036+0,144+0,049+0,049=0,278 МПа.

Определим суммарные потери давления в гидролинии:

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США