Гидропривод навесного одноковшового экскаватора

  

  Полезную мощность насоса определяют исходя из мощности гидронасоса с учетом потерь энергии при ее передаче от насоса к гидроцилиндру по формуле [1]:    NН_n = к_зу ×k_3v×  N_raB, (2)

  где N_Hn - мощность насоса, кВт; к_зу - коэффициент запаса по усилию, k_3v = 1,1...1,2; k_3C - коэффициент запаса по скорости, к_зс= 1,1... 1,3; N_raB- мощность гидронасоса без потерь, кВт.

  NН_n = к_зу× k_3v×  N_raB=1,2×1,2×22,5=32,4 кВт 

  3.2. Выбор насоса

  Зная необходимую полезную мощность насоса, определяемую по формуле (2), и учитывая, что полезная мощность насоса связана с номинальным давлением и подачей зависимостью NН_n =рном× Q_H можно найти подачу и рабочий объем насоса по формулам[1]

  Q_H=  (3)

  q_H=  (4) 

  где N_Hn - мощность насоса, кВт; Q_H - подача насоса, дм/с, Q_H= q_Hn_H; р_ном - номинальное давление, МПа; q_H - рабочий объем насоса, дм (дм³/об); n_н - частота вращения вала насоса, с"¹ (об/с). (n_н = 1500 об/мин = 25 с^-1).

  Для того, чтобы найти рабочий объем насоса по формуле (4), необходимо задаться частотой вращения вала насоса, которая зависит от типа приводного двигателя (двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель и др.).

  Для мобильных машин в качестве приводных двигателей насосов чаще всего используют дизели с номинальной частотой вращения 1500, 1600, 1700 об/мин и т.д.[1]

  Q_H=

= =2,59 дм³/с

  

  q_H= = =0,103 дм³ 

  По расчетному рабочему объему и номинальному давлению гидропривода выбираем аксиально-поршневой нерегулируемый насос типа 310.112 [5] 

  Характеристики аксиально-поршневого  насоса 310.112:

  1) Рабочий  объем…………………………………………………..112 см³

  2) Давление  на выходе из насоса:

      а) номинальное…………………………………………………20 МПа

      б) максимальное………………………………………………..35 МПа

      в) минимальное…………………………………………………1 МПа

  3) Давление  на входе в насос:

      а) максимальное…………………………………………..……1,6 МПа

      б) минимальное………………………………………………...0,07 МПа

  4) Номинальный  перепад давления для гидромотора…………...20 МПа

  5) Максимальное  давление на входе в гидромотор……………...35 МПа

  6) Максимальное  давление на выходе из гидромотора………….1,6 МПа

  7) Максимальное  давление дренажа………………………………0,08 МПа

  8) Частота  вращения:

      а) номинальная……………………………………….…………1500 мин^-1

      б) максимальная:

  1. для  гидромоторов и насосов при  максимальном давлении на входе………………………………………………….………………3000 мин^-1

  2. для насосов при минимальном давлении на входе……..……2200 мин^-1

      в) минимальная:

  1. для насосов…………………………………………………….400 мин^-1

  2. для гидромоторов……………………………………………..50 мин^-1

  9) Номинальная подача насоса……………………………………..159,6 л/мин

  10) Номинальный расход гидромотора……………………………177 л/мин

  

  11) Крутящий момент гидромотора:

      а) номинальный…………………………………………………..…342 кНм

      б) страгивания…………………………………………………..…...288 кНм

  12) Номинальная потребляемая мощность насоса……………….…...60,5 кВт

  13) Коэффициент подачи (объемный КПД) насоса в номинальном режиме…………………………………………………………………...….0,95 

  14) Гидромеханический КПД гидромотора в номинальном режиме...0,96

  15) Полный КПД в номинальном режиме…………………………...…0,92

  16) Характеристика рабочей жидкости:

  1. температура:

      а) минимальная………………………………………………….……-40 ˚С

      б) максимальная………………………………………………………+75 ˚С

  2. класс чистоты рабочей жидкости………………………….…………12-14

  3. номинальная тонкость фильтрации…………………………..……….25

  17) Масса (без рабочей жидкости) не  более…………………………….31кг

  18) Температура окружающей среды (рабочая):

      а) для исполнения У…………………………………………...-45…+40˚С

      б) для исполнения Т……………………...……………………-10…+45˚С

      в) для исполнения ХЛ……………………………………….…-60…+40˚С

  По технической характеристике выбранного насоса производим 
уточнение действительной подачи насоса[1]: 

  Q_HД= q_HД×nНД×ηоб,     (5)

  где Q_HД - действительная подача насоса, дм³/с; q_HД - действительный рабочий объем насоса, дм³ (дм³/об); nНД - действительная частота вращения вала насоса, n_нд = n_н, c^-1 (об/с); ηоб - объемный КПД насоса.

  Действительная частота вращения вала насоса n_нд в формуле (5) может отличаться от номинальной частоты вращения вала насоса из его технической характеристики и берется равной частоте n _н, принятой в формуле (4).

  

  Q_HД= q_HД×nНД×ηоб=0,112×25×0,95=2,66 дм³/с 
 
 
 
 
 
 
 
 

  3.3. Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости

  Расчетные значения внутренних диаметров всасывающей, напорной и сливной гидролиний определяют из уравнения неразрывности потока жидкости с учетом размерностей по формуле [1]:

  d_p=

,   (6)

  где d_p - расчетное значение внутреннего диаметра гидролинии, м; Q_НД - действительный расход жидкости (подача насоса), дм³/с; V_ж -скорость движения жидкости в гидролинии, м/с.

  Зададимся скоростями движения жидкости [4].

  Для всасывающей гидролинии примем V_вс = 1,2 м/с.

  Для сливной гидролинии примем V_сл = 2 м/с.

  Для напорной гидролинии примем V_нап = 6,2 м/с.

  Для всасывающей гидролинии:

  d_pвс=

= =0,053 м

  По  расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии d_{p вс} =53мм производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра всасывающего трубопровода d_вс= 63 мм.

  Значение  толщины стенки трубопровода примем 4 мм.

  Для сливной гидролинии:

  d_pс=

= =0,041 м 

  По  расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии d_{p сл} = 41 мм производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра сливного трубопровода d_сл= 50 мм.

  

  Значение  толщины стенки трубопровода примем 4 мм. 

  Для напорной гидролинии:

  d_pс=

= =0,023 м

  По  расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии d_{p нап} = 23 мм производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра напорного трубопровода d_нап= 25 мм.

  Значение  толщины стенки трубопровода примем 4 мм. 

  Действительная  скорость движения жидкости V_жд , м/с, определяется по формуле [1]:

  

,           (7)

  где V_жд - действительное значение скорости движения жидкости, м/с; d - действительное значение внутреннего диаметра гидролинии, м; Q_HR - действительный расход жидкости, дм³/с.

  Для всасывающей гидролинии:

  

  Для сливной гидролинии: 

  

  Для напорной гидролинии: 

  

 
 
 
 

  

    

  3.4. Выбор гидроаппаратуры, кондиционеров рабочей жидкости

  Техническая характеристика секционного гидрораспределителя ЭО-4121А, [5]:

  Таблица 1