Гидропривод навесного одноковшового экскаватора

   Гидроаппаратуру выбираем по условному проходу и  номинальному давлению. Дополнительным параметром для гидроаппаратуры является номинальный расход рабочей жидкости.

   Под условным проходом по ГОСТу 16516-80 понимается округленный до ближайшего значения из установленного ряда диаметр круга, площадь которого равна площади характерного проходного сечения канала устройства или площади проходного сечения присоединяемого трубопровода.

   Принимаем , , .

   Для выбора гидроаппаратуры воспользуемся  работой /6/. 

Технические характеристики секционных распределителей типа Р                                         на

при вязкости рабочей жидкости 30±3 мм²/с 

 

Технические характеристики предохранительных  клапанов 

 

Основные  параметры обратных клапанов типа 61400 

 

Основные  параметры фильтра 1.1.25-25 

 
 

   Выбор рабочей жидкости производим на основе анализа режимов работы и условий  эксплуатации гидропривода с учетом конструктивных особенностей установленного гидравлического оборудования, главным образом конструктивных особенностей используемого насоса. Для выбора рабочей жидкости воспользуемся работой /5/.

   Выбираем  рабочую жидкость ВМГЗ. 

Основные  характеристики рабочей жидкости ВМГЗ 

 
 
 

3.5. Расчет  потерь давления в гидролиниях 

,     (8)

   где – потери давления в гидролинии, МПа;

     – сумма путевых потерь давления, МПа;

     – сумма потерь давления в местных сопротивлениях, МПа. 

,     (9)

   где – потери давления по длине (путевые), МПа;

     – коэффициент путевых  потерь (коэффициент Дарси);

     – длина гидролинии, м:

• для всасывающей гидролинии ;
• для напорной гидролинии ;
• для сливной гидролинии .

     – плотность рабочей жидкости, . 

   Определяем число Рейнольдса:

,     (10)

   где – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости, .

     – ( – турбулентный режим)

     – ( – турбулентный режим)

     – ( – турбулентный режим) 

   Определяем  коэффициент Дарси:

     (11)

   

   

   

   

   

     

   Потери  давления в местном сопротивлении  определяем по формуле:

,     (12)

   где – коэффициент местного сопротивления:

• сверленный уголок – 2 шт., ;
• присоединительный штуцер – 2 шт., ;
• разъемная муфта – 4 шт., ;
• угол с поворотом на 90˚ – 2шт., .

   Распределение заданных видов местных сопротивлений по гидролиниям (напорной,  сливной) производим произвольно.

   Местные сопротивления напорной гидролинии: сверленый уголок – 1 шт., присоединительный  штуцер – 1 шт., разъемная муфта – 2 шт., угол с поворотом на 90˚ – 1шт.

   

   Местные сопротивления сливной гидролинии: сверленый уголок – 1 шт., присоединительный штуцер – 1 шт., разъемная муфта – 2 шт., угол с поворотом на 90˚ – 1шт.

   

   

     

   Определяем  потери давления в гидролиниях: 

     

     

     
 

   3.6. Расчет гидроцилиндров 

   Диаметр поршня гидроцилиндра с штоковой рабочей полостью определяем из уравнения равновесия сил, действующих на шток:

,     (13)

   где – усилие на штоке, ;

     – давление в поршневой  полости, Па, , здесь – потери давления в сливной гидролинии;

     – диаметр поршня, м;

     – давление в штоковой  полости, Па, , здесь – потери давления в напорной гидролинии;

     – диаметр штока, м. 

   Задавшись значением коэффициента и решив уравнение (13) относительно диаметра поршня, получим следующее выражение:

     (14)

   

   После нахождения диаметра поршня определим  диаметр штока:

   

 

   Кроме определения диаметров поршня и штока из условия обеспечения заданного усилия необходимо произвести расчет гидроцилиндра по обеспечению заданной скорости движения штока .

   В этом случае диаметр поршня вторично определяется из уравнения неразрывности потока жидкости ( , здесь – эффективная площадь поршня) по формуле:

,     (15)

   где – расход жидкости, .

   

   После нахождения диаметра поршня определим  диаметр штока:

   

 

   

     

   Основные  параметры гидроцилиндров, в том  числе диаметры поршня и штока, регламентируются ГОСТом 6540-68 «Цилиндры гидравлические и пневматические. Основные параметры» и другими нормативно-техническими документами, по которым и выбираются ближайшие к средним расчетным значениям диаметры поршня и штока .

   Принимаем диаметры поршня , штока . 

   По  выбранным стандартным значениям  диаметров поршня и штока определим действительное усилие , развиваемое гидроцилиндром по формуле (13).

     

   Действительную  скорость движения штока определяют из уравнения неразрывности потока жидкости по формуле:

,     (16)

   где – эффективная площадь поршня, – для штоковой рабочей полости.

     

   Произведем  сравнение действительных и заданных параметров по относительным величинам:

   

     (17)

   

     (18) 

   Допускаемая величина отклонения действительных значений выходных параметров гидроцилиндра  от заданных не превышает ±10%. 
 

8. Тепловой  расчет гидропривода 

   Тепловой  расчет гидропривода проводится с целью определения температуры рабочей жидкости, объема гидробака и выяснения необходимости применения специальных теплообменных устройств.

   Основными причинами выделения тепла в  гидроприводе являются: внутреннее трение рабочей жидкости, дросселирование жидкости при прохождении различных элементов гидропривода, трение в гидрооборудовании и др.

   Количество  тепла, выделяемое в гидроприводе в  единицу времени, эквивалентно теряемой в гидроприводе мощности. 

   Тепловой  расчет гидропривода ведется на основе уравнения теплового баланса:

,     (19)

   где – количество тепла, выделяемого гидроприводом в единицу времени (тепловой поток), Вт;

     – количество тепла, отводимого  в единицу времени, Вт. 

   Количество выделяемого тепла определим по формуле:

,     (20)

   где – мощность привода насоса (потребляемая), Вт;

     – гидромеханический КПД  гидропривода;

     – коэффициент продолжительности работы гидропривода, ;

     – коэффициент использования  номинального давления, ;

     – действительная подача  насоса, м³/с;

     – полный КПД насоса. 

   Гидромеханический КПД гидропривода определим по формуле:

,     (21)

   где – гидромеханический КПД насоса;

     – гидромеханический КПД  гидроцилиндра,  ;