Расчет гидропривода

Установка дросселя с обратным клапаном необходима для ограничения скорости опускания рабочего оборудования грузоподъемных машин. Дроссели в одном направлении беспрепятственно пропускают поток жидкости, а в противоположном организовывают его за счет запирания обратного клапана. 

Выбор фильтра:

     Выбор унифицированных фильтров осуществляется по номинальному потоку жидкости и требуемой номинальной тонкости фильтрации.

     Устанавливаем 2 линейный фильтр типоразмера 1.1.50-25 

     Таблица 1.4 – Техническая характеристика фильтра типоразмера 1.1.50-25 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчёт  диаметров трубопроводов  

     Для этого задаёмся скоростью потока жидкости:

в напорном трубопроводе – 4 м/с;

в сливном трубопровод – 2 м/с;

во всасывающем трубопроводе – 1 м/с.

, 

где, – расход жидкости, [м³/с];

       – скорость потока жидкости, [м/с]. 

, 

, 

 

     В соответствии с ГОСТом 8734-75 и 8732-78 выбираем стандартные диаметры трубопроводов, которые используем в дальнейших расчётах: 

= ,

= ,

= , 

     Теперь  уточним действительные скорости потока жидкости в напорном, сливном и всасывающем трубопроводах, по формуле: 

, 

где, – расход жидкости, [м³/с];

       – диаметр трубы, [м].

, 

     Эти значения скоростей будем учитывать  в дальнейших расчётах. 

Расчёт  давления во всасывающем  трубопроводе для  Т=20⁰С

     Расчёт  будем вести по уравнению Бернулли: 

, 

где, – атмосферное давление – 101325 [Па];

       – плотность жидкости ( определяется по графику зависимости плотности рабочих жидкостей от температуры) – 890 [кг/м³];

       – ускорение свободного падения – 9,8 [м/с²];

       – высота всасывания – 0,5 [м];

       – скорость потока жидкости во всасывающем трубопроводе, [м/с];

       – суммарный коэффициент местных сопротивлений во всасывающем трубопроводе;

       ( определяется по графику зависимости поправочного коэффициента от числа Рейнольдса) – поправочный коэффициент, учитывающий влияние вязкости жидкости на местные потери;

       – длина всасывающего трубопровода, [м];

     – диаметр всасывающего трубопровода, [м];

       – коэффициент трения жидкости о стенки всасывающего трубопровода. 

где – число Рейнольдса. 

, 

где – скорость потока жидкости во всасывающем трубопроводе, [м/с];

       – диаметр всасывающего трубопровода, [м];

      ( определяется по графику зависимости вязкости рабочих жидкостей от температуры) – коэффициент кинематической вязкости, [м²/с]. 

, 

     Режим турбулентный т. к. . 

, 

 

 

. 

     Вывод: т. к. давление на конце всасывающего трубопровода больше 0,06 Мпа кавитация возникать не будет. 

Расчёт  потерь давления в  сливном и напорном трубопроводах при  Т=50⁰С. 

     Общая величина потерь давления может быть определена как сумма потерь в отдельных элементах гидросистемы: 

, 

где – суммарные потери давления в напорной гидролинии цилиндра;

       – суммарные потери давления в сливной гидролинии цилиндра. 

     Определим путевые потери давления на прямолинейных участках трубопровода:

a) для напорного трубопровода: 

, 

где, – плотность жидкости – 860 [мг/м³];

        – длина напорного трубопровода, [м];

       – диаметр напорного трубопровода, [м];

       – скорость потока жидкости в напорном трубопроводе, [м/с];

       – коэффициент трения жидкости о стенки напорного трубопровода: 

Для турбулентного  режима ; 

, 

где – скорость потока жидкости в напорном трубопроводе, [м/с];

      – диаметр напорного трубопровода, [м];

      – коэффициент кинематической вязкости, [м²/с]. 

, 

     Режим турбулентный, т. к. . 
 

; 

 

     b) для сливного трубопровода: 

, 

где, – плотность жидкости – 860 [мг/м³];

        – длина сливного трубопровода, [м];

       – диаметр сливного трубопровода, [м];

      – скорость потока жидкости в сливном трубопроводе, [м/с];

     – коэффициент трения жидкости о стенки сливного трубопровода: 

Для турбулентного  режима ; 

где – число Рейнольдса, определяется: 

, 
 

где – скорость потока жидкости в сливном трубопроводе,[м/с];

      – диаметр сливного трубопровода, [м];

      – коэффициент кинематической вязкости, [м²/с]. 

. 

     Режим турбулентный, т. к. . 

; 

 
 

     Определим местные потери давления в изгибах  трубопроводов, штуцерах, переходниках, тройниках:

     a) для напорного трубопровода: 

  

где, – плотность жидкости – 860,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

       – коэффициент местных сопротивлений в напорном трубопроводе;

       – поправочный коэффициент, учитывающий влияние вязкости жидкости на местные потери в напорном трубопроводе – 1;

      – скорость потока жидкости в напорном трубопроводе, [м/с]. 

 

     b) для сливного трубопровода: 

, 

где, – плотность жидкости – 860 [мг/м³];

       – коэффициент местных сопротивлений в сливном трубопроводе;

       – поправочный коэффициент, учитывающий влияние вязкости жидкости на местные потери в сливном трубопроводе – 1;

      – скорость потока жидкости в сливном трубопроводе, [м/с]. 

 

     Суммарные потери давления в напорной гидролинии цилиндра: 

. 

     Суммарные потери давления в сливной гидролинии цилиндра: 

, 

 
 
 

Расчёт  КПД гидропривода 

     Общий КПД гидропривода определяют произведение гидравлического, механического и объемного КПД: 

  

где, – гидравлический КПД;

       – механический КПД;

       – объемный КПД. 

     Гидравлический  КПД рассчитываем по суммарным потерям давления в гидроприводе: 

  

где, – номинальное давление, [Па];

       – суммарные потери давления, [МПа]. 

 

     Механический  КПД определяется по формуле: 

, 

где, – механический КПД насоса;

       – гидромеханический КПД цилиндра.