Расчет гидравлического привода технологического оборудования (стр. 2 из 3)
Предпочтительным является ламинарный режим течения жидкости, при котором потери давления минимальны. Следует избегать режимов близких к Reкр, так как при длительной работе оборудования может возникнуть пульсация давления, нарушение стабильности расходов на отдельных участках системы, повышенный нагрев жидкости и другие нежелательные явления.
Так как
<Reкр=2300, следовательно жидкость течет в ламинарном режиме.Потери по длине в трубах круглого сечения как при ламинарном, так и при турбулентном режимах течения масла определяют по общей формуле (9) [2]:
где λ– коэффициент гидравлического трения;
l и d– длина и диаметр трубопровода рассматриваемого участка гидросистемы;
VM– скорость течения масла на рассматриваемом участке гидросистемы при ее работе в режиме рабочей подачи;
ρ– плотность масла.
Длины участков трубопроводов определяются в каждом конкретном случае исходя из габаритов проектируемого технического оборудования, места расположения насосной станции и рабочих органов машины, способов монтажа гидрооборудования и других условий. Для технологического оборудования малых и средних типоразмеров можно принять длины участков в следующих пределах: всасывающий трубопровод- до 1 метра, напорный и сливной до 5 метров.
Для ламинарного режима движения жидкости коэффициент гидравлического трения может быть определен по следующей зависимости:
где k=75 – для жестких трубопроводов.
Потери давления по длине в трубопроводах:
-для всасывающей гидролинии
-для нагнетательной гидролинии
-для сливной гидролинии
Потери давления в различных местных сопротивлениях на участке гидросистемы определяют по формуле 
где VM– скорость масла в местных сопротивлениях рассматриваемого участка системы;
ξ– коэффициенты сопротивления для ряда последовательно расположенных местных сопротивлений.
Виды и количество местных сопротивлений определяются по принципиальной гидравлической схеме привода, при этом учитывается влияние только тех сопротивлений, через которые поток жидкости проходит при обеспечении рабочей подачи подвижного органа машины.
Коэффициенты ξ для конкретных местных сопротивлений определяются обычно экспериментально и их значения можно найти в справочниках.
Потери давления в различных местных сопротивлениях:
-для всасывающей гидролинии
-для нагнетательной гидролинии
-для сливной гидролинии
Потери давления в гидроаппаратуре:
Фильтр всасывания:
Фильтр сливной:
Гидроклапан давления с обратным клапаном:
Распределитель:
Суммарные потери при движении жидкости по участку гидросистемы складываются из потерь давления по длине гидролинии и потерь на местных сопротивлениях:
и определяются отдельно для всасывающей, напорной и сливной линий проектируемой гидросистемы.
-для всасывающей гидролинии
-для нагнетательной гидролинии
-для сливной гидролинии
Опыт проектирования показывает, что в общем, объеме потери на местных сопротивлениях являются преобладающими. Это объясняется стремлением к наибольшей компактности промышленных гидроприводов и вследствие этого широким использованием аппаратуры стыкового исполнения и модульного монтажа, не требующих протяженных соединительных гидролиний.
3. Определение максимального давления жидкости на выходе из насоса
Давление в напорной полости гидроцилиндра, определяется из уравнения равенства сил на поршне по формуле (14) [2:
Максимальное давление жидкости на выходе из насоса должно обеспечить необходимое для преодоления максимальной нагрузки на рабочем органе станка давление Р1 в напорной полости гидродвигателя и скомпенсировать суммарные потери давления ΣΔр в напорной гидролинии, которое определяется по формуле (16) [2]:
4. Определение минимально необходимой производительности насоса
В системах с дроссельным способом регулирования скорости двигателей производительность насоса, а следовательно, и мощность, потребляемая им, постоянны. Характерным для этого способа является превышение производительности насоса над максимально необходимым расходом масла через гидродвигатель. При таком условии избыточная часть жидкости отводится от насоса через предохранительный клапан в бак. Минимальная величина расхода Qкл жидкости через клапан принимается в пределах (5-8)∙10-5 м/с.
При работе насоса, с ростом давления Рн, его производительность Qн убывает в связи с увеличением внутренних утечек через зазоры в сопряжениях трущихся пар насоса. Уменьшение Qн с ростом давления характеризуется объемным КПД ηон, который для наиболее распространенных в промышленных гидроприводах пластинчатых нерегулируемых насосов равен 0,8–0,9.
Расход жидкости, создаваемый насосов в напорной гидролинии системы, на своем пути к гидродвигателю уменьшается в следствие утечек в аппаратах
: 
Суммарные утечки в аппаратах:
При объемном способе регулирования необходимая производительность насоса может быть определена по формуле (20) [2]:
где Qmax–расход жидкости через двигатель, необходимый для обеспечения максимальной заданной скорости рабочего органа машины,
ηон=0,85–объемный КПД насоса,
ηод=0,95–объемный КПД гидродвигателя.
Выбор конкретной модели насоса производится по справочной литературе [3]. Определяющими параметрами при выборе насоса являются минимально необходима производительность и максимальное давление жидкости на выходе из насоса. Выбираем насос марки Г12–54АМ, его характеристики даны в таблице 1.
Таблица 1
| Рабочий объем, см3 | Номинальный подача, л/мин | Давление на выходе из насоса, МПа | Мощность номинальная, кВт | Номинальная частота вращения, мин-1 | КПД |
| 45 | 58 | 6,3 | 8,1 | 1500 | 0,74 |
5. Выбор приводного электродвигателя насосной станции
В промышленных гидросистемах в качестве приводных двигателей для насосов обычно используют трехфазные асинхронные электродвигатели серии 4А [1].
Электродвигатель для продолжительного режима работы следует выбирать по номинальному режиму, определяемому подачей насоса при максимальном давлении нагнетания насоса, что соответствует элементу «Рабочая подача» цикла.
Необходимую мощность электродвигателя определяют по формуле (21) [2]:
где ηН и ηэ – соответственно КПД насоса и электродвигателя, причем КПД электродвигателя для данного расчета можно ориентировочно принимать в пределах 0,8-0,9;
к– коэффициент запаса, обычно 1–1,1.
По вычисленному значению Nэ выбираем ближайший больший по мощности стандартный электродвигатель марки 
, у которого мощность N=11кВт и частота вращения n=1500 об/мин. При этом номинальная частота вращения вала электродвигателя должна соответствовать номинальной частоте вращения ротора выбранного насоса.
Работа рассматриваемой принципиальной гидросхемы на различных переходах цикла может быть описана следующими уравнениями гидравлических цепей