Для передачи энергии от двигателя мобильной машины к рабочему органу и управления режимами его

Для передачи энергии от двигателя мобильной машины к рабочему органу и управления режимами его работы применен нерегулируемый объемный гидропривод (ОГП). Структурная схема ОГП задана в двух вариантах: с гидромотором (рис. 13.1); с гидроцилиндром (рис. 13.2). Исходные данные к решению задач приведены в табл. 13.1. Рабочая жидкость - масло МГ 30 (плотность ρ=910 кг/м3, кинематическая вязкость ν=0,30 Ст при t=50°С). Принять потери давления в гидрораспределителе 0,3 МПа, в фильтре - 0,15 МПа; объемный и общий КПД: гидромотора - 0,95 и 0,90, гидроцилиндра - 1,0 и 0,97, насоса - 0,94 и 0,85. Рисунок 13 - Структурные схемы объемного гидропривода: Б —. бак; Н — насос; Р — гидрораспределитель; ГМ - гидромотор; ГЦ—гидроцилиндр; Ф — фильтр. Требуется: на основе заданного варианта структурной схемы (рис. 13) составить и начертить в соответствии с требованиями ГОСТ 2.704-76 принципиальную схему гидропривода; определить рабочее давление и расход заданного гидродвигателя; выбрать диаметры трубопроводов и определить потери давления в них; определить подачу, давление, мощность насоса и общий КПД гидропривода. Дано: D = 63 мм = 0,063 м, dш = 32 мм = 0,032 м, Fш = 40 кН, МГ-30, υш = 0,09 м/с, Т = 50˚С, ρ = 910 кг/м3, l1= 2,0 м, l2= 2,1 м, l3= l4 = 2,4 м, l5= 2,1 м, ηцобщ = 0,97, ηцо = 1, ηно = 0,94, ηнобщ = 0,85 d = ? Δр = ? рн = ? Qн = ? Nн = ? ηг = ?

Определим подачу насоса, равную расходу гидроцилиндра.
,
Sш – площадь поршня со стороны штока.
, м2
м3/с = 0,21 л/с = 12,6 л/мин
Определим расход жидкости, выходящий из гидроцилиндра:
, м2
м3/с = 0,28 л/с = 16,8 л/мин
Рабочее давление в цилиндре:
Определим диаметры трубопроводов. Примем скорости движения жидкости в трубопроводах:
во всасывающем – Vвс = 1 м/с;
в сливном – Vсл = 2 м/с;
в нагнетательном – Vн = 3 м/с.
, ,
Диаметр всасывающего трубопровода: м
Принимаем стандартное значение – dвс = 16 мм.
- сливного трубопровода: , м
стандартное значение – dс = 16 мм.
Уточним значение скорости.
м/с
Для нагнетательного трубопровода:
м
стандартное значение – dн = 10 мм,
Уточним значение скорости.
м/с
Давление насоса равно сумме рабочего давления гидродвигателя, потерь давления на трение в трубопроводах и потерь давления в местных сопротивлениях

. Давление определятся по формуле:
Определим потери давления на трение во всасывающей линии:
,
где γ – удельный вес жидкости при данной температуре,
hl - потери напора на трение,
Потери напора определим по формуле Дарси- Вейсбаха:
,
где λ – коэффициент гидравлического трения
Для определения λ необходимо определить режим движения жидкости.
Режим движения жидкости в трубопроводах определим по формуле Рейнольдса:
,
где ν – коэффициент кинематической вязкости при данной температуре
, режим движения жидкости ламинарный, следовательно, коэффициент гидравлического трения зависит только от числа Рейнольдса
,
м
Потери на линии нагнетания:
, режим ламинарный
,
м
Потери в сливной линии:
, режим ламинарный
,
м
Па – потери давления на трение в трубопроводах.
Потери давления с учетом потерь напора в местных сопротивлениях (потери давления в гидрораспределителе 0,3 МПа, в фильтре 0,15 МПа по условию задачи):
Па
МПа
Мощность, потребляемая насосом:
, кВт
, кВт – полезная мощность на штоке гидроцилиндра.
Гидробак закрытого типа.
Фильтр.
Гидронасос.
Гидрораспределитель.
Гидроцилиндр.
Ответ: dсл = 0,016 м, dн = 0,01 м, dвс = 0,016 м, Δр = 607117 Па, рн = 13,5 МПа, Qн = 12,6 л/мин, Nн = 3,3 кВт, ηг = 0,845