 |
Тепловой расчет гидропривода
|
|
|
|
При работе гидропривода происходит нагрев рабочей жидкости из-за потери мощности, так как энергия, затраченная на преодоление различных сопротивлений в гидросистеме, превращается в теплоту, поглощаемую рабочей жидкостью. Тепловой режим гидропривода должен быть таким, чтобы превышение установившейся температуры жидкости в баке над температурой окружающей среды было в пределах допустимого повышения температуры Δ t или температура рабочей жидкости из условия ее работоспособного состояния не превышала допустимого значения Δ t ж. Полученная рабочей жидкостью теплота должна отдаваться в окружающую среду через поверхности стенок бака, а если этого недостаточно, то устанавливается дополнительно теплообменник. Среднее количество теплоты, выделяемое гидравлической системой в единицу времени, равно потери мощности:
Требуемая поверхность излучения и объем рабочей жидкости в баке
где Θ и N нот – количество теплоты и потери мощности, кВт;
S б – площадь поверхности излучения бака, м2;
V – объем рабочей жидкости в баке, л;
Δ t б – разность температур рабочей жидкости в баке и окружающей среды, Δ t б = 35° С;
К б – коэффициент теплопередачи бака; 
– без интенсивного обдува воздухом стенок бака и 
при их обдуве струей воздуха.
В большинстве случаев расчетный объем бака получается очень большой. Поэтому рекомендовано выбирать объем бака, учитывая подачу насоса, из стандартного ряда, определяемого ГОСТ 12448-80: 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 125; 160; 200; 250 и т.д. до 25000 дм3. Для уменьшения объема бака применяется теплообменник, требуемая площадь поверхности охлаждения которого определяется по отводимому им избыточному количеству теплоты:
|
|
|
где S т – площадь поверхности излучения теплообменника;
Θт – количество теплоты, отводимое теплообменником;
– расчетный перепад температур в теплообменнике;
К т – коэффициент теплопередачи от жидкости к окружающей среды в теплообменнике.
В этом случае принимается оптимальный объем рабочей жидкости в баке V б = (3...4) Q н и определяется фактическое количество теплоты, отводимое в окружающую среду через стенки бака:
а избыточное количество теплоты, отводимое через поверхность излучения теплообменника, равно
где Θб – фактическое количество теплоты, отводимое через стенки бака;
V б – фактический объем рабочей жидкости в баке.
Литература
1. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. – М.: Машиностроение, 1982. – 423 с.
2. Бирюков Б.Н. Гидравлическое оборудование металлорежущих станков. – М.: Машиностроение, 1979. – 112 с.
3. Богданович Л.Б. Гидравлические приводы. – Киев: Вища школа, 1980. – 231 с.
4. Гидропривод и гидропневмоавтоматика станков / Под ред. В.А.Федорца. – Киев: Вища школа, 1987. – 375 с.
5. Гидроприводы и гидрооборудование в станкостроении / А.Я. Оксененко, Ф.А. Наумчук, Ф.И. Гендельман и др. – М.: НИИмаш, 1982. – 112 с.
6. Гидравлические приводы станочного оборудования/ В.И. Глубокий, И.А. Бачанцев, В.И. Клевзович, А.М. Якимович. – Мн.: БГПА, 1994. – 68 с.
7. Глубокий В.И., Клевзович В.И., Якимович А.М. Гидравлическая аппаратура станочного оборудования. – Мн.: БГПА, 1994. – 52 с.
8. Данилов Ю.А., Кирилловский Ю.Л., Колпаков Ю.Г. Аппаратура объемных гидроприводов: Рабочие процессы и характеристики. – М.: Машиностроение, 1990. – 272 с.
9. Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу / Под ред. Б.Б.Некрасова. – М.: Высшая школа, 1989. – 192 с.
10. Иринг Ю. Проектирование гидравлических и пневматических систем / Пер. со словац. Д.К.Раппопорта. – Л.: Машиностроение, 1983. – 363 с.
|
|
|
11. Корнилов В.В., Синицкий В.М. Гидропривод в кузнечно-штамповочном оборудовании / Под ред. Н.В.Пасечника. – М.: Машиностроение, 2002. – 224 с.
12. Кузнецов В.Г. Приводы станков с программным управлением. – М.: Машиностроение, 1983. – 248 с.
13. Машиностроительный гидропривод / Под ред. В.И. Прокофьева. – М.: Машиностроение, 1978. – 495 с.
14. Металлорежущие станки / Н.С. Колев, Л.В. Красниченко, Н.С. Никулин и др. – М.: Машиностроение, 1980. – 288 с.
15. Металлорежущие станки / Под ред. В.Э. Пуша. – М.: Машиностроение, 1985. – 575 с.
16. Металлорежущие станки и автоматы / Под ред. А.С. Проникова. – М.: Машиностроение, 1981. – 479 с.
17. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов. – М.: Машиностроение. 1991. – 384 с.
18. Никитин О.Ф., Холин К.М. Объемные гидравлические и пневматические приводы. – М.: Машиностроение, 1981. – 269 с.
19. Проектирование гидравлических систем машин / Г.М. Иванов, С.А. Ермаков, Б.Л. Коробочкин и др. – М.: Машиностроение, 1992. – 224 с.
20. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. – М.: Машиностроение, 1995. – 464 с.
21. Скрицкий В.Я., Рокшевский В.А. Эксплуатация промышленных гидропроводов. – М.: Машиностроение, 1984. – 176 с.
22. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / Под ред. Б.Б. Некрасова. – Мн.: Выш. школа, 1985.
23. Столбов Л.С., Перова А.Д., Ложкин О.В. Основы гидравлики и гидропривод станков. – М.: Машиностроение, 1988. – 256 с.
24. Федорец В.А. Расчет гидравлических и пневматических приводов гибких производственных систем. – Киев: Вища школа, 1988. – 176 с.
25. Холин К.М., Никитин О.Ф. Основы гидравлики и объемные гидроприводы. – М.: Машиностроение, 1989. – 264 с.
26. Чупраков Ю.И. Гидропривод и средства гидропневмоавтоматики. – М.: Машиностроение, 1979. – 232 с.
27. Юшкин В.В. Основные расчеты объемного гидропривода. – Мн.: Выш. школа, 1982. – 94 с.
28. Якимович А.М., Клевзович В.И., Бачанцев А.И. Проектирование гидравлических приводов. – Мн.: БНТУ, 2002. – 71 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Перечень ГОСТов
ГОСТ 2.316-68. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц.
ГОСТ 2.701-84. Схемы. Общие требования к выполнению.
ГОСТ 2.704-76. Правила выполнения гидравлических и пневматических схем.
ГОСТ 2.780-96. Обозначения условные графические. Кондиционеры рабочей среды, емкости гидравлические и пневматические.
|
|
|
ГОСТ 2.781-96. Обозначения условные графические. Аппаратура распределительная и регулирующая.
ГОСТ 2.782-96. Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические.
ГОСТ 2784-96. Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов.
ГОСТ 6540-96. Цилиндры гидравлические и пневматические. Основные параметры.
ГОСТ 6286-73. Рукава резиновые высокого давления с металлическими оплетками.
ГОСТ 8732-78. Трубы стальные бесшовные горячекатаные. Сортамент.
ГОСТ 8734-75. Трубы стальные бесшовные холоднотянутые и холоднокатаные. Сортамент.
ГОСТ 12445-80. Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Номинальные давления.
ГОСТ 13823-93. Гидроприводы объемные. Насосы объемные и гидромоторы. Общие технические требования.
ГОСТ 13824-80. Насосы объемные и моторы. Рабочие объемы.
ГОСТ 13825-80. Гидроприводы объемные и смазочные системы. Номинальные расходы жидкости.
ГОСТ 14063-68. Аппаратура гидравлическая и пневматическая. Основные параметры.
ГОСТ 14064-68. Аккумуляторы гидравлические. Основные параметры.
ГОСТ 14066-68. Фильтры гидравлических и смазочных систем. Основные параметры.
ГОСТ 16770-86. Баки гидравлических и смазочных систем. Номинальные емкости.
ГОСТ 17398-72. Насосы. Термины и определения.
ГОСТ 17752-31. Объемный гидропривод и пневмопривод. Термины и определения.
ГОСТ 12.2.040-79. Гидравлические приводы. Правила по технике безопасности.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Буквенные позиционные обозначения элементов гидропривода (ГОСТ 2.704-76):
устройство (общее обозначение) – А
гидроаккумулятор (пневмоаккумулятор) – АК
аппарат теплообменный – АТ
гидробак – Б
влагоотделитель – ВД
вентиль – ВН
гидровытеснитель – ВТ
пневмоглушитель – Г
гидродвигатель (пневмодвигатель) поворотный – Д
делитель потока – ДП
гидродроссель (пневмодроссель) – ДР
дроссель с обратным клапаном – ДРК
гидрозамок (пневмозамок) – ЗМ
гидроклапан (пневмоклапан) – К
гидроклапан давления – КД
клапан давления с обратным клапаном – КДК
|
|
|
гидроклапан обратный – КО
гидроклапан предохранительный – КП
клапан редукционный – КР
компрессор – КМ
гидромотор (пневмомотор) – М
манометр – МН
маслораспылитель – МР
масленка – МС
насос – Н
насос аксиально-поршневой – НА
насос винтовой – НВ
насос-мотор – НМ
насос пластинчатый – НП
насос шестеренный – НШ
насос радиально-поршневой – НРП
насосная установка – НУ
гидрораспределитель (пневмораспределитель) – Р
реле давления – РД
распределитель дросселирующий - РДР
гидроаппарат (пневмоаппарат) золотниковый – РЗ
гидроаппарат (пневмоаппарат) клапанный – РК
распределитель направляющий – РН
регулятор расхода – РР
регулятор расхода с обратным клапаном – РРК
ресивер – РС
сепаратор – С
сумматор потока – СП
гидроусилитель – УС
фильтр – Ф
гидроцилиндр (пневмоцилиндр) – Ц
датчик уровня масла (указатель уровня) – УУ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Таблица перечня элементов принципиальной гидросхемы
В графах таблицы указываются позиционные обозначения элементов гидравлической схемы, их наименования, а также обозначения в соответствии с ГОСТом или отраслевой нормалью. В графе "Примечание" приводятся основные технические характеристики элементов гидравлического привода (рабочее давление, расход, пропускная способность и т. д.).
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Примерные размеры графических обозначений элементов
гидравлических схем
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Условные графические обозначения основных элементов
гидропривода на гидравлических схемах по ГОСТ 2.780-96,
ГОСТ 2.781-96, ГОСТ 2.782-96
| Наименование | Обозначение | |
| Конденсатор рабочей среды: – общее обозначение | 
| |
| – фильтр | 
| |
| с магнитным сепаратором | 
| |
| с индикатором загрязненности | 
| |
| – влагоотделитель с ручным отводом конденсата | 
| |
| с автоматическим отводом конденсата | 
| |
| – фильтр-влагоотделитель с ручным отводом конденсата | 
| |
| – увлажнитель | 
| |
| – подогреватель | 
| |
| – охладитель без указания линий подвода и отвода окружающей среды | 
| |
| – охладитель с указанием линий подвода и отвода охлаждающей среды | 
| |
| – охладитель и подогреватель | 
| |
| – маслораспылитель | 
| |
| Наименование | Обозначение | |
| Гидробак и смазочный бак: под атмосферным давлением: –общее обозначение | 
| |
| – со сливным трубопроводом выше уровня рабочей жидкости | 
| |
| – со сливным трубопроводом ниже уровня рабочей жидкости | 
| |
| с давлением выше атмосферного: – общее обозначение | 
| |
| – со сливным трубопроводом выше уровня рабочей жидкости | 
| |
| – со сливным трубопроводом ниже уровня рабочей жидкости | 
| |
| с давлением ниже атмосферного: – общее обозначение | 
| |
| – со сливным трубопроводом выше уровня рабочей жидкости | 
| |
| – со сливным трубопроводом ниже уровня рабочей жидкости | 
| |
| Аккумулятор гидравлический или пневматический (изображается только вертикально) – гидравлический (без указания принципа действия) | 
| |
| – пружинный гидравлический | 
| |
| – пневмогидравлический | 
| |
| – грузовой гидравлический | 
| |
|
|
|
| Насос нерегулируемый: – с нереверсивным потоком – с реверсивным потоком | 
|
| Насос регулируемый: – с нереверсивным потоком – с реверсивным потоком | 
|
| Насосы: – шестеренный – винтовой | 
|
| – пластинчатый – радиально-поршневой – аксиально-поршневой | 
|
| Гидромотор нерегулируемый: – с нереверсивным потоком – с реверсивным потоком | 
|
| Гидромотор регулируемый: – с нереверсивным потоком – с реверсивным потоком | 
|
| Поворотный гидродвигатель | 
|
| Гидромашина нерегулируемая, с двумя направлениями вращения. Показано одно направление вращения, связанное с направлением потока | 
|
| Гидромашина регулируемая (с изменением рабочего объема в обе стороны) с одним направлением вращения Показано направление вращения и соответствующая позиция устройства управления, связанные с направлением потока | 
|
| Цилиндр одностороннего действия гидравлический: – поршневой без указания способа возврата штока – поршневой с выдвижением штока пружиной | 
|
| – поршневой с возвратом штока пружиной – плунжерный | 
|
| Цилиндр двухстороннего действия гидравлический: – с односторонним штоком – с двухсторонним штоком | 
|
| – телескопический с односторонним выдвижением – телескопический с двухсторонним выдвижением | 
|
| Цилиндр дифференциальный (отношение площадей поршня со стороны штоковой и нештоковой полостей имеет первостепенное значение) | 
|
| Цилиндр двухстороннего действия с подводом рабочей среды через шток: – с односторонним штоком – с двухсторонним штоком | 
|
| Цилиндр двухстороннего действия с постоянным торможением в конце хода: – со стороны поршня – с двух сторон | 
|
| Цилиндр двухстороннего действия с регулируемым торможением в конце хода: – со стороны поршня – с двух сторон и соотношением площадей 2:1 | 
|
| Поступательный преобразователь: – с одним видом рабочей среды – с двумя видами рабочей среды | 
|
| Клапан обратный: – без пружины; открыт, если давление на входе выше давления на выходе | 
|
| Гидромазок односторонний | 
|
| Клапан напорный (предохранительный или переливной) – прямого действия | 
|
| – прямого действия – с дистанционным управлением гидравлический | |
– непрямого действия с обеспечением дистанционного управления
Упрощенное
| Детальное
|
| – прямого действия с электромагнитным управлением | 
|
| – непрямого действия с пропорциональным электромагнитным управлением | 
|
| Клапан редукционный: одноступенчатый, нагруженный пружиной | 
|
| – с дистанционным управлением | 
|
| – двухступенчатый, гидравлический, с наружным регулированием возврата | 
|
| – со сбросом давления гидравлический | 
|
| – со сбросом давления, с дистанционным управлением, гидравлический | 
|
| Клапан разности давлений | 
|
| Клапан соотношения давлений | 
|
| Клапан последовательности, одноступенчатый, нагруженный пружиной, на выходе может поддерживаться давление, с наружным дренажом | 
|
| Дроссель регулируемый Без указания метода регулирования или положения запорно-регулирующего элемента, обычно без полностью закрытой позиций | 
|
| Дроссель с обратным клапаном С переменным дросселированием, со свободным проходом потока в одном направлении, но дросселированием потока в другом направлении | 
|
| Регуляторы расхода: – регулятор расхода двухлинейный с изменяемым расходом на выходе | 
|
| – регулятор расхода трехлинейный с изменяемым расходом на выходе, со сливом избыточного расхода в бак | 
|
| –регулятор расхода трехлинейный с предохранительным клапаном | 
|
| Синхронизаторы расходов: – делитель потока – сумматор потока | 
|
| Распределитель 3/2 Трехлинейный, двухпозиционный, переход через промежуточную позицию, управление электромагнитом и возвратной пружиной | 
|
| Распределитель 5/2 Пятилинейный, двухпозиционный, управление давлением в двух направлениях | 
|
| Дросселирующий распределитель – с серворегулированием, с закрытым центром, пружинным центрированием, электромагнитным управлением | 
|
| Распределитель 4/3 – с одноступенчатым пилотным управлением. Пилотная ступень. Четырехлинейный, трехпозиционный распределитель, пружинное центрирование, управление двумя противоположными электромагнитами, с мускульным дублированием, наружным сливом | 
|
| Основная ступень. Четырехлинейный, трехпозиционный распределитель, пружинное центрирование, внутренний подвод давления управления в двух направлениях; линии управления в нейтральной позиции без давления | 
|
| – с одноступенчатым пилотным управлением. Пилотная ступень. Четырехлинейный, трехпозиционный распределитель, пружинное центрирование, управление одним электромагнитом с двумя противоположными обмотками, с мускульным дублированием, наружным подводом потока управления | 
|
| Основная ступень. Четырехлинейный, трехпозиционный распределитель, центрирование давлением и пружинное, срабатывает от сброса давления управления; линии управления в нейтральной позиции под давлением | 
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
|
|
|
