 |
Определение КПД гидропривода
|
|
|
|
При работе каждого из гидромоторов КПД гидропривода будет ниже, чем при работе гидроцилиндра. Это объясняется тем, что КПД каждого из гидромоторов ниже, чем КПД гидроцилиндра (у выбранных гидромоторов КПД равен 0,9). В связи с этим определим КПД гидропривода на режиме, когда работает гидромотор с большим моментом сопротивления на рабочем органе.
КПД гидропривода будем определять при температуре масла, равной 60 °С. Далее результаты расчетов будут использованы при анализе теплового режима гидропривода.
Вначале определим численные знания суммарных коэффициентов местных сопротивлений участков 
. В связи с отсутствием конструктивных схем трубопроводов, так как непосредственно конструкция гидропривода не разрабатывается, необходимо задаться типами местных сопротивлений, расположенных на каждом участке. Условно примем, что на каждом участке расположено по 2-3 местных сопротивления, на участке может быть и несколько однотипных сопротивлений. Так, например, будем считать, что на участке 1′-1′′ (всасывающий трубопровод) расположены два местных сопротивления: вход в трубу (
= 1) и резкий поворот трубы на 90°(колено) (
=1,1). Тогда суммарный коэффициент местного сопротивления для участка 1′-1′′ будет составлять 
=1+1,1=2,1.
Результаты расчетов суммарных коэффициентов местных сопротивлений для остальных участков, через которые протекает рабочая жидкость, приведены в таблице 2.
В случае выполнения расчетов гидропривода в режиме работы одного из гидроцилиндров следовало бы определить также значения 
и для остальных участков.
Расчет потерь давления в местных сопротивлениях и на трение по длине определяем по следующему алгоритму.
|
|
|
При работе гидромотора по всем участкам (включая и 1′-1′′) проходит расход жидкости Q1 = 2.5·10-3 м3/с. Длина и диаметр участка 1′-1′′ следующие: l 1 = 0,5 м; d 1 = 52 мм (таблица 1).
Расчеты выполняем при максимальной рабочей температуре рабочей жидкости (ВМГЗ): 
= 60 °С. Значение вязкости при этой температуре 
= 8·10-6 м2/с, плотность ρ = 865 кг/м3.
Таблица 2 - Результаты определения суммарных коэффициентов местных сопротивлений 
| Номер участка | Типы местных сопротивлений | Значение коэффициента местного сопротивления КоличествоЗначение
| ||
| 1′-1′′ | вход в трубу | 1 | 1 | 2,1 |
| колено | 1,1 | 1 | ||
| 2′-2′′ | штуцер | 0,15 | 2 | 5,4 |
| угольник | 2 | 2 | ||
| колено | 1,1 | 1 | ||
| 5′-5′′ | угольник | 2 | 2 | 4,3 |
| штуцер | 0,15 | 2 | ||
| 6′-6′′ | угольник | 2 | 2 | 4,3 |
| штуцер | 0,15 | 2 | ||
| 7′-7′′ | угольник | 2 | 2 | 4,3 |
| штуцер | 0,15 | 2 | ||
| 8′-8′′ | угольник | 2 | 2 | 4,3 |
| штуцер | 0,15 | 2 | ||
| 9′-9′′ | штуцер | 0,15 | 4 | 1,6 |
| вход в бак | 1 | 1 |
Средняя скорость рабочей жидкости на участке 1′-1′′:
= 
= 4·2.5·10-3 / (3,14·(52·10-3)2) = 1,118 м3/с.
Для определения коэффициента гидравлического трения вычислим число Рейнольдса:
=1,118·52·10-3 /(8·10-6) = 7655.
Режим течения турбулентный. Значение 
найдем по формуле Блазиуса:
= 0,3164 / 76550,25 ≈ 0,0338
Тогда потери давления на трение по длине на участке 1′-1′′:
= 0.0338· (0,5 / 52·10-3) ·865 ·1,1182/ 2 = =195.1 Па.
Потери давления в местных сопротивлениях:
= 0,5·2,1·865·1,1182 = 1259.89 Па.
Суммарные потери давления на участке 1′-1′′:
= 195.1+1259.89 = 1454.99Па.
Давление на входе в насос (вакуумметрическое):
= 1454.99 Па.
Аналогично определены потери давления в гидравлических сопротивлениях для всех остальных участков. Результаты расчетов приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Потери давления в гидравлических сопротивлениях при работе гидромотора
|
|
|
| Номер участка | Расход  , м3/сСкорость жидкости  , м/сЗначение Re
| Значение Потери давления, Па
|
| |||
 
| ||||||
| 1′-1′′ | 1,454·10-3 | 1,178 | 7655,561 | 0,034 | 195,129 | 1259,890 |
| 2′-2′′ | - // - | 5,096 | 15923,567 | 0,028 | 12651,824 | 60640,188 |
| 5′-5′′ | - // - | 5,096 | 15923,567 | 0,028 | 31629,561 | 48287,557 |
| 6′-6′′ | - // - | 5,096 | 15923,567 | 0,028 | 31629,561 | 48287,557 |
| 7′-7′′ | - // - | 6,020 | 17308,225 | 0,028 | 47000,339 | 67403,730 |
| 8′-8′′ | - // - | 6,020 | 17308,225 | 0,028 | 48880,352 | 67403,730 |
| 9′-9′′ | - // - | 1,805 | 9478,314 | 0,032 | 1291,562 | 2255,535 |
Значения 
, 
и 
, необходимые для выполнения расчетов, для соответствующих участков приведены в таблицах 2 и 3.
Потери давления на гидромоторах определяются по следующим формулам (эти потери равны перепаду давления на гидромоторах, принимаемых при их выборе):
= 228.58·2·3,14 / (0,9·100·10-6) = 16 МПа.
Потери давления на гидрораспределителе 
= 0,4 МПа и на фильтре 
= 0,052 МПа.
Давление на выходе гидронасоса:
+ 
= 16·106 + 12651,824+
+31629,561+31629,561+47000,339+48880,352+1291,562+60640,188+48287,557+48287,557+67403,730+67403,730+2255,535+0,4·106+0,052·106 =16950991 Па.
Из уравнения для мощности насоса имеем:
=(16950991+1454.99)·2.5·10-3/0,9=47.09 кВт.
Полезная мощность гидропривода при работе мотора равна:
/ 30 =228.58·2.28·3,14· 500/ 30 = 27.27 кВт.
Полезная мощность на рабочем органе меньше на величину потерь редукторе (таким образом, потери в редукторе не учитываются при определении КПД гидропривода).
КПД гидропривода:
= 27.27 / 47.09 = 0,664.
|
|
|
