Гидроцилиндр с односторонним штоком (стр. 2 из 3)

Параметры распределителя представлены в таблице 4:

Таблица 4 - Параметры распределителя

Параметры	Диаметр условного прохода, мм	Расход масла, л/мин
		Номинальный	Максимальный
В16	16	53-125	90-125

Параметры остальной аппаратуры представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Параметры гидроаппаратуры

Наименование элемента	Типоразмер	Номинальный расход Qном, л/мин	Номинальное рабочее давление рном, МПа	Потери давления Dр, МПа
Регулятор потока (расхо-да)	МПГ-25	80	20	0,2
Фильтрнапорный	32-25-К	160	20	0,16
Гидроклапан давления	Г54-34М	125	20	0,6

3. Расчет трубопроводов гидросистемы

3.1 Определение диаметров всасывающего, напорного и сливного трубопроводов

Скорости в линиях принимаем:

для всасывающего трубопровода u=1,6 м/с;

для сливного трубопровода u=2 м/с;

для напорного трубопровода u=3,2 м/с (при р<6,3 МПа).

Зная расход Q (расход жидкости во всасывающей, напорной и сливной линиях), диаметр трубопровода определяется по формуле (14):

, (14)

где u - скорость движения рабочей жидкости.

Для всасывающей линии внутренний диаметр трубопровода равен:

d_вс=

=31,97 мм

Для сливной линии:

Q_сл=Q_ном× (F/ (F-f)) (15), F= D²/4=3,14×0,125²/4=0,012266 ì²

f=pd²/4=3,14×0,036/4=0,001 м²

Q_сл=54,9× (0,012266/ (0,012266-0,001)) =77×,09=83,8 л/мин

Определяем диаметр трубы сливной линии:

d_сл=

=29,83 мм

Для напорной линии:

Q_н=Q_вс=56 мм (16)

d_н=

=22,6 мм.

Толщину стенок трубопровода можно определить по формуле (17):

, (17)

где

- максимальное давление в гидросистеме;

d - внутренний диаметр трубопровода;

=6 - коэффициент безопасности;

- предел прочности на растяжение материала трубопровода, принимаем материал медь, для которой =250 МПа.

Толщину стенок трубопровода всасывающей линии, при максимальном давлении:



d_вс=

=1,44.

Толщина стенок трубопровода напорной линии, при максимальном давлении:

d_н=

=1,017 мм.

Выбираем толщину трубопровода напорной линии 0,8 мм.

Толщина стенок трубопровода сливной линии, при максимальном давлении:

d_сл=

=1,34 мм.

По ГОСТ 617-90 выбираем стандартные наружные и внутренние диаметры труб:

D_нар^вс=d_вс+2d_вс=23+2×1,5=26 мм

D_нар^сл=d_сл+2d_сл =34+2×2=36 мм

D_нар^н=d_н+2d_н =21,9+2×1,5=34 мм

При определении диаметров трубопроводов, производим уточненный расчет скорости рабочей жидкости по формуле (18):

. (18)

Для всасывающей линии:

u_вс=

=1,41 м/с

Для напорной линии:

u_н=

=3,09м/с

Для сливной линии:

u_сл=

=1,85 м/с

3.2 Определение общих потерь давления, давления и подачи насоса, уточнение выбора насоса

Плотность масла при рабочей температуре можно определить по формуле:

r_t= (19)

где r - плотность масла, кг/м³;

Dt - изменение температуры, °С;

b₁ - коэффициент температурного расширения жидкости (для минеральных масел). b₁=7×10^-4), °C^-1

r_t= =879,4 кг/м³

Кинематический коэффициент вязкости n_р при р=3,75 МПа определяется по формуле (20):

n_р= (1+0,03р) ×n (20), n_р= (1+0,03×3,75) ×21=23,78мм²/с

Коэффициенты сопротивления по длине трубопровода λ определяется в зависимости от режима движения жидкости и зоны сопротивления. Сначала определяется число Рейнольдса:

(21)

Для всасывающей линии:

Re_вс=1400×34/23,78=2001,68

Число Рейнольдса Re<2320, значит, режим движения ламинарный и коэффициент сопротивления λ определится по формуле:

(22)

λ_вс=75/2001,68=0,037

Для напорной линии:

Re_н=3090 23/23,78=2988,64

Число Рейнольдса 2310<Re<4000, значит, режим движения переходный и коэффициент сопротивления λ определится по формуле (23):

λ_н=2,7/Re^{0,53 (}23)

λ_н=2,7/ (2988,64) ^0,53

Для сливной линии:

Re_сл=1850×31/23,78=2411,68

Число Рейнольдса 2320<Re<4000, значит, режим движения переходный и коэффициент сопротивления λ определится как:

λ_сл=2,7/2411,69^0,53=0,042

При ламинарном режиме коэффициенты местных сопротивлений ξ_лр зависят от числа Рейнольдса и определяются по формуле:

x_лр=x×b (24)

где b - поправочный коэффициент, учитывающий зависимость потерь в местном сопротивлении от числа Рейнольдса при ламинарном режиме.

Для всасывающей линии b_вс=1,09, для напорной линии b_н=1, для сливной линии поправочный коэффициент не учитывается.

Коэффициент местных сопротивлений ξ рассчитывается согласно схеме гидросистемы.

Таблица 6 - Коэффициент местного сопротивления

Участок	Расчетная формула	Значение	С учетом Рейнольдса
Всасывающий	xвс=xвх	0,5	0,5×0,165=0,0825
Напорный	xн=2×xкрест +3×xпов+xвх. цxкрест - крестовое разветвление (0,1)xпов - поворот трубопровода (0, 19)xвх - вход в гидроцилиндр (1)	2×0,1+3×1, 19+ 1=4,77	4,77×1=4,77
Сливной	xсл=xкрест +xпов+xвыхxкрест - крестовое разветвление (0,1)xпов- поворот трубопровода (1, 19)xвых- выход из трубы в резервуар (1)	0,5+1, 19+=2,29	2,29

Площадь сечения трубопровода определяется по формуле (11):

Для всасывающей линии: F_вс=3,14×34²/4=907,5 мм²

Для напорной линии: F_н=3,14×23²/4=415,3 мм²

Для сливной линии: F_сл=3,14×31²4=754,4 мм²

Определение потерь давления в гидроаппаратах:

Напорная линия: МПа

Для напорного фильтра:

Сливная линия: МПаОбщие потери давления, состоящие из потерь во всасывающей, напорной и сливной, приведенной к напорной, линиях определяются по формуле:

(25)

Выражая скорости движения жидкости

в трубопроводах, потери давления в аппаратах Σ , Σ и расход жидкости в сливной линии Q_сл через расход Q_н в напорной линии, можно получить:

(26)

где

D=F/ (F-f) или D=1/ (1-f/F); D=

λ - коэффициент сопротивления трения по длине трубопровода,

Σξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений в соответствующей линии (вход и выход из трубы, внезапное расширение и сужение трубы, повороты, тройники и т.д.),

l_вс, l_н, l_сл - длины трубопроводов соответственно всасывающей, напорной и сливной линии,

d_вс, d_н, d_сл - диаметры соответственно всасывающей, напорной и сливной линии,

ρ - плотность жидкости,

Σ, Σ- потери давления в гидроаппаратах, установленных в напорной и сливной линиях соответственно.

Используя для расчета потерь давления формулу (26), получаем: