Гаврилеев Ю.В. КТ12-НТК(БТ)ПМ-057 (Вариант стенда для диагностирования гидродвигателей), страница 6

Она равна произведению крутящего момента на валу на ее угловую скоростьNп  M кр  н(2.5)гдеM кр -крутящий момент из паспортных данных на электродвигатель (40Нм);н - угловая скорость.н 2  п 1,60 с(2.6)гдеп – частота вращения вала насоса (1050 об/мин)ЛистИзм. Лист№ докум.ПодписьДата36н 1050  2  3,141 109,960сN п  40 109,9  4396 ВтРисунок 2.10.

Баланс мощности насосаМощность, которую получаем в виде потока жидкости под давлением,называется полезной мощностью насоса (в дальнейшем просто мощность насоса):N н  Qн  Рн(2.7)N н  3858,75 ВтОтношение мощности насоса к подведенной мощности называется общим КПД насоса:общ НNнNп(2.8)общ Н3858, 75 0,874396ЛистИзм. Лист№ докум.ПодписьДата37Для современных насосов объемный КПД находится в пределах 0,92—0,96. Значения коэффициентов полезного действия приведены в техническиххарактеристиках насосов.Объемный КПД определим в результате диагностирования, и сравним спаспортными данными.Механический КПД характеризует потери на трение в подвижных деталях насоса.

При относительном перемещении соприкасающихся поверхностей в зоне их контакта всегда возникает сила трения, которая направлена всторону, противоположную движению. Эта сила расходуется на деформациюповерхностного слоя, пластическое оттеснение и на преодоление межмолекулярных связей соприкасающихся поверхностей.Мощность, затраченная на преодоление сил трения, определится:Nтр  М тр  н(2.9)гдеМ тр - момент трения в насосе (в зависимости от износа и качества поверхно-сти пластин и статора, примерно равен 0,5..2Нм);Nтр  2 109,9  219,8ВтМеханический КПД определяется из соотношения: мех Н мех НN п  N трNп(2.10)4396  219,8 0,954396Для современных насосов механический КПД также находится в пределах 0,92—0,96.Гидравлический КПД характеризует потери на деформацию потокажидкости в напорной камере и на трение жидкости о стенки насоса.

Эти по-ЛистИзм. Лист№ докум.ПодписьДата38тери примерно на порядок ниже механических потерь на трение и часто винженерных расчетах не учитываются.Таким образом, баланс мощности насоса ( рисунок 2.10) дает представление о потерях, возникающих в насосе, общем КПД и всех его составляющих.Подведенная мощность привода была определена ранее и она равна:N п  4,396кВтНоминальная приводная мощность гидронасоса определяется по формуле:полN Н  N cр К1  К 2 1,(2.11)где К1 – коэффициент запаса по усилию, K1=l,15; К2 – коэффициент запаса поскорости, K2=1,2;N Н  4, 396 1,15 1, 2 1 6, 45кВт0.94Определяем требуемую подачу насоса по формуле:Qн Nн 106 см 3 / сРном(2.12)где Рном – номинальное давление насоса, МПаQн 6450106  516см3 / с612,5 10В предварительных расчетах в качестве гидронасоса принимается насос шестеренный НШ-10.

Его техническая характеристика представлена втаблице 2.3ЛистИзм. Лист№ докум.ПодписьДата39Таблица 2.3 – Техническая характеристика насоса шестеренного НШ10ДавлениеЧастотана выходе,вращения,РабочийМПаоб/минМасса,11000.92общий0.95кгский7,5механиче-1700макси-наямальноеНоминаль-20кВтобъемный10мальная10ноемакси-мощность,номиналь-объем,см3/обКПДНоминальная0.822,5Определяем потребное число оборотов вала по формуле:n60  Qн60  516 3258, 9об / мин(2.13)q  об10  0, 95где q- рабочий объем насоса, см3/об; - объемный к.п.д. насосаМетодом обратных расчетов, определяем подачу насосаQн п  q об 1050 10  0, 95 166, 25см3 / с6060(2.14)Где п - число оборотов вала2.4 Выбор распределителяТип и марку распределителей выбирают по номинальному давлению,подаче насоса и количеству гидродвигателей.Для Рном=12,5МПа и Qh=10 л/мин принимаем двухпозиционный крановый распределитель с ручным управлением типа ВГ71-31. Техническая характеристика данного распределителя приведена в таблице 2.4ЛистИзм.

Лист№ докум.ПодписьДата40Таблица2.4 – Техническая характеристика распределителя типа ВГ7131.Поток жидкости, л/минУсловныйпроход, ммноминальный8максимальный12,5Давление, МПаНоминальный1620максимальный25Допустимое давление на сливе,МПа0,8Распределитель крановый двухпозиционный ВГ71-31Рисунок 2.11 Распределитель крановый двухпозиционный ВГ71-31Основные технические характеристики:1Условный проход : 8мм;2Поток жидкостиНоминальный: 12.5 л/мин;Максимальный: 16 л/мин;3ДавлениеНоминальное: 20 МПа;Максимальное: 25 МПа;4Допустимое давление на сливе: 0.8 МПа;ЛистИзм.

Лист№ докум.ПодписьДата412.5 Расчет трубопроводовПод гидравлическим расчетом трубопроводов понимают определениевнутреннего диаметра трубы на основе рекомендованных значений скоростипотока жидкости.Рекомендованные значения скорости потока жидкости:а) для всасывающего трубопровода – 0,8...1 м/с;б) для сливного трубопровода – 1,4...2 м/с;в) для напорного трубопровода – 3,6...4, 5 м/с.Внутренний диаметр трубы и площадь ее поперечного сечения находят из уравнения неразрывности потока жидкости:Qн,d  4.6(2.15)где - скорость потока жидкости, м/cSQн,(2.16)где S- площадь поперечного сечения трубопровода, м2.Для всасывающего трубопровода:Принимаем =0,9 м/с,d  4.69, 975 15, 3 мм0.9В соответствии с ГОСТ 12447-80 принимаем dв=16 мм.Для напорного трубопровода:Принимаем =4,5 м/с,d  4.69, 975 6,84 мм4, 5В соответствии с ГОСТ 12447-80 принимаем dв=8 мм.Для сливного трубопровода:Принимаем v=1,8 м/сЛистИзм.

Лист№ докум.ПодписьДата42d  4.69, 975 10,8 мм1,8В соответствии с ГОСТ 12447-80 принимаем dв=12 мм.Уточняем действительные скорости потока жидкости по формуле:  4 .6 2Qнd2(2.17)где d – диаметр трубопровода, м  4.62 9,975 0,82216мсм  4.62 9, 975  3, 2982с  4.62 9, 975  1, 46 м122с2.6 Выбор рабочей жидкостиОт правильности выбора рабочей жидкости зависят работоспособностьгидропривода и долговечность гидрооборудования. Даже оптимально спроектированный гидропривод может оказаться неработоспособным или малоэффективным, если жидкость не будет соответствовать условиям эксплуатации.Марку масла выбирают исходя из условий эксплуатации, типа насоса иответственности гидросистемы.

Чем ниже температура окружающего воздуха, тем менее вязкую жидкость следует выбирать, и наоборот.Для гидроприводов самоходных машин масла выбираются по следующим основным показателям: диапазону температур; соответствию вязкостижидкости номинальному давлению; климатическим условиям эксплуатациигидропривода; срокам эксплуатации машины; продолжительности работыгидропривода в течение суток; соответствию рабочей жидкости резиновымЛистИзм.

Лист№ докум.ПодписьДата43уплотнениям; стоимости жидкости. Важнейшим из этих показателей следуетсчитать диапазон температуры (вязкости) масла.Рабочую жидкость выбирают также с учетом типа насосов.На стенде будет использовано масло марки: МГ-302.7 Приборы и оборудование стенда для диагностированияПосле анализа гидросхема стенда претерпела ряд изменений: в схемудобавлены распределитель, гидравлический аккумулятор, регулятор потока,система обратных клапанов. Фильтр на всасывающей магистрали перенесенна сливную магистраль.1-электродвигатель; 2-гидронасос; 3-испытуемый гидромотор; 4-тормоз; 5,6датчики давления; 7-фильтр; 8,12,13-клапан обратный, 9-расходомер; 10,17клапан предохранительный, 11-бак; 14регулятор потока; 15-распределитель;16-гидроаккумуляторРисунок 2.12.

Схема гидропривода стенда переработанная.ЛистИзм. Лист№ докум.ПодписьДата442.7.1 Диагностическое оборудованиеПреобразователь давления ПД 100 – ДИРисунок 2.13. Преобразователь давления ПД 100 – ДИОсновные технические характеристики:1. Исполнение корпуса: мембрана AISI 316L корпус из нержавеющей сталидля ответственных измерений;2. Измеряемая величина: преобразователь избыточного давления;3. Диапазон измерений: от 0,06 до 100 МПа;4. Предельное давление перегрузки: от 0,09 до 150 МПа;5. Погрешность:  0,5%;  1,0%;6. Выходной сигнал: 4...20 мА;7. Присоединение к процессу: М20 1,5;8. Температура процесса (окружающая): - 40...+100 С;9. Степень защиты: IP65 по ГОСТ 14254.Датчик ПД 100 – ДИ предназначен для непрерывного преобразованияизбыточного давления измеряемой среды в унифицированный сигнал постоянного тока 4...20 мА.ЛистИзм.

Лист№ докум.ПодписьДата45Данная модель представляет собой преобразователь с измерительноймембраной из нержавеющей стали AISI 316L, измерительным штуцеромМ20х1,5 и кабельным соединителем типа DIN43650А. Модель характеризуется повышенной точностью измерения и низким выходным шумом (не более ±5 мкА).

Мембранная конструкция предотвращает возможность попадания измеряемой среды внутрь преобразователя и в окружающую среду в случае разрушения мембраны при гидро - или пневмоударе, превышающем допустимую перегрузочную способность преобразователя.Преобразователь расхода турбинный ТПР-13-2-1Рисунок 2.14. Преобразователь расхода турбинный ТПР-13-2-1Основные технические характеристики:1. Исполнение корпуса: корпус из жаропрочной, нержавеющей стали;2. Измеряемая величина: объемный расход жидкости;3. Диапазон измерений: 4,5 – 9 м 3 / ч (1,25- 2,5 л/c);4. Погрешность:  0,4% от измеряемой величины;5. Выходной сигнал: 500  50 Гц;6. Присоединение к процессу: М45х1.5;7. Температура процесса (окружающая): - 200...+200 С.Преобразователь расхода турбинный ТПР13-2-1 (турбинный преобразователь расхода, тип -13, с ниппельным соединением по внутреннему конусу на давление 20 МПа, исполнение преобразователя - на подшипниках качения).

Предназначен преобразователь для измерения и выдачи информацииЛистИзм. Лист№ докум.ПодписьДата46об объемном расходе жидкости в виде частотного электрического сигналасинусоидальной формы в теплоэнергетических установках, стендовом оборудовании на объектах сферы обороны, безопасности и промышленности.Преобразователь представляет собой калиброванный участок трубопровода, в котором в двух опорах, выполненных в виде струевыпрямителей,на подшипниках установлена турбинка.Жидкость, протекающая через преобразователь, приводит во вращениетурбинку.Магнитоиндукционный генератор преобразует обороты турбинки вэлектрические сигналы измерительной информации, напряжение и частотакоторых пропорциональна измеряемому расходу жидкости.Корпус и внутренние детали, включая подшипники, выполнены из жаропрочных нержавеющих сталей.Так же при разработки стенда используем датчик числа оборотов Сенсор ВБО-М18-76К-3111-СДатчик числа оборотов Сенсор ВБО-М18-76К-3111-СРисунок 2.15.