Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 54
Текст из файла (страница 54)
гго 1 г.4. Определение мощности и КПД гидроприводов В приводе с гидромотором действительное давление, развиваемое насосом, рассчитывают по формуле 2кМ р = — + ~,5д„+ ~~у„. гоп Дпя определения скоростей движения гидродвигателей необходимо вычислить действительный расход рабочей жидкости О, поступающей в гидзодвигатели: О, =О, -~лО, где Ц„„— действительная подача выбранного насоса; хлО,„— суммарные утечки во всех гидроаппаратах„включенных между насосом и гидродвигателями.
Скорость штока гидроцилиндра О, у = — т1 ц ~ 0> где А — аффективная площадь гидроцилиндра; и, — объемный КПД гидроцилиндра. Частота вращения вала гидромотора где Кз — рабочий объем гидромотора," и, — объемный КПД гидромотора, расхождение между заданными П, и действительными Пя параметрами подсчитывается по формуле П з д ~00% П, 11.4. Определение мощности и КПД гидроприеодов Полная мощность гидропривода„кВт, равна мощности„потребляемой насосом, т.е. где ΄— подача насоса, л/мин; р †давлен, развиваемое насосом,мПа; и„— общий КПД насоса. Полезная мощность гидропривода Ж„,„, кВт, представляет собой сумму выкодных мощностей гидродвигатепей, которые определяются по их действительным выходным параметрам, полученным в ходе поверочного расчета: ~'ои в на штоке гидроцилиндра Ф„= — "„ ! 000" Мп в нв валу гидромотора Ф„= —; 9 552,5 где à — усилие на выходном звене, Н; сц — скорость перемещения выходного звена, Мс; М вЂ” крутящий момент нв валу, Н.м; пи — частота вращения вала гидромотора, мин '.
КПД гидропривода рассчитывают по следующей формуле: 7 7. Основы проектирования гидроприводов 1 1.5. Тепловой расчет гидроприводов Тепловой расчет выполняют с целью определения условий работы гидропривода, уточнения объема гидробака и поверхности теплоотдачи, а также выявления необходимости применения теплообменников. Количество теплоты или тепловой энергии Е, получаемое рабочей жидкостью в единицу времени, соответствует потерянной в гидроприводе мощности и определяется по формуле 4 =л1у=Ж.— 7у Условие приемлемости теплового режима в гидроприводе имеет следующий вид: лт„„<Т„= Т „— т.
где л ҄— перепад температур между рабочей жидкостью и окружающим воздухом в установившемся режиью; Лтд, — максимально допустимый перепад температур между рабочей жидкостью и окружающим воздухом; Т „— максимально допустимая температура рабочей жидкости (должна соответствовать минимально допустимой вязкости, указанной в технических условиях на выбранный тип насосов и гидромоторов); 7; — максимальная температура окружающего воздуха.
Площадь поверхности теплообмена„необходимая для поддержания перепада л Т „< 7' определяется выражением — КзК.лТ„ где Кз и К вЂ” козФфициенты теппопередачи гидробака и труб, Вт1(мз'С1: в для гидробака Кз = 8-12; в для труб К = 12-16; в при обдуве гидробака Кз = 20 — 25; в дпя гидробака с водяным охлаждением 7(~ = 110-1 75.
Площадь поверхности теплообмена складывается из суммарной площади поверхности труб А,р, через которые происходит теплообмен с окружающей средой, и площади поверхности теплоотдачи бака Аз. Определив площадь поверхностей труб из соотношения где И вЂ” внешний диаметр трубы; Х1 — суммарная длина труб, находят площадь поверхности теплоотдачи гидравлического бака Аз.
Определить объем бака Р~ можно и по площади его поверхности: Аз = аЬ + 2аЬ~ + 2ЬЬ„ где а и Ь вЂ” длина, ширина бака; Ь, — уровень масла в баке. Учитывая, что бвк имеет форму параллелепипеда ( Рз = аЬЬ1, конструктивно подбирают габаритные размеры гидробака: длину а, ширину Ь, высоту Ь (Ь ~ ЬД, Найденный объем бака округляют до стандартного значения в большую сторону. Номинальные емкости для приводов гидростатических, пневматических и смазочных систем приводятся в ГОСТ 12448-80. 222 12. Гидравлические системы смазки и охлаждения Таблица г2.1 '- ':,,; ':,'..." "':-.::,, ';":;-,;-Т))()вэгй((В)((((~)К)(ЗК)ф(ЯкйлффУк .-; -.-,,",;;.$я(())~))й~((ва::,':.',,';.',.: -::," :(гккг)кВВ~!МФЮВ,;" Основное Функциональное на- значение Охлаждение инструмента в зоне обработки, смыв стружки Создание смазочной пленки в местах контакта пар трения Виды материалов используемых для создания СОТС Жидкая смазка (СОЖ), пластич- ная смазка, аэрозоль СОЖ Зоны оборудования в которых создается СОТС Зоны непосредственного контак- та инструмента с деталью Зоны контакта трущихся поверх- ностей узлов и механизмов Относительно небольшие расходы с возможностью точного дозирования (от 0,081 см') при высоком давлении Большие расходы (до 21 000 гкмин) с относительно грубой регули- ровкой и, в основном, невысоким давлением Раскодно-перепадные характеристики наиболее распространенных систем Наиболее распространенный способ дозирования Дроссельный Объемный Наиболее благоприятный режим течения подводимой рабочей жидкости' Турбулентный Ламинарный ' С повышением турбулентности потока усиливается охлаждающее имоющеедействие СОТС.
Лриламинириаации потока улучшаются смазочное и проникающее действия. В отличие от гидравлических приводов. относящихся к системам управления различными машинами и станками, гидравлические системы смазки и охлаждеия принадлежат к системам, обеспечивающим рабочий процесс в этих объектах. Назначение указанных систем — повысить точность изготовления и чистоту поверхности деталей, увеличить КПД и срок эксплуатации технологического оборудования путем подачи охлаждающих и смазочных материалов в зоны непосредственного контакта рабочего инструмента с деталью, а также в точки контакта трущихся поверхностей узлов и механизмов технологического оборудования. Другими словами, гидравлические системы смазки и охлаждения предназначены для создания соответствующих смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) в различных зонах технологического оборудования.
В зависимости от агрегатного состояния вещества, используемого для создания СОТС, различают следующие виды материалов: в твердые смазочные материалы (ТСМ); в пластичные смазочные материалы (ПСМ); в смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ); и газообразные среды. На практике различают гидравлические системы смазочно-охлаждающих жибкосгпай (системы СОЖ) и гидравлические смазочные состемы (табл.
12.1). 12. Гидравлические системы смазки и охлаждения 12.1. $ идравличесггие смазочные системы Развитие теории рабочих процессов машин, опыт создания и эксппуатации оборудования показали, чта основной причиной выхода из строя деталей и рабочих органов является не поломка, а износ и повреждение их поверхностей трения. На любой обработанной поверхности всегда существуют шероховатости и волнистости, которые соприкасаются при движении одной поверхности по другой. В результате этих соприкосновений в тонком поверхностном слое пар трения наблюдается срезание микронеровностей, их упругая ипи пластическая деформация, что приводит к изнашиванию, т.е, постепенному разрушению поверхности твердого тела под действием силь трения.
В зависимости от условий, в которых происходит взаимодействие контактирующих поверхностей твердых теп, различают сухое, граничное и жидкостное трение. Сухое трение возникает при взаимодействии твердыхтед без наличия между ними прослойки смазочного материала. Такое трение приводит к наибольшему износу пар трения и потерям энергии прилагаемой для реализации взаимного перемещения поверхностей. В случаях, когда на поверхностях контактирующих твердых теп имеется пленка смазочного материала толщиной порядка О,1 мкм, говорят о граничном гпрении.
Граничное трение не исключает износа трущихся поверхностей, но в этом случае происходит износ только наиболее выступающих микронеровностей. При наличии между взаимно перемещающимися контактирующими поверхностями слоя смазочного материала, полностью разделяющего трущиеся поверхности, толщиной свыше О, б мкм, т.е.
когда слои смазочного материала имеют воэможность свободно перемещаться друг относительно друга, имеет место жидкостное трение. При этом внешнее трение между контактирующими поверхностями твердых теп заменяется на внутреннее трение взаимно перемещающихся слоев смазочного материала. Дпя уменьшения силы трения и интенсивности изнашивания за счет замены внешнего трения между контактирующими поверхностями твердых теп на внутреннее трение относительного скольжения слоев смазочного материала промышленное оборудование оснащают смазочными системами, основная задача которых — своевременная доставка требуемого количества смазочного материала в зону контакта трущихся поверхностей. При этом слой смазочного материала предохраняет пары трения от коррозии, работает в качестве гидравлического буфера, воспринимающего ударные нагрузки, охлаждает и уносит продукты износа трущихся поверхностей.
12.1.1. Смазочные материалы Материалы, способствующие уменьшению силы трения и износу трущихся поверхностей, увеличению нагрузочной способности механизмов, называют смазочными материалами. В качестве смазочных материалов наибольшее применение нашли жидкие и пластичные смазочные материалы. Жидкие смазочные материалы (смазочные масла). Смазочные масла в большинстве своем представляют собой очищенные нефтяные масла со специальными присадками, позволяющими увеличить срок службы масел в 2-4 раза. Масла без присадок применяют дпя смазывания пегконагружвнных, высокоскоростных узлов в машинах и механизмах промышленного оборудования. Эксплуатационные свойства таких масел обеспечиваются их естественной нефтяной основой. Основными характеристиками общими дпя всех жидких смазочных материалов являются: е вязкость; е температура застывания; в температура вспышки; п кислотное число.
Вязкость — одна из наиболее важных характеристик смазочного материала, во многом определяющая силу трения между перемещающимися поверхностями, на которые нанесен смазочный материал. 12. 1. Гидравлические смазочные системы Поскольку вязкость обратно пропорциональна температуре (в диапазоне температур от — 30 ... +150 С изменяется в тысячи раз) для стабилизации вязкостно-температурных свойств масел в их состав добавляют специальные вязкостные присадки, относительно мало повышающие вязкость базового масла при низкой температуре, но значительно увеличивающие вязкость при повышении температуры. Значение вязкости смазочного материала всегда указывается при конкретном значении температуры, как правило, при 40 'С.
Твмпврагпура застывания (точка утечки) — самая низкая температура, при которой масло растекается под действием силы тяжести. Понятие температуры застывания используется для определения прокачиваемости масла по трубопроводам и возможности смазки узлов трения, работающих при пониженной температуре. Под температурой застывания масла подразумевается температура, при которой масло, помещенное в пробирку и наклоненное под углом 45', не изменяет своего уровня в течение одной минуты. Температура застывания должна быть на 5 ... 7 С ниже той температуры, при которой масло должно прокачиватьсяя. Твмперагпура вспышки — самая низкая температура, при которой масло воспламеняется при воздействии на него пламени. Температуру вспышки паров масла необходимо знать при подаче масла к узлам трения, работающим при повышенной температуре.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
