Выбор рабочей жидкости

3.3 Выбор рабочей жидкости

Первоначально необходимо выбрать условия применения гидрофицированной машины или оборудования: при отрицательных температурах; при положительных температурах в закрытых помещениях; при положительных температурах на открытом воздухе.

Аксиально-поршневые насосы работают на чистых (тонкость фильтрации 25 мкм) рабочих жидкостях ВМГЗ, МГ-20 или МГ-30 в зависимости от условий применения гидропривода. Технические характеристики этих рабочих жидкостей приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3 - Технические характеристики рабочих жидкостей

Марка	Плотность ρ при 50 оС, кг/м3	Кинематическая вяз- кость v при 50 °С, 10-4 м/с	Температурные пределы применения аксиально-поршневых насосов, °С	Условия применения
ВМГЗ	860	0,1	-40-+65	При отрицательных температурах
МГ-20	985	0,2	-10-+80	При положительных температурах в закрытых помещениях
МГ-30	980	0,3	+5 - +85	При положительных температурах на открытом воздухе

Выбирам рабочую жидкость марки МГ-20. Плотность при 50 ^оС: ρ=985 кг/м³; кинематическая вязкость при 50 °С: v=0,2∙10^-4 м/с; температурные пределы применения аксиально-поршневых насосов: от -10 °С до +80 °С; условия применения: при положительных температурах в закрытых помещениях.

3.4 Расчет и выбор гидроаппаратов

Выбор гидроаппаратуры производится, прежде всего, по давлению и расходу рабочей жидкости в точке установки. Необходимо учитывать также функциональные особенности подбираемой гидроаппаратуры. Из таблиц выбираем гидроаппаратуру.

Гидрораспределитель служит для включения, выключения и реверсирования движения штока гидроцилиндра. Выбираем распределитель типа Р-16:

Параметры	Типоразмер
	Р-16
1 Расход жидкости, л/мин	63
2 Давление номинальное, МПа	16
3 Внутренние утечки, не более, л/мин	0,05
4 Потери давления, МПа	0,2

Предохранительный гидроклапан предназначен для защиты гидропривода от давления, превышающего установленное. Выбираем гидроклапан БГ52-14:

Параметры	Типоразмер БГ 52-14
1 Расход, л/мин	70
2 Давление номинальное, МПа	5-20
3 Масса, кг	7

Гидрозамок представляет собой управляемый обратный клапан и служит для фиксации штока выключенного гидроцилиндра в требуемом положении. Выбираем гидрозамок типа КУ-20:

Параметры	Типоразмеры КУ-20
1 Расход, л/мин	63
2 Давление номинальное, МПа	32
3 Потери давления, не более, МПа	0,4
4 Утечки в сопряжении клапан-седло, см У мин	4,98
5 Масса, кг	13,1

Фильтр служит для очистки рабочей жидкости от твердых загрязнителей. Выбор типа фильтра производится по требуемой тонкости очистки, расходу рабочей жидкости через фильтр и давлению в гидролинии гидропривода. Выбираем фильтр типа 1.1.20-25:

Тип фильтра	Тонкость фильтрации, мкм	Номинальный расход, л/мин	Давление, МПа
1.1.20-25	25	63	20

Гидробак служит для размещения рабочей жидкости, дополнительной очистки жидкости от загрязнений за счет оседания твердых частиц, а также охлаждения жидкости выделением тепла через внешние поверхности бака в окружающую среду.

Объем бака ориентировочно определяется по формуле:

V_Б=(2...3)^.Q₁ , дм³ (3.8)

где Q₁ - подача гидронасоса, л/мин.

V_Б=2,5∙45=112,5 дм³

Номинальную вместимость бака принимают в соответствии с рекомендациями ГОСТ 16770 из ряда значений (дм³):

25; 40, 63; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800

Выбыраем V_Б=125 дм³.

3.5 .Расчет гидролиний

Расчетный диаметр d_P, мм гидролиний определяется по формуле:

= (3.9)

где Q - расход жидкости на рассматриваемом участке, м³/с Vд - допускаемая скорость движения рабочей жидкости в трубопроводе: для всасывающего трубопровода V_Д=0,5...1,5 м/с; для сливного Vд=1,5..,2,5 м/с; для напорного при Рн≥10 МПа и l<10 м допускаемая скорость V_Д=5...6 м/с. Расчетное значение диаметра (в мм) округляется до ближайшего по ГОСТ 8732 или ГОСТ 8734: ... 7; 9; 12; 15; 16; 22; 28, 36; 44; 56; 67; 86,.... Эти значения диаметров выбираются при номинальных давлениях от 10 до 20 МПа.

Определим расчетный диаметр для всасывающего трубопровода:

По ГОСТу принимаем =36 мм.

Определим расчетный диаметр для сливного трубопровода:

По ГОСТу принимаем =22 мм.

Определим расчетный диаметр для напорного трубопровода:

По ГОСТу принимаем =15 мм.

По принятому диаметру определяется действительная скорость, м/с движения жидкости в напорном, сливном и всасывающем трубопроводах:

(3.10)

Определим действительную скорость движения жидкости во всасывающем трубопроводе:

Определим действительную скорость движения жидкости в сливном трубопроводе:

Определим действительную скорость движения жидкости в напорном трубопроводе:

Расчет гидравлических потерь в напорной гидролииии производится с учетом потерь давления по длине трубопровода ΔР_т, потерь давления в местных сопротивлениях трубопровода ΔР_м и потерь давления в гидроаппаратах ДРгд.

Потери давления, ∆Р_Т, Па по длине трубопровода определяются по формуле Дарси-Вейсбаха

(3.11)

где р - плотность рабочей жидкости, кг/м³; λ - коэффициент гидравлического трения ; l - длина гидролинии, м; v - скорость движения жидкости, м/с; d - диаметр напорной гидролинии, м.

Для определения коэффициента гидравлического трения сначала необходимо определить режим движения жидкости, для чего определяется значение числа Рейнольдса по формуле

(3.12)

где v - кинематическая вязкость рабочей жидкости, м²/с.

Так как Rе<2300 ,то режим движения жидкости ламинарный.

При ламинарном движении жидкости коэффициент гидравлического трения с учетом теплообмена с окружающей средой через стенки трубопровода определяется по формуле Пуазейля:

(3.13)

Потери давления ∆Р_Т по длине трубопровода:

Потери давления в местных сопротивлениях определяются по формуле

(3.16)

Где ξ - коэффициент местного сопротивления. В качестве местных сопротивлений учитываются: входы в гидрораспределитель, гидрозамок и гидроцилиндр (ξ₁= ξ₂=ξ₃=0,8...0,9);

место присоединения гидролинии предохранительного гидроклапана к напорной гидролинии (ξ₄=0,2) и два закругленных колена (ξ₅= ξ₆=0,15).

Потери давления в местных сопротивлениях:

=3∙7561+1779+2∙1334=27130 Па = 0,027 МПа

Действительные потери давления в гидрораспределятеле и гидрозамке определяются по формулам:

(3.17)

(3.18)

где ΔР_PH и ΔР_ЗН номинальные потери давления в гидрораспределителе и гидрозамке в соответствии с их техническими характеристиками; Q_PH и Q_ЗН номинальные расходы рабочей жидкости через гидрораспределитель и гидрозамок в соответствии с их техническими характеристиками; Q₁ - подача гидронасоса рассчитанная по формуле (3.7).

Суммарные потери давления в гидроаппаратах

 (3.19)

Суммарные потери давления в напорном трубопроводе определяются по формуле

 (3.20)

ΔР=0,06+0,027+0,3=0,387 МПа

В правильно рассчитанной напорной гидролинии суммарные потери давления не должны превышать 5...6 % номинального давления. 0,387 МПа составляет меньше 6 % от 16 МПа, следовательно гидролиния рассчитана правильно.

При этом

Р₁ = Р₂ + ΔР < Р_H, (3.21)

где P₂ - давление у гидроцилиндра, рассчитанное по формуле (3.3):

Р₁=13,4+0,387=13,787<16.