Выбор насоса и определение его рабочей точки

2.5. Выбор насоса и определение его рабочей точки

По максимальному давлению в гидросистеме и максимальной подаче выбираем насос НПМ-400 (максимальная подача при максимальном давлении и номинальном числе оборотов 6,6 дм³/с, минимальный рекомендуемый расход при номинальном давлении 1,66 дм³/с, номинальное давление 20 МПа, номинальное число оборотов в секунду 16, потребляемая мощность 182 кВт) и строим его напорную характеристику (рис. 2.1.). Точка пересечения напорных характеристик соответствует работе насоса на заданную гидросистему, то есть Q_р=0,0048 м³/с, Р_р=14,73 МПа.

2.6. Выбор электродвигателя

Рассчитываем мощность на валу насоса:

N_в=(Р_р´Q_р)/h, (2.15)

где N_в – мощность на валу насоса, Вт;

Р_р – развиваемое давление, Па;

Q_р – производимость насоса, м³/с;

h - общий КПД насоса

N_в=(14,73´10⁶´0,005)/0,8=92 кВт.

По полученной мощности выбираем электродвигатель: А02-91-8 (номинальная мощность 50 кВт, скорость вращения вала 740 об/мин).

2.7. Расчет КПД гидропривода

h_общ=N_д/N_в, (2.16)

где N_д – выходная мощность гидродвигателя;

h_общ – общий КПД гидропривода.

N_д=(2´Р_д´Q_д)/h_д. (2.17)

Подставив формулу (2.17.) в (2.16.), получим:

h_общ=(2´Р_д´Q_д)/(h_д´N)(2.18)

h_общ=(2´6,97´4,8)/(0,91´92)=0,8.

2.8. Определение объема масляного бака

W_б=2Q_р, (2.19)

где W_б – ориентировочный объем масляного бака

W_б=2´0,0026=0,0052 м³.

2.9. Тепловой расчет гидросистемы

Количество тепла, полученное гидросистемой в единицу времени, соответствует потерянной в гидроприводе мощности и может быть определено по формуле:

Q=(1-h_общ)´N_в´К_п, (2.20)

где К_п – коэффициент продолжительности работы под нагрузкой

Q=(1-0,8)´92´0,7=12,88 кДж/с.

Суммарная площадь тепловой поверхности:

S=0,14´W_б^2/3, (2.21)

где S – суммарная площадь теплоизлучающих поверхностей гидропривода, м²

S=0,14´0,052^2/3=0,139 м².

Максимальная температура жидкости, которая достигается через 1 час после начала эксплуатации гидропривода и не зависит от времени, определяется по формуле:

t_ж=t_max+Q/(K´S), (2.22)

где t_ж – максимальная температура жидкости, °С;

t_max – максимальная температура окружающего воздуха, °С;

К – коэффициент теплоотдачи поверхности гидроагрегатов, кДж/м²´с´град

t_ж=20+13=33°С.

 Так как установившаяся температура не превышает 70°С, то для охлаждения рабочей жидкости достаточно теплоотдачи с теплоизлучающих поверхностей гидропривода.

3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

При эксплуатации гидроприводов с высоким давлением (более 10 МПа) необходимо создать безопасные условия для обслу­живающего персонала от поражения струёй жидкости. Для этого ограждают кожухом все участки гидролиний, которые не заключены в общий корпус машины. При обнаружении внеш­них утечек жидкости немедленно останавливают насос и устра­няют утечки. При высоком давлении в гидросистеме категори­чески запрещается для устранения утечек подтягивать соедине­ния трубопроводов, штуцеры и т. д. Гибкие рукава и шланги не должны перекручиваться в про­цессе эксплуатации. Контролировать их скручивание можно по продольным надписям основных параметров (диаметр, давле­ние и т. д.), наносимым заводами-изготовителями. При обнару­жении местных вздутий наружного покрова на рукавах и шлангах или при появлении хотя бы небольших утечек повреж­денные участки немедленно заменяют новыми. Запрещается эксплуатировать гидропривод высокого давле­ния без манометра или при его неисправности. На шкале или корпусе манометра должна быть нанесена красная метка, со­ответствующая наибольшему допустимому давлению в этой точке. Контроль за давлением в гидромагистрали крепей до­пускается осуществлять по манометру, установленному на на­сосной станции, а на местах — по индикатору давления. Следует периодически проверять работу предохранительных клапанов. В случае отклонения давления срабатывания клапа­на от настроечного более чем на 10% клапан должен быть за­менен новым. Запрещается настраивать клапаны в шахтных условиях. Настройка их должна производиться только на спе­циальных стендах.

Гидроприводы с гидроаккумуляторами должны иметь уст­ройства для отключения от гидросистемы. Гидропневмоаккумуляторы, работающие при давлении свыше 1,6 МПа, следует заряжать нейтральным газом.

Шум, возникающий при работе насосных агрегатов с уста­новленной мощностью до 12,5 кВт, не должен превышать уро­вень звуковой мощности 75-95 дБ при частоте 63-8000 Гц, а с установленной мощностью свыше 12,5 кВт — 85-100 дБ при тех же частотах.

Если гидропневмопривод может работать в полуавтомати­ческом или автоматическом режиме, то на пульте управления должно быть предусмотрено устройство для переключения при­вода на ручное управление в наладочном режиме и соответст­вующая сигнализация об этом.

При соблюдении необходимых мер предосторожности от поражения высоконапорными струями работа с нефтяными ма­слами и другими жидкостями гидроприводов безопасна. Одна­ко, при длительной работе с маслами необходимо пользоваться рукавицами или применять защитные мази, пасты для рук. Вскрытие тары с маслом нельзя производить инструментами, издающими при ударе искрообразование. После окончания ра­боты с маслами необходимо вымыть руки теплой водой с мы­лом.

При загорании масел допускаются все средства тушения, кроме воды, поэтому в местах хранения масел и расположения насосных станций необходимо иметь огнетушители, ящики с песком и лопаты. Промасленную ветошь следует складывать в металлические ящики с крышками, которые необходимо систе­матически освобождать от использованной ветоши.

Предельно допустимая концентрация масляного тумана в воздушной среде составляет 5 мг/м³, предельно допустимая концентрация паров углеводородов масла в воздухе — 300 мг/м³.

Весьма опасны ожоги рабочей жидкостью. По этой причине категорически запрещается заменять плавкие защитные пробки в гидромуфтах неплавкими заглушками. Несоблюдение этого требования может привести к ожогам даже при соприкоснове­нии с кожухом гидромуфты, а иногда и к возникновению по­жара.

Все вращающиеся и быстродвижущиеся элементы гидропневмоприводов вне корпуса машины должны быть закрыты кожухами или, в крайнем случае, иметь ограждения.

Корпуса электродвигателей и их пусковую аппаратуру не­обходимо заземлять. Заземление должна иметь и шахтная пневматическая сеть, которая может попасть под напряжение при соприкосновении с оголенными кабелями, контактным проводам и т. д. Шахтная пневматическая сеть должна иметь та­кую коммутацию, чтобы ее можно было использовать для до­ставки воды при тушении пожаров.

При снятии нагрузки пневмодвигатель может развить не­допустимо большие обороты. В целях предупреждения "разно­са" такие пневмодвигатели снабжаются регулятором скорости.

Для снижения аэродинамического шума на пневмодвигателях необходимо устанавливать соответствующие глушители, конструкции которых должны быть рассчитаны также на улав­ливание попавшего в воздух масла. [1]

ПРИЛОЖЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

1.   Гейер В.Г., Дулин В.С., Заря А.Н. Гидравлика и гидропривод. – М.: Недра, 1991. – 331 с.

2.   Двинин А.А., Безус А.А., Двинина И.С., Кудрявцева Н.А. Методические указания к курсовой работе по гидроприводу для студентов очной и заочной форм обучения специальности 17.02 (МОП): часть 1. – Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. – 32 с.

3.   Двинин А.А., Двинина И.С., Кудрявцева Н.А. Методические указания и задания к курсовой работе по гидроприводу для студентов заочного обучения (специальности 0508 и 0511): часть 2. – Тюмень: Ротапринт ТюмИИ, 1983. – 80 с.