Šioje straipsnio dalyje pateikiami plokštelinio posūkio hidrovariklio hidrauliniai skaičiavimai, atlikti remiantis pateikta medžiaga iš kursinio projekto.
Bendra informacija ir skaičiavimų pagrindai
Hidraulinių ir pneumatinių sistemų elementai yra svarbi šiuolaikinių technologijų dalis. Šiame darbe nagrinėjami plokštelinio posūkio hidrovariklio hidrauliniai aspektai, apimantys įvairius skaičiavimus ir parinkimus.
Tūrinės hidraulinės pavaros veikimo principas pagrįstas Paskalio dėsniu. Kai du cilindrai, pripildyti darbo skysčio ir sujungti vamzdynu, veikia vienas kitą, vieno cilindro stūmoklis, veikiamas jėgos F ir turintis plotą A, sukuria tokį patį slėgį kitame cilindre, kurio plotas taip pat A, veikiant jėgai F. Tai leidžia perduoti energiją iš vienos sistemos dalies į kitą.
Pradiniai hidraulinių variklių duomenys, pateikti „Hidraulinių ir pneumatinių sistemų elementų ir pavarų“ kursinio projekto užduotyje, įvedami į matematines išraiškas, naudojant studento pažymėjimo numerio priešpaskutinius skaičius „Y = 6“ ir paskutinį „Z = 6“.
Be išvystomos jėgos „F“ ir stūmoklio koto judėjimo greičio „v“, svarbu žinoti kiekvieno cilindro darbinį slėgį, mechaninį naudingumo koeficientą ir kitus skaičiavimui būtinus duomenis. Šie duomenys pasirenkami iš rekomendacijų, savarankiškai nusistatant, kad visi hidrauliniai cilindrai bus jungiami prie bendro siurblio ir yra sandarinti moviniais sandarikliais. Remiantis šiais parametrais, sudaroma hidraulinių cilindrų parametrų lentelė.
Darbo skystis sistemoje reikalingas darbo terpės sudarymui, per kurią varančioji sistemos dalis perduoda energiją varomajai daliai. Pagrindinės skysčio savybės, tokios kaip klampa, stingimo taškas, užsiliepsnojimo taškas, šilumos atidavimas ir laidumas, yra kritinės sistemos veikimui.
Hidropavarai dirbant visą sezoną, oro temperatūra gali svyruoti nuo -30 iki +40 °C. Todėl būtina parinkti tinkamą alyvą, kuri užtikrintų stabilų darbą tokiame temperatūros intervale. Parenkama alyva ESSO HLP 46, atsižvelgiant į jos kinematinę klampos charakteristiką, kuri yra m²/s.
Apskaičiuoti skersmenys pagal GOST 16516-80 suapvalinami iki artimiausio sąlyginio nominalaus skersmens.
Kadangi sąlygoje hidrolinijų ilgiai neužduoti, priimama, kad jų ilgis l=10 m.
Hidrocilindrų hidraulinis skaičiavimas
Stūmoklio darbinio paviršiaus ploto išraiška per skersmenį D leidžia išreikšti formulę hidraulinio cilindro (kartu stūmoklio) skersmeniui apskaičiuoti. Kadangi F = 0, taikoma atitinkama formulė.
Stūmoklio skersmuo apvalinamas didinant iki artimiausio iš standartinės eilės, pavyzdžiui, D=90 mm.
Remiantis hidraulinių cilindrų, kurių nominalus darbinis slėgis 6,3 MPa, techninėmis charakteristikomis, parenkami atitinkami dydžiai, pavyzdžiui, d1,2 = 40 mm.
Skaičiuojamas hidraulinio cilindro Nr. 1 našumas, kai stūmoklis juda greičiu v. Pavyzdžiui, hidraulinio cilindro Nr.1,2 v1,2 = 4,8 m/s, todėl našumas yra 48,0 m³/s.
Kai = 1, išreiškiamas tiekiamo skysčio kiaurymės mažiausias skersmuo d. Siekiant užtikrinti laminarinį skysčio tekėjimą, kai p = 10 MPa, skysčio greitis turi būti apie 30000 m/s.
Išreiškiamas hidraulinio cilindro Nr. 1 darbinės kameros slėgis, kai = 0 ir reikalinga jėga F = 38,5 kN, esant cilindro diametrui D = 70 mm (0,007 m).
Apskaičiuojama didžiausia jėga, kurią atgalinės eigos metu išvysto hidraulinis cilindras, tiekiant skystį į darbinę kamerą su stūmoklio kotu.
Skaičiuojamas į hidraulinį cilindrą Nr. 2 tiekiamo skysčio kiaurymės mažiausias skersmuo d, kai 3,6 = 4,8 m/s ir greitis yra 30000 m/s.
Skaičiuojamas hidraulinio cilindro Nr. 2 darbinės kameros slėgis, kai o reikalinga jėga 3,6 = 28, o cilindro diametras D3,6 = 40 mm (0,04 m).
Apskaičiuojama didžiausia jėga, kurią tiesioginės eigos metu išvysto hidraulinis cilindras Nr. 2.
Plokštelinio posūkio hidrovariklio hidrauliniai skaičiavimai
Hidrovariklis parenkamas pagal reikiamą sukimo momentą T ir veleno sukimosi dažnį w.
Plokštelinio posūkio hidrovariklio Nr. 5 skaičiavimui naudojami pradiniai duomenys ir formulės. Remiantis sąlyga, kad 0,5 ≤ 1 ≤ 1,5, tolimesni skaičiavimai atliekami, kai D5=120 mm, d5=60 mm, o B5=30 mm.
Atliekami skaičiavimai, susiję su hidrovariklio veleno skersmeniu, korpuso vidiniu skersmeniu, plokštelės pločiu, tepalo debito, mažiausiu padavimo angos skersmeniu, darbinės kameros slėgiu ir hidrovariklio išvystomu momentu.
Hidraulinių variklių parinkimas ir sistemos komponentai
Hidraulinių variklių parinkimas tūrinės pavaros sistemoje atliekamas atsižvelgiant į reikiamus parametrus. Taip pat atliekamas siurblių parinkimas.
Nustatomi didžiausi hidrocilindrų stūmoklių judėjimo greičiai.
Apskaičiuojamas plokštelinio hidrovariklio didžiausias kampinis greitis.
Atliekamas vamzdyno hidraulinis skaičiavimas, įskaitant vamzdžių vidinių skersmenų nustatymą, faktinių tepalo srautų greičių apskaičiavimą ir tepalo tėkmės režimo analizę.
Apskaičiuojamas hidraulinės trinties koeficientas (Darsi koeficientas) ir nustatomas slėgio hidrolinijos mažiausias vamzdžio sienelės storis bei slėgio nuostoliai hidrolinijose.
Nustatomas hidropavaros galingumas ir naudingumo koeficientas.
Papildomi skaičiavimai ir aspektai
Atliekami atsparuminiai hidrocilindrų skaičiavimai.
Apskaičiuojamas hidrocilindro tvirtinimo ąsų kiaurymių arba tvirtinimo ašies galų skersmuo.
tags: #plokstelinio #posukio #hidrovariklio #hidrauliniai