Расчет экскаватора ЭО-4121

     Коэффициент потерь на трение:

     При ламинарном режиме движения жидкости:

     

.

     Определяем  коэффициент трения для ламинарного  режима и заносим в соответствующие графы таблицы.

     При турбулентном режиме движения жидкости:

     

       Определяем коэффициент трения  для турбулентного режима и  заносим в соответствующие графы  таблицы. 
 

Параметры	Температура рабочей жидкости
	-40		-20	0	20		40	60		80
Ν, мм2/с	1200	280		80		30	18	9	6
Всасывающая
Re	61,8		265	928	2475		4125	8250		12375
Режим движения	Л		Л	Л	Т		Т	Т		Т
l	1,2		0,28	0,08	0,045		0,04	0,033		0,03
Напорная
Re	133		570	1995	5320		8866	17733		26600
Режим движения	Л		Л	Л	Т		Т	Т		Т
l	0,43		0,13	0,04	0,037		0,032	0,027		0,025
Сливная
Re	58,3		250	875	2333		3889	7778		11667
Режим движения	Л		Л	Л	Л		Т	Т		Т
l	1,28		0,3	0,086	0,032		0,04	0,033		0,03

 

     2.2 Расчет потерь давления по длине прямолинейных участков гидролинии 

     При ламинарном течении потери давления Dр_i, МПа, в прямолинейном участке гидролинии длиной l, м:

• В гладких трубах

где l - длина трубопровода.

• В рукавах

     При турбулентном режиме течения потери давления:

• В гладких трубах
• в рукавах .

 

     Принимаем следующие длины участков трубопровода:

     I – от насоса до распределителя – 1,5 м;

     II – от распределителя до гидроцилиндров – 2,5 м;

     III – от гидроцилиндров до распределителя (слив) – 2,5 м;

     IV – от распределителя до бака (слив) – 1,5 м. 

Параметры	Температура рабочей жидкости
	-40		-20	0	20		40	60		80
Ν, мм2/с	1200	280		80		30	18	9	6
I участок	0,2		0,04	0,008	0,015		0,015	0,015		0,015
II участок	0,33		0,078	0,022	0,026		0,026	0,026		0,026
III участок	0,097		0,023	0,006	0,0024		0,003	0,003		0,003
IV участок	0,058		0,014	0,0042	0,0011		0,002	0,002		0,002

 
 

     2.3. Расчет потерь давления в местных сопротивлениях. 

     При движении рабочей жидкости через  местное сопротивление падение  давления определяется по зависимости:

     

, МПа

     где z_m – безразмерный коэффициент местного сопротивления. Коэффициенты зависят от типа и относительных размеров местных сопротивлений. В нашем случае, принимаем z_m = 4 (коэффициент сопротивления золотникового распределителя). Тогда имеем потери на одном распределителе:

     

 МПа.

     Для всего диапазона температур для  напорного и сливного трубопровода определим переменные величины и  занесем все данные в таблицу.

     Для всего диапазона температур для  напорного и сливного трубопровода определим переменные величины и занесем все данные в таблицу. 

     Таблица зависимость потерь давления в гидросистеме экскаватора

Параметры	Температура рабочей жидкости, °С
	-40	-20	0	+20	+40	+60	+80
n,  мм2/с	1200	280	80	30	18	9	6
	946	930	917	900	888	876	859
lн	0,43	0,13	0,04	0,037	0,032	0,027	0,025
lс	1,28	0,3	0,086	0,032	0,04	0,033	0,03
åDRп, Мпа	0,685	0,155	0,04	0,085	0,046	0,046	0,046
åDRм, Мпа	0,039	0,039	0,039	0,039	0,039	0,039	0,039
åDR, МПа	0,724	0,194	0,079	0,124	0,085	0,085	0,085

 

     2.3 Расчет коэффициента полезного  действия гидропривода машины

      

     Коэффициент полезного действия гидропривода позволяет  установить эффективность спроектированной машины. Для оптимально разработанной гидросистемы общий (полный) КПД находится в пределах h_общ=0,65 – 0,75.

     Общий КПД гидропривода определяют:

     

 

     где h_г – гидравлический КПД; h_мех – механический КПД; h_об – объемный КПД.

     Гидравлический  КПД:

     

     где Р_ном – номинальное давление в гидросистеме, МПа;

     åDR - суммарные потери давления, МПа берем из ранее рассчитанной таблицы суммарных потерь давления.

     Подставляя  данные в вышеприведенную формулу, вычисляем значения гидравлических к.п.д. для рабочих температур от –40  до  +80 ⁰С и заносим их в таблицу.

     Механический  КПД:

     

     где h_мех.н – механический КПД насоса;

     h_мех.р – механический КПД распределителя; h_мех.р=1

     h_мех.гд – механический КПД гидроцилиндра.

     

     В расчетах полагаем, что механический КПД не зависит от температуры.

     Объемный  КПД:

     

     где h_об.н – объемный КПД насоса;

     h_об.р – объемный КПД распределителя;

     h_об.гд – объемный КПД гидромотора.

     В этом выражении объемный КПД распределителей  и гидромоторов можно принимать  равными единице, т.к. внутренние утечки по отношению к подаче насоса пренебрежительно малы. Объемные КПД насоса выбираем из графика [1].

     Данные  расчетов заносим в таблицу. 
 
 

Вид КПД	Температура рабочей жидкости, °С
	- 40	- 20		0		20	40			60	80
Гидравлический	0,97	0,99		0,99		0,99	0,99			0,99	0,99
Механический	0,765
Объемный	0,57		0,8		0,87	0,84		0,76	0,65		0,56
Общий	0,42		0,6		0,66	0,64	0,58			0,49	0,42

 

     Расчет  КПД гидропривода выполняем в  диапазоне температур от - 40 до  плюс 80°С и по полученным данным строим график в координатах  
 
 
 

     2.4 Тепловой расчет гидропривода. 

     Тепловой  расчет выполняется с целью установлений условий работы гидропривода, уточнения объема гидробака и поверхности теплоотдачи, а также выявления необходимости применения теплообменников.

     Минимальная температура рабочей жидкости соответствует  температуре воздуха той климатической зоны, в которой эксплуатируется машина. Максимальная температура жидкости зависит от конструктивных особенностей гидросистемы, режима эксплуатации гидропривода и температуры окружающего воздуха и определяется в результате теплового расчета.

     Повышение температуры рабочей жидкости, прежде всего, связано с внутренним трением масла, особенно при дросселировании жидкости. Все потери мощности в гидросистеме в конечном итоге превращаются в тепло, которое аккумулируется в жидкости и гидрооборудовании.