2. Характеристика гидролиний и пусковые параметы

2.1. Диаметры трубопроводов и скорость жидкости в них

Предварительно принимаем следующие скорости рабочей жидкости: для всасывающего трубопровода v_в= 1 м/с, нагнетательногоv_н= 3 м/с и сливногоv_н= 1,5м/с.

Диаметры dусловного прохода трубопроводов находим из выражения расхода жидкости:

Отсюда

Для всасывающего трубопровода

.

Для напорного трубопровода

.

Для общего сливного трубопровода при втягивании штока

.

П

КР 32.003.00.000ПЗ

Изм. Лист № докум. Подпись дата

Лист

8

ри выдвижении поршня цилиндра на определенную величину хода за фиксированный промежуток времени Δtобъем и соответственно расход поступающей в поршневую полость жидкости ΔV₁и ΔQ₁больше объема вытесняемой из штоковой полости ΔV₂ и ΔQ_2.При этом их отношение составит:

.

где k— заданная конструкцией постоянная величина; отсюда ΔQ₂=k∙ ΔQ₁— величина расхода в штоковой полости. Таким образом, у исправного цилиндра, при отсутствии внутренних перетечек жидкости при его работе, отношениеQ₂/Q₁= (D²—d²)D²есть величина постоянная и заранее определяемая.

Для расчета принимаем общий сливной расход при втягива-нии штоков гидроцилиндров (когда объем вытесняемой жидкости максимален)Q_сл=Q_н.

Участки разветвления и соединения напорных и сливных трубопроводов учитываются суммарным коэффициентом местных сопротивлений ∑ζ_i .

Расчетные значения диаметров корректируются с учетом основного ряда согласно ГОСТ 16216-80, мм: 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 56, 80, 100, 125...

Окончательно принимаем следующие диаметры трубопроводов: d_в= 80 мм;d_н= 25 мм,d_с= 50 мм.

Действительные скорости потока жидкости (м/с) по принятым диаметрам находим по формуле

или

Значения скоростей соответственно составят:

.

.

КР 32.003.00.000ПЗ

Изм. Лист № докум. Подпись дата

Лист

9

.

2.2. Минимальная пусковая температура

Расчет давления во всасывающем трубопроводе насоса производим при пуске в зимних условиях на заданной рабочей жидкости М-8Г2 ГОСТ 8581-78. Для обеспечения работоспособности шестеренного насоса с внешним зацеплением минимальное абсолютное давление на его входе должно быть 0,07 МПа.

При температуре 0⁰С кинематическая вязкость заданной зимней рабочей жидкости составляетv_o= 1200 сСт = 1200 ∙10^-6м²/с, приt= 20⁰С плотность жидкости ρ₂₀= 905 кг/м³.

Плотность масла при температуре 0⁰С определяется по формуле:

.

Динамическая вязкость .

По имеющимся исходным данным требуется найти кинематическую вязкость масла М-8Г2 при температуре t= - 5⁰С, т. е.v_-5.

Динамическая вязкость при температуре t = -5⁰С:

Где ;k– коэффициент, при низкой температуре принимается 0,03;t=-5⁰C;t₁=0⁰C; t-t₁=-5-0=-5; -k(t-t₁)=(-0,03)(-5)=0,15.

Тогда

Находим плотность жидкости при температуре t=-5⁰C:

.

Тогда кинематическая вязкость при температуре t=-5⁰Cсоставит:

или 1386 сСт.

А

КР 32.003.00.000ПЗ

Изм. Лист № докум. Подпись дата

Лист

10

налогично найдём значение кинематической вязкости заданного масла при температуреt=-10⁰C,т. е.v_-10.

Динамическая вязкость при температуреt=-10⁰C:

.

Плотность жидкости при температуре t=-10⁰C:

.

Кинематическая вязкость при температуре t=-10⁰Cсоставит:

или 1602 сСт.

Число Рейнольдса:

- ламинарный режим

При ламинарном режиме поправочный коэффициент b, учитывающий влияние вязкости жидкости на местные потери, определяется по графикуb=f(Re). Для значенияRe_в-10=40 коэффициентb=18.

Коэффициент трения жидкости о стенки всасывающего трубопровода:

.

Согласно уравнению Бернулли величина абсолютного давления на входе в насос, т.е. во всасывающем трубопроводе, определяется по формуле:

Г

КР 32.003.00.000ПЗ

Изм. Лист № докум. Подпись дата

Лист

11

дер₀– атмосферное давление,р₀=101325 Па; ρ_-10– плотность масла при температуре -10⁰С, кг/м³;g– ускорение силы тяжести, 9,8 м/с²; (-h_вс) – отрицательная высота всасывания, м;v_в- скорость жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с; ∑ζ_в- суммарный коэффициент местных сопротивлений;b– поправочный коэффициент, учитывающий влияние вязкости жидкости на местные потери; λ_в-10– коэффициент трения жидкости о стенки трубопровода;L_виd_в– длина и диаметр всасывающего трубопровода, м.

После подстановки численных значений перечисленных величин получим

.

Вывод: при температуре окружающей среды ниже -10⁰С требуется предварительный разогрев рабочей жидкости во всасывающем трубопроводе насоса.

После пуска и прогрева двигателя и гидросистемы при нейтральном положении золотников распределителя следует 5... 8 раз поднять и опустить навесную систему, без нагрузки. Нагрузка гидросистемы допускается после прогрева масла до температуры 15⁰С. При эксплуатации фронтального погрузчика в зимних условиях пускать и прогревать двигатель с выключенным приводом гидронасоса.

Возможными техническими решениями, направленными на исключение кавитации и восстановление работоспособности насоса при пуске, являются: увеличение отрицательной высоты вса-сывания (-h_вс); уменьшение скорости всасывания жидкостиv_в за счет увеличения диаметраd_ввсасывающего трубопровода; снижение местных сопротивлений ∑ζ_вна участке всасывания; применения наддува наджидкостной поверхности бака воздухом на период зимнего пуска.

Таким образом, работоспособность насоса при пуске в зимних условиях определяется абсолютным давлением во всасывающем трубопроводе, т. е. всасывающей камере находящегося под ним насоса. Регламентируемая заводом-изготовителем и указанная в паспорте величина минимального абсолютного давления [р_в] во всасывающей камере шестеренного насоса с внешним зацеплением должна быть не менее 0,07 МПа.