Пример № 4 Выбор насоса
Выбрать насос по следующим исходным данным:
‑ расчетные параметры гидродвигателя
р2max=15 МПа; р2ном=12,5 МПа; Q2max=4,0 л/мин.
‑ способ регулирования ГП – шунтовой дроссель.
Решение.
1. Определяем расчетные давления насоса:
р2ном>1,05 р2ном=13,1МПа ; р2max>1,05 р2max=15,75МПа.
2. Определяем рабочий расход насоса:
=(4,4…4,6)
л/мин = (0,073…0,077) л/с.
3. При регулировании шунтовым дросселем в ГП устанавливается нерегулируемый насос. В этом случае предпочтение следует отдать в первую очередь шестеренным насосам, как самым простым и надежным. При невозможности выбора такого типа насоса поиск производим среди радиально и аксиально-поршневых, пластинчатых насосов.
Анализ каталога насосов позволяет выбрать насос НГ-400, со следующей паспортной характеристикой:
‑ частота вращения n1=1500 об/мин=24,2 об/с;
‑ подача Q1=0,0830 л/с = 0,0830.10-3 м3/с;
‑ номинальное давление p1ном= 20 МПа;
‑ мощность N1= 2,8 КВт;
‑ КПД: объемный
=0,80,
полный
=0,58;
‑ рабочая жидкость: масло индустриальное 40 и 45;
‑ габаритные размеры, мм:
длина L=220, ширина B=131, диаметр (высота) H=193;
‑ масса m=13,5 кг.
4.Определяем недостающие (в том числе и паспортные) данные:
‑ коэффициент утечек насоса:
;
‑ гидромеханический КПД:
;
‑ рабочий (удельный) объем насоса:
.
Пример № 5
Расчет параллельно работающих насосов.
В гидроприводе с объемным регулированием определены, необходимые для выбора насоса, расходы рабочей жидкости:
Q2min= 0,8 л/с; Q2max= 3,4 л/с.
Давление р2 в ГП при этих расходах равны соответственно р2min= 7 МПа и р2max= 9 МПа.
По этим данным для насосной станции выбраны два параллельно работающих насоса: регулируемый радиально-поршневой типа НП–200 и нерегулируемый аксиально-поршневой типа НА–25/320. Определить параметры принятой насосной станции.
Решение.
1.Технические характеристики насосов имеют следующий вид:
|
№ п/п |
Параметры |
НП–200 |
НА–25/320 |
|
1. |
Рабочий объём qн, см3/об |
qн(1)= 140 |
qн(2)= 25 |
|
2. |
Частота вращения n1, об/мин |
n1(1)= 1470 |
n1(2)= 1500 |
|
3. |
Подача Q1∙103, л/с |
Q1(1)∙103=3333 |
Q1(2)∙103=550 |
|
4. |
Номинальное давление p1ном, МПа |
p1(1)ном=10 |
p1(2)ном=32 |
|
5. |
Мощность Nном, кВт |
|
|
|
6. |
КПД объемный,
|
|
|
|
7. |
КПД полный
|
|
|
|
8. |
Тип рабочей жидкости |
масло индустр. 45 |
Масла: индустр. 20, 30, 45; турбинные 22Л, 30УТ |
|
9. |
Габаритные размеры, мм: |
|
|
|
|
длина, L |
352 |
400 |
|
|
ширина, B |
440 |
275 |
|
|
диаметр (высота) |
330 |
245 |
|
10. |
Масса m, кг |
180 |
44,5 |
37
21,5
=0,92
=0,88
=0,85
=0,8
2.Гидромеханический КПД насосов:
;
.
3.В качестве рабочей жидкости принимаем масло индустриальное 45.
4.Суммарный максимальный рабочий объем насосной станции:
140+25=165
см3/об=
м3/об.
5.Для вращения насосов используем один электродвигатель с синхронной частотой вращения nc=1500 об/мин. Номинальная частота вращения приводного двигателя n1ном может быть определена только после его выбора. Для предварительных расчетов с учётом возможного скольжения можно принять n1ном= n1ном(1) = n1ном(2) =1470 об/мин=24,5 об/с.
6.Определяем суммарный коэффициент утечек насосной станции:
,
где:
-коэффициент утечек насоса НП–200;
-коэффициент утечек насоса НА–25/320.
7.Максимальная мощность
,
потребляемая насосной станцией:
,
где
8.Предварительно оценим возможные изменения параметра регулирования насоса НП–200:
;
0,86–0,076=0,784>0,6.
Анализ предварительных значений
параметра регулирования насоса
показывает, что условие (57)
фактически может быть не соблюдено
(
<0,2).
Это указывает на то, что после уточненного расчета параметра регулирования насоса (зависимость (54)) может возникнуть необходимость поиска насосов с иными параметрами.
9.Гидромеханический КПД насосной установки.
Как известно /5/, КПД установки при параллельном соединении ее силовых элементов определяется зависимостью:
,
(Б)
где n – число
параллельно соединенных силовых
элементов;
–
КПДi-того силового
элемента;
–
доля общей мощности, идущей наi-тый
силовой элемент. Причем,
=1.
Кроме того, необходимо учитывать, что
рабочее давление в насосной станции
одинаково для обеих насосов. В нашем
случае максимальное
и
минимальное
значения
долей мощности, потребляемых насосами,
составит:
;
;
где
– минимально необходимая подача насосной
станции.
10.Гидромеханический КПД отдельных гидроэлементов, как правило, считают постоянным для всех режимов работы ГП. Поэтому, на основании полученных выше данных определим возможные пределы его изменения для насосной станции по формуле (Б):
Тогда,
11.Определяем предельные
значения объемных КПД для регулируемого
(
)
и нерегулируемого (
)
насосов, используя известную зависимость
( ):
,
Тогда,
где
12.Таким образом, возможные
пределы изменения объёмного КПД насосной
станции
вычисляются
по формуле (Б):
,
13.Учитывая, что полный КПД определяется как произведение объёмного и гидромеханического КПД, получим пределы изменения полного КПД насосной станции:
.