4. Определяют перепад давлений, развиваемый насосом для обеспечения функционирования гидромотора с заданной внешней нагрузкой и при работе в замкнутой цепи циркуляции рж

(5)

где - гидравлические потери давления при течении РЖ в трубопроводе между насосом и гидромотором (или гидромотором и насосом). Эти потери подлежат гидравлическому расчету и их значение не должно превышать 5% от рабочего давления на выходе насоса для обеспечения высокого значения общего КПД гидропривода, поэтому предварительно

или (6)

где коэффициент 2 учитывает потери в трубопроводах от насоса к гидромотору и от гидромотора к насосу.

Примечание 2: Формула (5) получена на основе следующих зависимостей:

1) перепад давлений на гидромоторе равен разности давлений на входе (нагнетании) и выходе (сливе)

2) давление нагнетания насоса равно сумме давлений нагнетания гидромотора и потере по длине трубопровода между насосом и гидромотором

3) давление на входе (всасывании) в насос равно разности давлений на выходе (сливе) из гидромотора и потерь по длине трубопровода между гидромотором и насосом

4) перепад давлений на насосе равен разности давлений на выходе (нагнетании) и входе в насос

Перепад давлений и давление нагнетания насоса не должны превышать номинальных значений согласно технической характеристике (таблица 2)

5. Определяют расход, который необходимо подвести к гидро-мотору от насоса для обеспечения максимальной скорости рабочего органа

(8)

где - подача насоса (фактическая, с учетом объемного КПД или коэффициента подачи), л/мин,

- максимальная частота вращения гидромотора, мин',

- объемный КПД гидромотора, определяемый как частное от деления общего КПД на гидромеханический (таблица 1)

(9)

6. Определяют максимальную теоретическую подачу насоса

(10)

- объемный КПД насоса или коэффициент подачи, значение которого для современных конструкций насосов находится в пределах 0,9...0,98 (значением г)он задаются по данным таблицы 2).

7. Определяют рабочий объем насоса (предварительно), обеспечивающий требуемую подачу РЖ (8) при заданной максимальной частоте вращения приводящего двигателя

(11)

Где - максимальная частота вращения приводящего двигателя насоса, мин-1,

- 1,1- коэффициент, учитывающий износ гидромашин при эксплуатации.

Рабочий объем насоса уточняют по каталогу (таблица 2), округляя до ближайшего большего значения из номенклатурного ряда.

8. Определяют максимальную механическую мощность объемного гидропривода (встречаются также термины - выходная, эффективная и полезная мощность)

(12)

где значения крутящего момента [Н.м] и частоты вращения пмакс [мин'1] являются заданным.

9. Определяют максимальную потребляемую основным насосом мощность

(13)

где — перепад давлений на насосе (5), МПа,

- фактическая подача насоса, л/мин,

- КПД насоса (общий или полный),

- гидромеханический КПД основного насоса, определяемый как частное от деления общего КПД насоса на объемный (таблица 2)

(14)

10. Определяют потребляемую мощность насоса подпитки

(15)

где - рабочий объем насоса подпитки (таблица 2), ,

- номинальная частота вращения насоса подпитки (совпадает с

частотой вращения основного насоса, на хвостовике вала которого устанавливают привод насоса подпитки), мин-1,

= 2 МПа - давление нагнетания насоса подпитки, принимаемое одинаковым для всех типоразмеров насосов (вариантов),

= 0,9 гидромеханический КПД насоса подпитки, принимаемый одинаковым для всех типоразмеров насосов (вариантов),

- теоретическая подача насоса подпитки,

(16)

11. Определяем суммарную потребляемую мощность насосов (основного и подпитки)

(17)

Потребляемая насосами мощность не должна превышать потребляемой мощности по каталогу (таблица 2)

(18)

в противном случае необходим выбор гидромашин большего типоразмера или корректировка задания на проектирование, например, путем снижения максимальной частоты вращения гидромотора и, соответственно, скорости рабочего органа машины.

12. Определяют общий КПД объемного гидропривода

(19)

13. Определяют установочную мощность приводящего двигателя с применяемым на практике коэффициентом запаса

(20)

14. Выбор диаметра трубопроводов

Внутренний диаметр трубопровода определяют по формуле

(21)

где - теоретическое значение подачи РЖ насоса: _нт - для линий в основных магистралях; - для линий всасывания, нагнетания и слива насоса подпитки,

а в качестве значения d принимают: d_0СН - диаметр магистралей ос­новного насоса; d_вснп - всасывания насоса подпитки; d_ннп - нагнетания насоса подпитки, d_слнп - слива в гидробак,

[v] - допускаемая скорость течения рабочей жидкости, м/с, значение которой выбирают исходя из следующих рекомендаций по назначению максимальной скорости течения РЖ в трубопроводах, со­единениях трубопроводов и каналах объемных гидроприводов [ ]:

• для всасывающих трубопроводов [v] = 1,2 м/с или не более значения скорости (или не менее давления), установленного поставщи­ком насоса;

• для напорных трубопроводов [v] = 5 м/с;

• для сливных трубопроводов [v] = 4 м/с.

Примечание: В рассматриваемой объемной гидропередаче расче­ты при выборе диаметра трубопроводов основного насоса ведутся только для напорного (нагнетательного) трубопровода ([v] =5 м/с) в связи с реверсивностью конструкции. Диаметры трубопроводов округляют согласно значениям услов­ных проходов: при расчетном значении выше до 1 мм от стандартного значения - округляют в меньшую сторону; при расчетном значении более 1,1 мм округляют в большую сторону. Условным проходом гидроустройства называется округленный до ближайшего значения из установленного ряда диаметр круга, площадь которого равна площади характерного проходного сечения канала гидроустройства или площади проходного сечения присоединяемого трубопровода [41]. Условные проходы выбирают из ряда по ГОСТ 16516: 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200 и 250 мм. Скорость во всасывающем трубопроводе жестко увязана с воз­можностями функционирования насосов без кавитации, скорости в на­порном и сливном трубопроводах устанавливают в результате расчета КПД гидропривода и выполнения условия (6), поэтому в гидроприводах высоких давлений скорости достигают 8 м/с и более.

15. Расчет объема гидробака

Для расчета минимального объема гидробака для объемного гидропривода с замкнутой цепью циркуляции РЖ применяют формулу, рекомендуемую фирмой <<SAUER-DANFOSS>>, в основе которой лежит концепция достаточности 30 с времени отстоя РЖ в гидробаке, за которое нерастворенный воздух будет удален в атмосферу через фильтр-сапун

(22)

где - теоретическое значение подачи насоса подпитки, л/мин.

16. Расчет и выбор маслоохладителя

Для расчета выделяемой тепловой мощности предлагается щенный метод путем определения потерь пропорционально потребляемой мощности насоса гидропривода

(23)

где - потребляемая суммарная мощность насоса объемного гидропривода (17), кВт.

По таблице 3 подбирают требуемый по рассеиваемой тепловой мощности охладитель и определяют расход РЖ, который необходимо прокачивать через охладитель и создаваемый при этом перепад давлений на охладителе при максимальном расходе. Так как охладители имеют ограничения по давлению на входе в [ рвх ] = 0,6 МПа, то необходимо подобрать трубопровод на выходе из охладителя соответствующего сечения. При этом давление на входе в охладитель не должно превышать допускаемого по прочности значения

(24)

где - перепад давлений между входом и выходом, МПа,

- потери давления по длине трубопровода на выходе из охладителя, которые определяют по формуле »

(25)

где L – длина сливного трубопровода, м,

- внутренний диаметр трубопровода (округленное до стандартного значение), мм,

Qнпт - расход рабочей жидкости (15), л/мин

Vвязк коэффициент кинематической вязкости РЖ, /с (сСт),

С целью упрощения расчетов и в связи с малостью перепада дав­лений на охладителе (не более 0,1 МПа в широком диапазоне значений вязкости при малых расходах РЖ, прокачиваемых насосом подпитки), принимают допускаемое значение потерь давления в трубопроводе в следующем виде

(26)

17.Выбор сорта рабочей жидкости. В качестве основного сорта рабочей жидкости для объемных гидроприводов типа ГСТ для мо­бильных машин рекомендуется масло минеральное типа МГЕ-46В, ТУ 38.001347-83 или масло для автоматических коробок передач типа «А», ТУ 38.10111282-89.

18. Выводы

18.1. В результате проведенных расчетов объемного гидроприво­да произведен выбор акисальнопоршневых гидромашин: гидромотор модели МП-90; насос модели НП-33

18.2. Объем гидробака составляет

18.3. Мощность маслоохладителя составляет

18.4. Диаметры трубопроводов: = 10.8 мм; =14.1мм; =9.7мм; =19.8мм.

Таблица 1 - Техническая характеристика аксиальнопоршневых гидро­моторов с наклонным диском

Наименование параметра	Типоразмер (шифр) гидромотора МП
	МП 33	МП 71	МП 90	МП 112
Рабочий объем, Vм, см	33,3	69,8	89	110,8
Номинальная (макси­мальная) частота вращения, мин-1	1500/ 3590	1500/ 2810	1500/ 2590	1500/ 2590
Давление нагнетания (на выходе), Рм.ном ( Рм.макс ), МПа	22,3/35,7	1 22,5/35,7	26,5/39,2	127/42
Номинальный перепад давлений, Δр м ном, МПа	121	121	25	25
Номинальный крутящий момент, Н.м	97.8	205,1	311,3	387,6
КПД	0,85	0,85	0,87	0,87
Гидромеханический КПД	0,88	0,88	0,88	0,88
Номинальная эффектив­ная мощность, кВт, не менее,	15,4	32,2	48,9	60,9
Масса, кг	24	34	41	43

Таблица 2 - Техническая характеристика аксиальнопоршневых насосов с наклонным диском

Наименование параметра	Типоразмер (шифр) насоса НП
	НПЗЗ	НП 71	НП 90	НП 112
Рабочий объем основного (аксиальнопоршневого) насоса, Vн, см	33,3	69,8	89	110,8
Рабочий объем насоса подпитки (шестеренного) насоса, Vн*, см^3	12,3	18,06	18,06	18,06
Номинальная (максималь­ная) частота вращения, nдв, мин-1	1500/ 3590	1500/ 2810	1500/2590	11500/ 2590
Давление на выходе (на­гнетания), Рн.ном (Рн.макс)’ МПа	22,5(35,7)	22,5(35,7)	26,5(39,2)	1 27(42)
Номинальный перепад давлений, Δрн ном, МПа	21	21	25	25
Номинальная подача, л/мин	47,4	99,5	126,8	157,9
КПД	0,85	0,85	0,87	0,87
Коэффициент подачи	0,95	0,95	0,95	0,95
Потребляемая мощность, кВт, не более,	19,5	41	62,2	77,4
Масса, кг	45	63	78	78

Таблица 3 – Технические характеристики маслоохладителей серии ОК-LED фирмы «HYDAC» (ФРГ)

Типоразмер охладителя	Техническая характеристика охладителей
	Рохл	Qохл	Рохл	Qохл	Рохл	Qoxл	Рохл/Qохл
ОК-ЕЬБ 1	3	20	3	60	3	160	0,22/160
ОК-ЕЫ) 2	6	20	7	40	8	120	0,12/120
ОК-ЕЬЭ 3	9	20	10	30	11	120	0,10/120
ОК-ЕЬЭ 4	10	20	12	40	14 100 0,06/100

Примечания: 1. Р_охл [кВт] и Q_0ХЛ [л/мин] - отводимая тепловая мощность и требуемый при этом расход РЖ через маслоохладитель, соответственно;