Damian Kaproń gr. P I rok mgr
Temat 11
Dane:
siła rozwijana przez siłownik w okresie suwu roboczego
F1 := 70kN
siła rozwijana przez siłownik w okresie suwu powrotnego
F2 := 10kN
skok siłownika
H := 0, 8m
m
prędkość ruchu tłoka podczas suwu roboczego
w := 0.1
s
Dobieram olej hydrauliczny TELLUS 22 z katalogu produktów ze strony
http://romiko.pl/katalog-produktow-shell/oleje-hydrauliczne?vmcchk=1
o parametrach :
2 kg
mm gęstość
� := 865
lepkość kinematyczna
� := 22
3
s m
lepkośc dynamiczna
ź := 0.2Pa�"s
Schemat :
1- zbiornik, 2-pompa, 3-rozdzielacz, 4-siłownik, 5-zawor kierunkowy, 6-zawor dławiący
7-zawór bezpieczeństwa, 8-zawór odcinający, 9-filtr
Dobieram siłownik z kreatora ze strony : http://www.hsluban.pl/
D := 80mm
d := 56mm
2
D
- 3 2
�ł �ł
AD := Ą�" = 5.027 � 10 m
�ł �ł
2
�ł łł
2 2
D d
- 3 2
�ł �ł �ł �ł
Ad := Ą�" - Ą�" = 2.564 � 10 m
�ł �ł �ł �ł
2 2
�ł łł �ł łł
�rsk := 1
3
AD�"w
m
Q1 := = 0.000503
�rsk s
3
Ad�"w
m
Q2 := = 0.000256
�rsk s
Dobieram pompe na podstawie
Q1
Dobieram pompe firmy WPH z katalogu pomp zębatych pojedyńczych pz4_823012014_1
pompa zębata 2PZT-25
3
m
Qn := 0.000561
s
1
np := 1500�"
min
Obliczenie przewodu ssawnego
Dobieram średnice przewodów
Dz := 23mm g := 3mm
Dw := 17mm
predkość w przewodach:
ssawn
Q1
4 m
y
ws := �" = 2.215
Ą 2 s
Dw
Liczba Reynoldsa
:
(w )
s�"Dw
3
Res := = 1.711 � 10
�
_____________________________
Wyznaczanie strat cisnienia w przewodzie ssawnym R-U
l := 1100mm
 := 0.025
l
ś1 := �" = 1.618
Dw
zmniejszenie przekroju 1 szt.
ś2 := 0.4
złączki proste 1 szt.
ś3 := 0.5
kolano 1 szt.
ś4 := 1
�
3
�łw 2
Ł"pstr := �" �" + ś2 + ś3 + ś4 = 7.461 � 10 �"Pa
(ś )łł
s 1
�ł �ł
2
strata mocy w przewodzie sawnym
Pstrs := Q1�"Ł"pstr = 3.75 W
ciśnienie na wlocie do pompy
m
h := 0.6m g := 9.81
2
s
3
(podcisnienie jest dopuszczalne na
p1 := ��"g�"h - Ł"pstr = -2.37 � 10 Pa
ssaniu)
__________________________________
Obliczenie przewodu pompa-siłownik dla suwu roboczego:
Dobieram średnice przewodów
Dz1 := 23mm g := 2mm
Dw1 := 19mm
predkość w przewodach:
ssawn
Q1
4 m
y
wtr := �" = 1.773
Ą 2 s
Dw1
Liczba Reynoldsa
:
(w )
tr�"Dw1
3
Res := = 1.531 � 10
�
straty w przewodach tłocznych pompa - silownik P-O-N-M-L-K-J-I
l1 := 2600mm  := 0.025
l1
ś11 := �" = 3.421
Dw1
trójnik 3 szt.
ś12 := 0.3
złączki proste
ś13 := 0.5
8szt
kolanka 3szt
ś14 := 1
zawór kierunkowy 1szt
ś15 := 0.4
straty na rozdzielaczu:
"prozdz := 115000Pa
�
�łw 2
Ł"pstr1 := �" �" + 3ś12 + 8ś13 + 3ś14 + ś15 + "prozdz = 130.933�"kPa
(ś )łł
tr 11
�ł �ł
2
__________________________________
Oblicznie przepływu siłownik-zbiornik dla suwu roboczego
obliczanie prędkości dla ruchu roboczego:
ssawn
Q2
4 m
y
wpr := �" = 0.904
Ą 2 s
Dw1
Liczba Reynoldsa
:
(w )
pr�"Dw1
Res1 := = 780.861
�
Wyznaczanie wsp. strat na lini siłownik-zbiornik suwu roboczego H-G-D-C-B-A
l2 := 2600mm
l2
ś222 := �" = 3.421
Dw1
zwiększnie przekroju
ś6 := 1
złączki proste 10szt
ś22 := 0.5
kolanka 4szt
ś23 := 1
trójkin 2szt
ś24 := 0.3
strata na dławieniu
ś25 := 0.7
zawór odcinający
ś26 := 0.7
strata na filtrze
"pf2 := 79400Pa
strata na rozdzielaczu
"prz := 106000Pa
�
�łw 2
Ł"pwr2 := �" �" + ś6 + 10ś22 + 4ś23 + 2�"ś24 + ś25 + ś26 + "pf2 + "prz = 190.852�"kPa
(ś )łł
pr 222
�ł �ł
2
_________________________________
Obliczenie ciśnienia i pracy pompy przy wysuwie
roboczym
4
�mst := 0.92 �hst := 0.97 F1 = 7 � 10 N
p4 := Ł"pwr2
�sk := 0.95
F1 Ad
p3 := + p4�" = 15.703�"MPa
AD�"�mst�"�hst AD
p2 := p3 + Ł"pstr1 = 15.833�"MPa
sprawność pompy przy obrotach 1500
�p := 0.85
1/min
mocQ
1�"p2
:
Ppr := = 9.363�"kW
�p
Pstr := Ppr�" - �p = 1.404�"kW
(1 )
___________________________________
m
Moc satracona w siłowniku:
w = 0.1
s
1
�ł �ł
Pstrsł := F1�"w�" - 1 = 368.421 W
�ł �ł
�sk
�ł łł
Strata mocy na lini zasilanej:
Pstr1 := Q1�"Ł"pstr = 3.75 W
Pstr12 := Q1�"Ł"pstr1 = 65.814 W
Pstr2 := Q2�"Ł"pwr2 = 48.926 W
3
całkowita strata
Pcalk := Pstr + Pstrsł + Pstr1 + Pstr12 + Pstr2 = 1.891 � 10 W
mocy
______________________________________
Obliczenie obrotów pompy, aby zapewniona byla odpowiednia
wydajnosc:
npn= 1500 obr/min => 109
l/min
3
1 m
- 4
np = 25 Qn = 5.61 � 10
s s
Q1 1
np1 := np�" = 22.4
Qn s
_____________________________________
Obliczenie strat układu w okresie ruchu powrotnego siłownika
straty ciśnienia na drodze pompa siłownik P-O-C-D-E-F-G-H
l3 := 2600mm d = 0.056 m
l3
ś31 := �" = 1.161
d
trójnik 3 szt.
ś32 := 0.3
złączki proste 6szt
ś33 := 0.5
kolanka 3szt
ś34 := 1
zawór kierunkowy 1szt
ś35 := 0.4
straty na rozdzielaczu
"prozdz3 := 125800Pa
�
�łw 2
Ł"pstrp1 := �" �" + 3ś32 + 6ś33 + 3ś34 + ś35 + "prozdz3 = 137.301�"kPa
(ś )łł
tr 31
�ł �ł
2
Straty cisnienia na drodze siłownik zbiornik:
Q1
m
�rsk = 1 wsłk := = 0.196
Ad s
3
m
- 4
Qsłk := AD�"wsłk = 9.856 � 10
s
4�"Qsłk
m
prędkość cieczy na drodze siłownik-zbiornik w czasie
w4 := = 3.476
2 s
ruchu powrotnego
Ą�"Dw1
w4�"Dw1
3
Re4 := = 3.002 � 10
�
Straty ciśnienia siłownik-zbiornik I-J-M-N-B-A
l4 := 2600mm
l4
ś41 := �" = 1.161
d
trójnik 2 szt.
ś42 := 0.3
złączki proste 10szt
ś43 := 0.5
kolanka 4szt
ś44 := 1
zawór dławiący 1szt
ś45 := 0.7
zawór odcinający 1szt
ś46 := 0.7
straty na
"prozdz4 := 221200Pa
rozdzielaczu:
"pf4 := 93700Pa
strata na filtrze
�
�łw 2
Ł"pstrp2 := �" �" + 2ś42 + 10ś43 + 4ś44 + ś45 + ś46 + "prozdz4 + "pf4 = 378.455�"kPa
(ś )łł
4 41
�ł �ł
2
________________________________________________
ciśnienie na wejsciu do siłownika w ruchu powrotnym
p6 := Ł"pstrp2
F2 AD
p5 := + p6�" = 5.113�"MPa
Ad�"�mst�"�hst Ad
ciśnienie pracy pompy w czasie suwu powrotnego:
p2p := p5 + Ł"pstrp1 = 5.251�"MPa
zapotrzebowanie mocy do napędu pompy w okresie suwu powrotnego:
�p1 := 0.80
Q1�"p2p
3
Ppp := = 3.299 � 10 W
�p1
strata mocy w pompie w okresie suwu powrotnego
( )
Pstrpp := Ppp�" - �p1 = 659.806 W
(1 )
_________________________________
moc stracona w siłowniku w ruchu powrotnym
m
4
�sk = 0.95 w = 0.1 F2 = 1 � 10 N
s
1
�ł �ł
Pstrsłp := F2�"w�" - 1 = 52.632 W
�ł �ł
�sk
�ł łł
straty mocy w poszczególnych liniach (pompa-siłownik)
Pstrp1 := Q1�"Ł"pstrp1 = 69.015 W
straty mocy w poszczególnych liniach (siłownik-zbiornik)
Pstrp2 := Q2�"Ł"pstrp2 = 97.018 W
całkowita strata mocy w napędzie w okresie suwu powrotnego
Pcalk1 := Pstrp2 + Pstrp1 + Pstrpp + Pstrsłp = 0.878�"kW
___________________________________
Moc pobierana przez pompe na przelew (pompa-zbionik) P-O-B-A
l5 := 2200mm
l5
ś51 := �" = 0.982
d
trójnik 1 szt.
ś52 := 0.3
złączki proste 8szt
ś53 := 0.5
kolanka 2szt
ś54 := 1
zawór odcinający 1szt
ś55 := 0.7
straty na
"prozdz5 := 94000Pa
rozdzielaczu:
"pf5 := 97600Pa
strata na filtrze
�
�łw 2
Ł"pstrpo := �" �" + ś52 + 8ś53 + 2ś54 + ś55 + "prozdz5 + "pf5 = 202.451�"kPa
(ś )łł
tr 51
�ł �ł
2
cisnienie strat w pompie:
3
m
5 - 4
P2p := Ł"pstrpo = 2.025 � 10 Pa Q1 = 5.027 � 10 �p2 := 0.3
s
P2p�"Q1
Pstro := = 339.209 W
�p2
__________________________________________
Obliczenia cieplne układu:
Sprawdzenie obciazeń cieplnych
1) Określenie czasu trwania poszczególnych ruchów
Ruch roboczy Ruch powrotny m
H := 0.8m
wsłk = 0.196
s
H H
�1 := = 8 s �2 := = 4.08 s
w wsłk
Czas stanu nieobciążonego przyjmuje 30 sek
�3 := 30s
�c := �1 + �2 + �3 = 42.08 s
2) Wyznaczenie sredniego strumienia ciepła
(strumien ciepla oddawany przez scianki przewodów)
�1�"Pcalk + �2�"Pcalk1 + �3�"Pstr
3
Qp := = 1.446 � 10 �"W
�1 + �2 + �3
zakładam temp. oleju temp. otoczenia
�C
tol := 80 �C tot := 26
tol := 353.15K tot := 299.15K
Obliczanie zbiornika na olej hydrauliczny:
W
wsp. przenikania ciepła dla stali
k := 58
2
m �"K
Qp
2
Az := = 0.462 m
wymagana powierzchnia zbiornika
k�" - tot
(t )
ol
Objętość zbiornika powinna być o połowę mniejsza niż minutowa
wydajność pompy 3
m
- 4
Qn = 5.61 � 10
s
Qn�"60s
Vz := = 16.83 L
2
przyjmuje zbiornik o pojemnośći 20 L o wymiarach : 26cm x 22cm x 36cm
Pole powierzchni zbiornika:
2
Az1 := 2�"22cm�"26cm + 2�"22cm�"36cm + 2�"26cm�"36cm = 0.46 m
Moc chlodnicy
Qch := Qp - k�"Az1�" - tot = 5.334 W
(t )
ol
Zapotrzebowanie na moc chłodnicy dość niskie. W tym przypadku zbiornik pełni rolę
chłodnicy i dzięki zastosowaniu materiałów o dużej przewodności cieplnej na zbiornik,
nie potrzebujemy chłodnicy.
Do obliczeń korzystałem z notatek z wykładu "Układy hydrauliczne w pojazdach" które
prowadził dr inż. Jerzy Wojciechowski.