Тепловой расчет

При работе гидропривода из-за наличия местных сопротивле­ний и потерь на трение происходит нагрев рабочей жидкости. Оп­тимальная температура жидкости для большинства гидроприво­дов находится в интервале 50...60 ^ОС. Допускается кратковре­менное повышение температуры до 75 ^ОС. Целью теплового расчета является определение температуры жидкости, выбор необходимого объема гидробака и нахождение основных параметров теплообменного аппарата в случае необходимости.

Потери мощности при течении потока рабочей жидкости

(4.51)

где – потери мощности на i-ом участке гидросистемы; n – количество выделенных участков.

Потери мощности по длине трубопроводов и в местных сопротивлениях определяют, соответственно, по формулам

(4.52)

(4.53)

где – расход жидкости на i-ом участке.

Если выделяются отдельные периоды работы гидропривода, то расчет ведется по средней за циклN_тср мощности:

(4.54)

где – продолжительность i-ого периода; – время цикла; m – число периодов в цикле.

В связи с быстротой течения рабочей жидкости теплообменом со стенками трубопроводов и гидроаппаратов при практических рас­четах пренебрегают, считая, что теплообмен происходит в гидро­баке, и мощность выделяемого при этом теплового потока при ус­тановившемся тепловом режиме работы привода определяют по формуле

(4.55)

где – изменение температуры рабочей жидкости; – удель­ная мощность теплоотдачи в окружающую среду при перепаде тем­пературы на 1 ^ОС;

здесь

(4.56)

где – площадь поверхности i-ой стенки гидробака; – ко­эффициент теплопередачи через i-ю стенку в окружающую среду.

Коэффициент теплопередачи (Вт/м^{2 О}С) в зависимости от условий теплообмена находится в следующих пределах:

при отсутствии циркуляции воздуха 8 ...12,

при естественной циркуляции воздуха 15 ... 30,

при воздушном теплообменнике 70 ... 90,

при водяном теплообменнике 100 ... 200.

Площадь поверхностей стенок гидробака находят по соответствующим геометрическим зависимостям, задаваясь формой гидробака и зная его объем (м³). При первоначальном выборе полезного объема гидробака его принимают равным трех-, пятиминутной номинальной подаче насоса (м³/с):

(4.57)

Полученное значение округляют до ближайшего из номи­нального ряда вместимостей гидробаков, гидро- и пневмоаккуму­ляторов, ресиверов по ГОСТ 12448–80 (дм³): 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3200; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000; 12500; 16000; 20000; 25000.

Температуру рабочей жидкости рассчитывают по формуле

(4.58)

где – температура окружающей среды.

Если температура рабочей жидкости выше допустимой, то применяют конструктивные меры: увеличивают объем гидробака или устанавливают теплообменный аппарат, если температура рабочей жидкости находится в допустимых пределах, то расчет заканчивают, и проектировочный расчет объемного привода считается выполненным.

Все расчеты выполняют с обязательным использованием прикладного программного обеспечения.

При разработке информационной части необходимо выбрать датчики конечного и текущего положений, их сопряжение с выходным звеном привода. В зависимости от назначения привода дополнительно ввести (при необходимости) контуры управления по току, скорости, усилию, температуре и т. п., и выбрать соответствующие датчики.

В заключении выбирают промышленный компьютер, определяют интерфейс, разрабатывают блок-схему управления приводом и выбирают прикладное программное обеспечение для управления оборудованием.