Насосы гидравлических систем станков и машин - Леонов А.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Мощность, необходимая для гидравлического исполнительного механизма, определяется величиной усилия и скоростью рабочего органа (в случае его прямолинейного движения) или величины крутящего момента и угловой скоростью (в случае его вращательного движения), а также его кинематической связью с исполнительным механизмом.
Размеры исполнительных механизмов выбирают из конструктивных соображений с учетом их компактности и прочности, а также величины давления рабочей жидкости, принятой для данной гидравлической системы.
Мощность гидравлического исполнительного механизма N, отдаваемая рабочему органу, определяется по формуле
N = ^A.c.t (13)
где Р — усилие в исполнительном механизме в кг;
v — скорость прямолинейного перемещения поршня исполнительного механизма в м/сек.
Для обеспечения мощности гидравлического исполнительного механизма насос должен иметь мощность, большую указанной, для компенсации потерь в гидравлической системе
Nnom “ ~Zr~~ » (14)
71г. с
где Nnam — потребная мощность насоса;
цг.с— общий к. п. д. гидравлической системы.
При отсутствии разветвления общий к. п. д. равен произведению к. п. д. всех элементов, входящих в данную гидравлическую систему,
’Пе.е — 'Пт’Пк’Пр'Чи, (15)
где Чт— к. п. д. трубопровода;
% — к. п. д. клапанов;
Ир — к. п. д. распределительного органа;
% — к. п. д. исполнительного органа.
Значение к. п. д. элементов гидравлической системы определяется на основании их технических характеристик.
В случае разветвления системы и параллельного включения гидроаппаратуры и исполнительных органов необходимо определить потребную теоретическую мощность и потери мощности для каждого
II
участка отдельно. Имея эти данные, можно определить общий к. п. д. гидравлической системы по формуле
„ __
т)«. с — XN _j_ 1Ne , (10)
где N — потребная теоретическая мощность для отдельных участков; Nc— потери мощности на отдельных участках.
Теоретическая мощность насоса. При работе насоса определенный объем жидкости Qm нагнетается с напором Я; тогда работа, затрачиваемая на подъем жидкости, составит
W — Qm{H кгм(мин,
где Qm— теоретическая производительность насоса в л/мин;
7 — удельный вес жидкости в кг/л.
Теоретическая или индикаторная мощность насоса (без учета потерь) будет
QmlH
^«=60Т15Л-С- <17>
Выражая напор в технических атмосферах, получим
N, - -%?=- л.(18).
где рт— теоретическое или индикаторное давление в рабочей камере насоса в кг/см2,
или
Ыт-^-кет. (19)
Под теоретической производительностью насоса Qm подразумеваем геометрический объем, описываемый нагнетающими частями насоса. Теоретическая производительность подсчитывается по формулам, а также может быть измерена как объем жидкости, подаваемый насосом за определенное время при условиях полного заполнения рабочих камер и отсутствии потерь жидкости в утечку, ввиду наличия давления в рабочих камерах.
Приводная мощность насоса. Мощность, потребная для привода насоса Nnp, будет больше его теоретической мощности в связи с затратами энергии на механическое трение движущихся частей (валов в подшипниках и уплотнениях, поршней в цилиндрах или лопастей в пазах и т. п.), а также на трение этих частей о жидкость.
Все указанные потери учитываются механическим к.п. д. — т\Мех-Механические потери при работе насоса увеличиваются не прямо пропорционально повышению давления, а мощность насоса растет прямо пропорционально давлению. Поэтому с повышением давления ¦Цмех увеличивается.
12
Приводная мощность насоса
*„--?=• (20)
М мех OAZ7b
Эффективная мощность насоса, отдаваемая системе, будет меньше теоретической мощности в связи с наличием объемных потерь жидкости в нагнетающих частях и потери давления из-за сопротивления течению жидкости в каналах самого насоса.
Объемные потери. Объемные потери насоса зависят от величины и протяженности зазоров в его нагнетающих узлах, требуемого давления нагнетаемой жидкости и ее вязкости.
Если обозначить суммарные объемные потери насоса q, то его действительная производительность, отдаваемая системе, будет
Qd e Qm Ч •
Объемный к. п. д. насоса выражается отношением
•Ч*(21)
откуда
Qm = -^T (22)
Чоб
ИЛИ
Чоб = 1---. (23)
Величина объемных потерь q насоса прямо пропорциональна разности давлений в рабочей камере и линии всасывания и не зависит от производительности насоса.
Обратно пропорционально на величину объемных потерь влияет вязкость жидкости. Чем выше вязкость жидкости, тем меньше потерь
и, наоборот, чем ниже вязкость жидкости, тем больше потерь.
Поэтому при изменении производительности данного насоса изменяется и его объемный к. п. д.
При увеличении производительности насоса, например за счет повышения его числа оборотов, происходит повышение "Чов, так как теоретическая производительность увеличивается, а объемные потери q остаются постоянными.
Поэтому быстроходные насосы имеют более высокие объемные к. п. д. по сравнению с тихоходными.
Так как при увеличении размеров насосов идентичных конструкций периметр зазоров растет не пропорционально производительности, то насосы больших размеров имеют более высокие объемные к. п. д., чем насосы малых размеров.
