Внутреннийдиаметртрубопроводаопределимчерезрасходмасла[10].
, | (2.15) |
где - внутреннийдиаметртрубопровода, м;
- расходжидкости,м3/с;
- скоростьпотокарабочейжидкости,м/с.
Внутренниедиаметрытрубопроводовопределим
а) вовсасывающейлиниипри𝜐в=1,2 м/с:
принимаемпоГОСТ 21974-76: dу.в=38мм
б) внапорнойлиниипри𝜐н=5 м/с:
принимаемпоГОСТ 21974-76 dу.н=17мм
в) всливнойлиниипри𝜐с=2 м/с:
принимаемпоГОСТ 21974-76: dу.с=25мм
2) определениетолщиныстенкитрубопровода[10].
Определениеминимальнодопустимойтолщиныстенкитрубопровода
, | (2.16) |
где - минимальнодопустимаятолщинастенкитрубопровода, м;
- внутреннийдиаметртрубопровода, м;
- временноесопротивлениерастяжениюматериалатрубопровода, МПа;
- коэффициентбезопасности;
Принимаем =6, =589 МПа для стали 45
Определениеминимальнодопустимойтолщиныстенкитрубопровода (повыбраннымзначениям и )
а) всасывающеготрубопровода | |
б) напорноготрубопровода | |
в) сливноготрубопровода |
3) определениевеличиныударногодавления
Напорныйтрубопроводподлежитпроверкенагидравлическийударвслучае, когдатрубопроводоказываетсявнезапноперекрытым, дляэтогоопределяютвеличинуударногодавления[10].
(2.17) |
где величинаударногодавления, Па;
- плотностьрабочейжидкости;
- начальнаяскоростьдвижениярабочейжидкостивтрубопроводе, доначалаперекрытия (выбираемскоростьрабочейжидкостивнапорноймагистрали),м/с;
- скоростьраспространенияударнойволнывминеральноммасле,м/с;
длястальныхтруб
Принимаем: = 1200 м/с
4) определениесуммарногодавлениявтрубопроводе
(2.18) |
где - суммарноедавлениевтрубопроводе, Па;
- рабочеедавлениевнапорноймагистрали, Па;
- величинаударногодавлениявтрубопроводе, Па.
Проверкапрочноститолщиныстенкитрубопроводапривозможномгидравлическомударе, выразив
, | (2.19) |
выполняетсяпроверкатолщиныстенкивнапорноммагистральномтрубопроводеприсуммарномдавлении
, | (2.20) |
где - временноесопротивлениерастяжениюматериалатрубопроводаприсуммарномдавлениивтрубопроводе, МПа;
589МПа<842МПа
Условие < невыполняется. Следовательно, нужноувеличитьтолщинустенкитрубопровода[10].
Такимобразом,врезультатерасчетатрубопроводаопределеныдиаметрыусловныхпроходовитолщиныстенкитрубопроводоввлиниивсасывания, нагнетанияислива, стенки трубопровода проверены на прочность, предусмотрено введение предохранительного клапана.
2.3.7 Выбор типов гидравлической аппаратуры гидроприводаотгибателя конца полосы рулона разматывателя
Припроектированиигидроприводагидроаппаратурувыбираемизпромышленныхкаталоговпроизводителейвсоответствииспринципиальнойсхемойпофункциональномуназначению, значениюусловногопрохода, давленияирасхода (расчетныезначения).
Гидравлическаясистемаотгибателяконцаполосырулонаразматывателяимеетследующиезначения: =12,5 МПа;Q=72л/минили0,0012м3/с.
Дляданныхзначенийвыбираем:
1) гидрораспределитель: WL-4-16-K--1 Hydraulik- Ring 2П, , , Q=125л/мин.
2) гидрозамок- FB1-POHM-103NRacine, p=21МПа, , Q=76л/мин.
3) обратныйклапан: -DG-MDC-5-10, Vickers, p=31,5 МПа, , Q=100л/мин.
2.3.8 Определение гидравлических потерь в гидроприводе отгибателя конца полосы рулона разматывателя
1)гидролиниявсасывания[1, 13]
Гидравлическиепотеривгидролиниивсасывания
(2.21) |
где - потеридавлениявгидролиниивсасывания, Па;
- потеридавленияподлинегидролиниивсасывания, Па;
Потеридавленияподлинегидролиниивсасыванияопределяются
, | (2.22) |
где - потеридавленияподлинегидролиниивсасывания, Па;
λ- гидравлическийкоэффициенттрения;
ρ- плотностьрабочейжидкости,кг/м3;
- длинавсасывающеготрубопровода, м;
d- диаметртрубопроводвлиниивсасывания, м;
- средняяскоростьпотоковвтрубопроводе, м/с.
Определение гидравлического коэффициента трения
; | (2.23) | |||
где - числоРейнольдса; λ- гидравлическийкоэффициенттрения; | ||||
Определениережиматеченияжидкости
; | (2.24) |
где - числоРейнольдса;
- скоростьдвиженияжидкостивлиниивсасывания, м/с;
- диаметртрубопроводавлиниивсасывания, м;
- кинематическаявязкостьжидкости, м2/с;
-ламинарныйрежим
Па
2) гидролиниянагнетания[1, 13]
Гидравлическиепотеривгидролиниинагнетания
, | (2.25) |
где - потеридавлениявгидролиниивсасывания, Па;
- потеридавленияподлинегидролиниивсасывания, Па;
- потеридавлениявместныхсопротивленияхналиниивсасывания, Па.
Потеридавленияподлинегидролиниинагнетания
Определениережиматеченияжидкости
- режимламинарный |
Определение гидравлического коэффициента трения приламинарномрежиме
Определениеместныхпотерьдавлениявлиниинагнетания:
, | (2.26) |
где - потери давления в местных сопротивлениях на линии нагнетания, МПа;
- безразмерный коэффициент местного сопротивления; =1,5;
Q - расход жидкости л/мин;
d - диаметр трубопровода в линии нагнетания, мм.
Определениепотерьдавлениявгидравлическойаппаратуре
где - потеридавлениявгидроаппарате (распределитель, обратный клапан, гидрозамок), Па;
- номинальныепотеридавленияжидкости (паспортныеданные), Па;
- расходжидкости (расчетноезначение), ;
- номинальныйрасходжидкости (паспортныеданные), .
Определениесуммарнойпотеридавлениягидроаппаратурывлиниинагнетанияштоковойполости
Определение гидравлических потерь в линии нагнетании
3) гидролинияслива[1, 13]
Гидравлическиепотеривлиниисливаштоковойполости
(2.27) |
Потеридавленияподлинегидролиниислива
Определение величины гидравлического коэффициента трения при турбулентном режиме
Определениережиматеченияжидкости |
1087<2300- ламинарныйрежим.
Определениеместныхпотерьдавлениявлиниислива
Определениепотерьдавлениявгидравлическойаппаратуре
Определениесуммарнойпотеридавлениягидроаппаратурывлиниислива
Определение гидравлических потерь в линии слива
Таким образом, внутренние диаметры трубопроводов составили:
1) во всасывающей линии = 38мм при 𝜐в=1,2 м/с
2) в напорной линииdу.н=19ммпри𝜐н=5 м/с
3) в сливной линииdу.с=25ммпри𝜐с=2 м/с
Минимально допустимые толщины стенки трубопровода составили:
1) для всасывающего трубопровода
2) для напорного трубопровода
3) для сливного трубопровода
Проверкапрочности стенки в напорном магистральном трубопроводепоказала, что следует увеличить толщину стенки трубопровода.
При проектировании гидропривода выбрана гидроаппаратура:гидрозамки, распределители, обратный клапан.
2.3.9 Выбор типа насоса гидропривода отгибателя конца полосы рулона разматывателя
Длявыборанасосаопределяютсярасчетныезначенияегорабочихпараметров: производительность (подача)Q, давление , имощность .
1) определениепроизводительностинасоса[1, 13]
Производительностьнасосадолжнапревышатьрасчетныйрасходвсистеменавеличинуутечек :
, | (2.28) |
где - производительность (подача) насоса,м3/с;
- расчетныйрасход,м3/с;
-величинаутечек,м3/с.
Величинаутечек зависитотстепенигерметичностиэлементовсистемы, вязкостиидавлениярабочейжидкости
, | (2.29) |
где - расчетныйкоэффициентутечек
-расчетноедавление, Па.
2) определениерабочегодавлениянасоса (давлениевнапорноймагистрали)[10].
, | (2.30) |
где - рабочеедавлениенасоса, Па;
- манометрическоедавление (влиниинагнетанияислива), Па;
- вакуумметрическоедавлениевлиниивсасывания, Па.
3) определениеманометрическогодавленияприоперацииисполнительногопривода(рабочийход):
, | (2.31) |
где - потеридавлениявлиниинагнетания, Па;
- потеридавлениявлиниислива, Па.
4) определениевакуумметрическогодавлениявлиниивсасываниянасоса:
, | (2.32) |
где - плотностьжидкости,м3/с;
- ускорениесвободногопадения,м/с2;
- геометрическаявысотавсасывания, илидлинавсасывающеготрубопровода, м;
- потеридавлениявлиниивсасывания, Па.
Порассчитаннымзначениямp=13 МПаиQ= 0,0012м3/свыбираемаксиально–поршневой нерегулируемый насос типа НАР63/200:
1) номинальнаяподача: Q = 89л/мин;
2) номинальноедавлениенавыходе: Pн =25МПа.[10].
Таким образом, выбран аксиально–поршневой нерегулируемый насос типа НАР63/200
2.3.10 Энергетический расчет гидроприводаотгибателя конца полосы рулона разматывателя
1) определениеэффективноймощностинасоса[10].
, | (2.33) |
где - эффективнаямощностьнасоса, Вт;
- номинальноедавлениенавыходе, Па;
-подачанасоса, м3/с.
2) определениемощностиприводногоэлектродвигателякнасосу:
, | (2.34) |
где - мощностьприводногоэлектродвигателя, Вт
- эффективнаямощностьнасоса, Вт;
- полныйКПДнасоса.
3) определениеКПДнасоса[10].
, | (2.35) |
где - объемныйКПД;
- механическийКПД;
- гидравлическийКПД.