6. Расчет объема гидробака

Надежная и эффективная работа гидропривода возможна в условиях оптимального состояния, обеспечивающего постоянство рабочих характеристик. Повышение температуры влечет за собой увеличение объемных потерь, нарушаются условия смазки, повышается износ деталей, в рабочей жидкости активизируются ее окисление и выделение из нее смолистых осадков, ускоряющих облитерацию проходных капиллярных каналов и дроссельных щелей.

Основной причиной нагрева является наличие гидравлических сопротивлений в системах гидропривода. Дополнительной причиной являются объемные и гидромеханические потери, характеризуемые объемным и гидромеханическим КПД.

Потери мощности в гидроприводе, переходящие в тепло

ДN = N_пр - N_пол

ДN = 7571 - 1200=6371 Вт

а при цикличной работе

ДN = N_пр.ср - N_пол.ср

ДN = 4152,4 - 666,7=3485,7 Вт

Согласно рекомендациям по проектированию гидропривода, объем гидробака должен быть в три раза больше объема масла, находящегося в трубопроводах и гидроаппаратах системы.

Определим объем рабочей жидкости, находящейся в гидросистеме. Объем масла в трубах

.

V_труб = =0,0003 м³.

Объем масла в гидроцилиндрах

V_ГЦ = z ·F_1· S .

V_ГЦ = 1· 0,005024·0,5=0,0025 м³.

Объем масла в гидронасосе равен его рабочему объему

V_Н = q. = 0,000016 м³.

Объем масла в фильтре можно приближенно посчитать исходя из геометрических размеров выбранного фильтра. Стакан фильтра имеет цилиндрическую форму диаметром 100 мм и высотой 200 мм. Фильтрующие элементы занимают приблизительно 60% внутреннего объема фильтра. Исходя из этих геометрических характеристик рассчитывается объем масла, заполняющего фильтр.

V_ф = 0,000942 м³.

Объемом масла, находящегося в гидрораспределителе, дросселях и обратных клапанах можно пренебречь. Таким образом, объем рабочей жидкости, находящейся в гидросистеме равен

V = V_труб + V_ГЦ + V_Н + V_Ф

V = 0,0003 + 0,0025 + 0,000016 + 0,000942=0,0037м³.

Тогда объем бака равен

V_б1 = 3V.

V_б1 = 3·0,0037=0,011 м³.

Полученное значение округляют его до стандартного значения объема по ГОСТ 12448-80 и получаем V_б1 = 0,0125 м³. Примем за форму гидробака параллелепипед (V =a·b·h), конструктивно подбираем размеры гидробака: длину a, ширину b, высоту h (h > h₁) рисунок 6.1.

Рисунок 6.1 - Гидравлический бак

Принимаем длину a=0,25м, ширину b=0,2м, высоту h=0,25м.

Площадь поверхности теплообмена складывается из поверхности труб S_тр, через которые происходит теплообмен с окружающей средой, и поверхности теплоотдачи бака S_б

S = S_тр + S_б

S = 0,23 + 0,00002=0,23002 м².

Для определения поверхности труб воспользуемся формулой

S_тр = р·d· ( l₁+l₂ )

S_тр = 3,14·0,008·(2+3)=0,15 м².

а для теплоотдающей поверхности бака зависимостью

S_б = a·b + 2·a·h₁ + 2·b·h₁

S_б = 0,25·0,2 + 2·0,25·0,2 + 2·0,2·0,2=0,23 м².

Рассчитаем объёма гидробака через теплообменные поверхности

V_б2 = .

V_б2 = =0,0075 м³.

Така как V_б1> V_б2, то принимаем объём гидробака равный 12,5 л.