Calculul Sistemului de Acționare Hidraulică Ale Sistemului Hidraulic - Model

8/16/2019 Calculul Sistemului de Acționare Hidraulică Ale Sistemului Hidraulic - Model

http://slidepdf.com/reader/full/calculul-sistemului-de-acionare-hidraulica-ale-sistemului-hidraulic-model 1/12

2

Semn.

Aprobat

Mod

Elaborat

Verificat

Coala

Boubătrîn C.

Nr. Docum.

Coala Coli

Litera

U.T.M. F.I.M.I.T.gr. MAIA-141

Data

1 Calculul sistemului de ac ionare hidraulică ale sistemului hidraulic............................ț

1.1 Baele de calcul în regim !ermanent ale ac ionărilor hidraulice cu motor hidraulicț

linear"""""""""""""""""""""""""""""""""

1.1.1 Caracteristicile dimensionale ale sistemului hidraulic"""""""""""""..

1.1.# $ta!ele de calcul în regim !ermanent a sistemului hidraulic"""""""""""

1.1.#.1 %redimensionarea motorului hidraulic liniar"""""""""""""""..

1.1.#.# %redimensionarea necesarului de debit în sistemul de ac ionare hidraulică""""ț

1.1.#.& %redimensionarea re elei hidraulice"""""""""""""""""""..ț

1.1.#.4 'imensionarea !om!ei ac ionării"""""""""""""""""""""ț

1.1.#.( Alegerea sursei de energie"""""""""""""""""""""""..

1.1.#.) *eluarea calcului caracteristicilor cinematice ale motorului liniar"""""""

1.1.& $+em!le de calcul al sistemului hidraulic în regim !ermanent cu motor hidraulic

liniar"""""""""""""""""""""""""""""""""..

1.1.&.1 $+em!lu de calcul al sistemului hidraulic cu !om!ă nereglabilă ,cu cilindree i+ă

""""""""""""""""""""""""""""""""""

1.1.&.# $+em!lu de calcul al sistemului hidraulic cu !om!ă reglabilă ,cu cilindru /ariabilă

"""""""""""""""""""""""""""""..



Coala

3

CoalaMod DataSemnatN. Document

1 Calculul sistemului de ac ionare hidraulică ale sistemului hidraulic.ț

1.1 Bazele de calcul în regim permanent ale ac ionărilor hidraulice cu motor hidraulicț

liniar.

1.1.1 Caracteristicile dimensionale ale sistemului hidraulic.

0e consideră sistemul hidraulic din ig. nr.1 sistem cu circuit deschis echi!at cu motor

hidraulic liniar.

0e !ro!une abordarea calculului de dimensionare a sistemului.

Fig. 1. 0chema hidraulică cu motor hidraulic liniar.

Caracteristicile tehnico-unc ionale ale unui motor hidraulic liniar ce trebuie nominaliateț

în /ederea dimensionării sunt2

Dimensionale:

3 lungimea de monta56

0 cursa ma+imă6

3ma+ lungimea ma+imă6

AM A1 su!raa a !istonului6ț

Am A# su!raa a camerei cu ti5ă6ț

Func ionale:ț

!n !resiunea nominală6

!ma+ !resiunea ma+imală6

!o !resiunea de lucru.

0chema de ac ionare hidraulică din ig. 1. re!reintă inorma ia necesară inginerului !entruț ț

a realia dimensionarea acestuia inînd cont de toate inorma iile s!eciice ac ionării hidrauliceț ț ț

cel mai bine momentului etnic i tiin iic în care se !une !roblema dimensionării unuiș ș ț

asemenea sistem. 'in schema hidraulică !reentată reultă desă urarea eta!elor de calcul !rinș

care se calculă i se aleg com!onentele de ac ionare hidraulică din ig.1.ș ț

1.1.2 Etapele de calcul în regim permanent a sistemului hidraulic.

1.1.2.1 Predimensionarea motorului hidraulic linear.

Alegerea grupei de presiuni de lucru.



Coala

4


0e ado!tă conorm sarcinii ni/elul de !resiuni de lucru la care dorim să dimensionăm

ac ionarea hidraulică. 0e are în /edere a!tul că unc ie de ni/elele de !resiuni ado!tate se /or ț ț

alege com!onentele de ac ionare i că !re ul de cost al acestora de!inde de ni/elul !resiunilor deț ș ț

lucru.

7i/elurile de !resiuni se reeră la stadiul actual al tehnicii ac ionărilor hidraulice acesteaț

a/8nd tendin e de cre tere în momentul de a ă.ț ș ț

Fiarea caracteristicilor tehnologice ale procesului.

'in condi iile tehnologice în care trebuie să ac ionee utila5ul tehnologic sauț ț

echi!amentul ce trebuie ac ionat hidraulic se deduc următoarele mărimi caracteristice laț

ti5a motorului hidraulic liniar de ac ionare ,date din sarcina de !roiect2ț

- Fma+ or a ma+imă !e ti5a motorului liniar6ț

- 0ma+ cursa ma+imă necesară6

- 9ma+ /itea ma+imă a !istonului6

- 3 lungimea de monta56

- 0olu ia de !rindere.ț

Calculul ariei !istonului.

A1nec=

F max

po

; [cm2 ]; ,1

unde F max , [daN]; po [bar];

Calculul diametrului !istonului motorului hidraulic liniar.

Dnec=√ 4 A

1nec

π ; [cm]; ,#

Calculul diametrului ti5ei motorului hidraulic liniar.

d=0,498∗ Dnec

Alegerea motorului hidraulic liniar.

'in catalog se alege motorul hidraulic liniar ce satisace următoarele condi ii2ț

1. ' : 'nec6

2. 0 : 0ma+6

!. 0olu ia de !rindere6ț

Calculul ariilor su!rae elor de ac ionare i a /olumelor motorului liniar.ț ț ș

A1=

π D2

4 [cm2 ]; A

2=

π ( D2−d

2 )4

[cm2 ] ; ,&

V 1 = A1 * S max [cm3 ]; V 2 = A2 * S max [cm3 ]; ,4



Coala

5


Calculul !resiunii eecti/e necesare !entru motorul hidraulic liniar.

¿̄¿

pef = F max

A1

,¿ ,(

unde2 F max [daN]; A1 [cm2 ];

Cu condi ia2ț

pef ≤ pn;

1.1.2.2 Predimensionarea necesarului de de"it în sistemul de ac ionare hidraulică.ț

Qnec=6 A1∗vmax ; [l/min]; ,)

unde2 A1 [cm2 ]; max [m/!];

1.1.2.! Predimensionarea re elei hidraulice.ț

'educerea ariei de curgere necesare.

A0=

Q nec

6w0

; [cm2 ]; ,;

unde2 "nec [l/min]; #$ [m/!] /itea de curgere a luidului de lucru în re ea6ț #$ =

%&&&' m/!, (max& 12 m/!)&

Calculul diametrului nominal de curgere al re elei hidraulice.ț

d N 0=10√ 4 A

0

π ; [mm]; ,<

A$ [cm2 ];

Alegerea conductei hidraulice.

d N + N$; ,=

>n ado!tarea re elei este im!ortantă ado!tarea com!onentelor de re ea hidraulicăț ț

,conducte armături etc. unde este esen ială !reciarea grosimii !eretelui conductelorț

inînd cont de simbolul armăturii adică2ț

3 !resiune 5oasă , p0 ? #(@ bar6

0 !resiune înaltă , p0 : #(@ bar6

*egularea /iteei reale de curgere a uleiului.

A=π ∗d N

2

4 , [cm2 ]; ,1@

w=Qnec

6 A ,

$/aluarea naturii curgerii i a !ierderilor s!eciic de !resiune !e re eaua de conducte.ș ț



Coala

6


Re=w∗d N

v ∗10

3; ,11

unde2 # [m/!]; d N [mm];

[cS] = /8scoitatea cinematică a uleiului olosit la tem!eratura de lucru6

= %$ cS; -e = 23$$ – ,!entru uleiuri minerale.

- 'eterminăm coeicientul de recare ,reisten ă hidraulică în de!enden ă de regimulț ț

mi cării luidului în conductă.ș

# $ %&'( e dacă ( e ) 2!** ,regim laminar de curgere.

# $ *+!1%' 4√ Re dacă ( e , 2!** ,regim turbulent de curgere.

- Căderea s!eciică de !resiune ,!e metru liniar re ea6 !rin recarea de-a lungulț

conductei6

∆ p0= λ

1

d N

∗ ρ

2∗w

2∗10

−2; [bar] ,1#

unde2 d N mmD6 densitatea uleiului hEdraulic6 . = $,$% [0/dm3 ]; # [m/!];

# /itea reală de curgere a lichidului în re ea.ț

Calculul !ierderii de !resiune !e întreaga re ea.ț

∆ pret = L∗∆ p0

; [bar]; ,1&

unde2 [m] lungimea totală a re elei ,ado!tată cu a!ro+ima ie.ț ț

%ierderea totală de !resiune !e re ea.ț

∆ ptot =∆ pret +∆ pdistr ; ,14

unde2 pdi!r căderea de !resiune totală !e distribuitoare su!a!e racordări coturi

etc. se ado!tă cu a!ro+ima ieț pdi!r = (2$$ 4 5$$) 6 din pre &

Calculul !resiunii necesare la !om!a ac ionării hidraulice.ț

pnec= pef +∆ ptot , [bar]; ,1(

1.1.2.& Dimensionarea pompei ac ionării.ț

Alegerea ti!ului constructi/e. pn 7 2$$ bar - !om!e cu ro i din ate cu !alate sau cu !istona e radiale.ț ț ș

pn 7 2$$ bar !om!e cu !istona e a+iale.ș

>n unc ie de caracteristica de lucru a organului de lucru se /a alege2ț

- *egim de lucru cu /iteă constantă !om!ă cu cilindree i+ă 8 p = 1;

- *egim de lucru cu /iteă /ariabilă !om!ă cu cilindree /ariabilă 8 p 9 [$,1] = ar&

8 p !arametrul de reglare a !om!ei 8 p &



Coala

7


Alegerea tura iei nominale ,nnom la a+ul !om!ei.ț

Func ie de caracteristica e+ternă a sursei energetice ,estimată.ț

Calculul cilindreei teoretice a !om!ei.

q tp=Qnec∗1000

nnom

; [cm3 /ro] ,1)

unde2 "nec [l/min]; nnom [ro/min];

0e alege din catalog !om!a.

Astel încît2

: p :p ,1;

0e calculeaă cilindreea reală necesară unc ie de randamentul /olumic al !om!eiț

alese.

: p = :p /p; ,1<

unde2 p randamentul /olumic al !om!ei mărime ce se ado!tă unc ie de !om!aț

!e care !roiectantul dore te să o ado!te !entru sistemul de ac ionare al utila5ului !eș ț

care !roiecteaă.

Calculul debitului !om!ei.

" p = 8 p*: p*nnom*1$<3 , [l/min]; ,1=

unde2 : p [cm3 /ro]; nnom [ro/min];

Calculul !uterii la a+ul !om!ei.

N l=Q p∗ pnec

600∗tot

; ,#@

unde2 " p [l/min]; pnec [bar]; p randamentul total al !om!ei.

p = p*mp &

unde2 p randamentul total al !om!ei6

p randamentul /olumic al !om!ei6

mp randamentul mecanic al !om!ei6

Calculul momentului la a+ul !om!ei.

! l=

5

π ∗1

mp

"nec

, [daNm]; ,#1

unde2 p randamentul mecanic al !om!ei.

1.1.2./ Alegerea sursei de energie.



Coala

8


>n unc ie de /aloarea momentului Mț l ob inut din calcul a !uterii i a tura iei necesareț ș ț

de antrenare a !om!ei se ado!tă du!ă cataloage sursa de energie necesară conorm

caracteristicii de lucru ,motor electric sau motor termic unc ie de o! iunea de ac ionare aț ț ț

utila5ului sau echi!amentului ce urmeaă a i !roiectat.

1.1.2.% (eluarea calcului caracteristicilor cinematice ale motorului liniar.

'ebitul la cilindru.

Q=Q p∗vp , [l/min]; ,##

9itea ma+imă asigurată.

= "/(*A1 ), [m/!];

7 max , "; [l/min]; A1 [cm2]; ,#&

0intea datelor calculate.

'atele ob inute din calcul se centralieaă într-un tabel care sintetieaă /alorilețs!eciice ac ionării hidraulice din care se e+trag mărimile ce contribuie caracteristicileț

necesare achii ionării com!onentelor de ac ionare hidraulică ,Tabelul 1.ț ț

0a"elul 1

7r.crt.

*el. nr. UM9aloare

a calculată9aloare

a ado!tată

Ti!ulcom!onen eți ado!tate

bs.

@ 1 # & 4 ( )

1 A1nec=

F max

po

cm# A1nec= "" ti!ul

cilindrului

# Dnec=√ 4 A

1nec

π cm Dnec=¿ ' s 0

& pef = F max

A1

bar pef =¿ ""

4 Qnec=6 A1∗vmax

lGmin

Qnec=¿ Hti!

cilindru

( A0=

Q nec

6w0

cm# A0=¿ d 7 re eauaț

) ∆ pret = L∗∆ p0 bar pre =

; pnec= pef +∆ ptot bar pnec = ! !om!ainclude

sarcina iș

!ierderile

<lGro

tV c>p = t!

se ado!tăJ/! Jmh!

= N l=

Q p∗ pnec

600∗tot

KLda7m

N l =

? l =

""""

se ado!tă0$

ti! 0$



Coala

9


! l=

5

π ∗1

mp

"nec

1@

Q=Q p∗vp

v = Q/(6*A1 )

lGminmGsec

" =

=

""""

sei+ea+ă

!om!a

ti! !om!ă

1.1.! Eemple de calcul al sistemului hidraulic în regim permanent cu motor hidraulic liniar.

1.1.!.1 Eemplu de calcul al sistemului hidraulic cu pompă neregla"ilă cu cilindree iă3.

0e consideră caul unui sistem de ac ionare hidraulică sim!lu în circuit deschis ceț

necesită realiarea unei or e acti/e la organul de lucru de (@@@ 7 la o /iteă constantă deț

@&( @4 mGsec. Cursa ma+imă necesară este de @4 m. Instala ia de ac ionare hidraulică esteț ț

a unui echi!ament sta ionar ce dis!une de sursă electrică de alimentare.ț

(ezol4are.

%redimensionarea motorului hidraulic liniar.

0e ado!tă !resiunea ini ială a calcululuiț p$ 1<@ bar cu care se determină !arametrii

constructi/e ai motorului liniar du!ă rela ia #.1.ț

A1nec=

5000

180=27.77cm

2;

0e calculeaă alea5ul necesar al cilindrului du!ă rela ia #.ț

Dnec=

√

4∗27.77

3,14=5,95 cm ;

0e calculeaă diametrul ti5ei.

d = $,5'*%,%=2, mm;

0e ado!tă du!ă tabel un cilindru care să cores!undă cel mai mult la necesită ile reultate dinț

calcul.

0e ado!tă un cilindru din abrica ia %rome+ cu caracteristicile2ț

pn = 2'$ bar + = @$ mm d = %$ mm S max = 52$

mm

max = @%$

mm

0e realieaă aria eecti/ă a cilindrului A1 aria A# i /olumele cores!unătoare celor douăș

incinte de lucru 91 i 9# du!ă rela iile & i 4.ș ț ș

A1=3,14∗49

4=38,48#38,5 cm

2;

$ 1=38,5∗42=1617 cm3

;



Coala

10


A2=3,14

4(49−25 )=18,84#18,9 cm

2;

$ 2=18,9∗42=793,8#794 cm3

;

Calculul !resiunii eecti/e !e cilindru du!ă rela ia (.ț

pef =5000

38,5=129,87#130 ;̄

Calculul necesarului de debit du!ă rela ia ).ț

Qnec=6∗38,5∗0,4=92,352# 92,4 l

min ;

%redimensionarea re elei hidraulice.ț

'educerea diametrului nominal al re elei. ,0e ado!tă ;mGsec..ț

A0=

92,4

6∗7=2,2cm

2;

$/aluarea !reliminară a diametrului nominal al re elei.ț

d N o=10√

4∗2,2

π =16,74 mm ;

Alegerea conductei re elei.ț

0e ado!tă din 0TA0 =;&(G;4 diametrul nominal cel mai a!ro!iat de cel

calculate d N = 2$mm d N$ grosimea !eretelui conductei = 2mm.

*ecalcularea /iteei reale de curgere a lichidului în re ea.ț

A=π ∗22

4=3,14 cm

2;

w= 92,4

6∗3,14=4,899# 4,9

m

sec%;

$/aluarea naturii curgerii în re eaua hidraulică.ț

Re=4,9∗20

50∗10

3=1960<2300; λ=

64

1960=0,033 ;

'eterminarea căderii s!eciic de !resiune ,!e 1 metru liniar.

∆ p0=0 ,

033∗1

20∗0,905

2∗4,9

2∗10

−1=1,78∗10

−3;̄

$/aluarea !ierderii de !resiune !e întreaga re ea hidraulică !entru 3&@m.ț

∆ pret =0,00178∗30=0,054 ;̄

$/aluarea !ierderilor totale de !resiune ,re ea !lus a!arate rela ia 14.ț ț

∆ ptot =0,054+0,8+0,5+0,2=1,554 #̄2 ;̄



Coala

11


$/aluarea !resiunii la !om!a ac ionării ,rela ia 1(.ț ț

pnec = 13$ B 2 = 132 bar;

'imensionarea !om!ei ac ionării hidraulice.ț

'eoarece !resiunea calculată este mai mică de #@@ bar se ado!tă !entru

ac ionare o !om!ă cu ro i din ate cu cilindree constantă ,i+ă.ț ț ț 0e ado!tă tura ia de 1(@@ rotGmin la a+ul !om!ei.ț

0e calculeaă cilindreea teoretică necesară a !om!ei du!ă rela ia 1).ț

q tp=92,4∗1000

1500=61,6

cm3

rot ;

0e ado!tă din catalog !om!a cu ro i din ate tabelul cu cilindreea.ț ț

: p = 3 cm3 /ro;

9eriicarea cilindreei reale considerînd J/ @=( a/8nd în /edere a!tul că !resiunea eecti/ă

este mică în ra!ort cu !resiunea nominală a !om!ei ,rela ia 1<.ț

q "

¿=

61,6

0,95=64,85

cm3

rot ;

'eoarece următoarea cilindree de !om!ă este <@ cm&Grot destul de mare

ca /aloare a ă de necesită ile ac ionării se consideră tot !om!a aleasă anterior.ț ț ț

Calculul debitului real al !om!ei ,du!ă rela ia 1=.ț

" p = $,% * * 1%$$ * 1$<3 = ',@' C $ l/min;

Calculul !uterii la a+ul !om!ei ,rela ia #@ se ado!tăț mp = $,5.

N l= 90∗132

600∗0,94=22,6 &' ;

Calculul momentului la a+ul !om!ei ,rela ia #1.ț

! l=

1,59∗1

0,94∗63

1000(132−0)=14,066 daNm;

*eluarea calculului caracteristicilor la cilindru.

'ebitul real la cilindru "c = $ l/min&

9itea la motorul hidraulic liniar.

o %e a a mare2ț vc= 90

6∗38,5=0,389

m

sec

o %e a a micaț : vc

¿=

90

6∗18,9=0,79

m

sec



Coala

12


'eoarece unc ionarea !e a a mică a cilindrului este mi care în loc deț ț ș

retragere din rontul de lucru se consideră bună această /iteă. 0e /eriică dacă

/itea nu de!ă e te /itea limită la ti5ă recomandată.ș ș

9alorile calculate se !un în tabelul #.

0a"elul 2

5

r.crt

.

(el. nr.6

78aloarea

calculată8aloare

a adoptată

0ipulcomponen eiț

adoptate

9"s.

* 1 # & 4 ( )

1 A1nec=

F max

po

cm# A

1nec=27,77 cilindru

2 Dnec=√ 4 A

1nec

π cm Dnec=5,95

' ; d (

!ma+ #<@bar

! pef = F max

A1

bar pef =130 pef =132 cursă 4#@mm

& Qnec=6 A1∗vmax

lGmin

Qnec=91,4 Qnec=92,3ma+

;(@mm

/ A0=

Q nec

6w0

cm# A

0=2,2

d N =

20mm

ea/ăȚ

hidraulică

% ∆ pret = L∗∆ p0 bar ∆ pret =0,055 ∆ pret =2

'7 #@mm !erete de#mm

pnec= pef +∆ ptot bar pnec=132 P = 132

;lGr

ot8o0p $ %1+% V op = 63

0e ado!tăηVp = 0,95

ηmp = 0,94

<

N l=Q p∗ pnec

600∗tot

! l=

5

π ∗1

mp

"nec

K Lda7m

N l=22,6

! l=14,066

nl 1(@@rotGmin

Motor electricasincron ti!

BUC.

1

*

Q=Q p∗vp

v = Q/(6*A1 )

lGmin

mGsec.

Q=90

=$,3, * =$,@& !om!ă

1.1.!.2 Eemplu de calcul al sistemului hidraulic cu pompă regla"ilă cu cilindru 4aria"ilă3.

0e consideră caul unui sistem de ac ionare hidraulică în circuit deschis ce necesităț

mi carea unei mase 1(@@ 7 or a reistentă iind de #=@ (@@ 7 la o /iteă constantă deș ț

mi care de @14 mGsec. Cursa ma+imă necesară este de 1&( m. Tim!ul de trecere din re!ausș



Coala

13

CoalaMod DataSemnatN Doc ment

la /itea ma+imă este de @# sec. Instala ia de ac ionare hidraulică dis!une de sursă electricăț ț

de alimentare.

(ezol4are:

Calcule !reliminarii.

%lec8nd de la /itea / @14 mGsec i a!tul că la această /iteă trebuie să seș

a5ungă într-un tim! de N @# sec se determină o accelera ie de2ț

a=0,14

0,2=0,7

m

sec2

For a de iner ie !e care trebuie să o în/ingă sistemul hidraulic este2ț ț

F = 1%$$ * $,@ = 1$%$ N,

For a reistentă totală !e care trebuie să o în/ingă sistemul de ac ionareț ț

hidraulică /a i2

F max = 2' * %$$ B 1$%$ = 2$%%$ N = 2$%% daN,

%redimensionarea cilindrului hidraulic.

Aria necesară a cilindrului.

0e ado!tă !resiunea de calcul conorm sarcinii p$ = 2%$ bar,

A1nec=

29055

250=116,2cm

2%

Calculul Sistemului de Acționare Hidraulică Ale Sistemului Hidraulic - Model

Documents