Расчет необходимой производительности насоса. Выбор насоса

Необходимая производительность насоса Q_н определяется на основании циклограммы работы гидропривода и обеспечения всех одновременно работающих гидродвигателей с заданными кинематическими параметрами.

Qн=1,1 Q i, (6.23)

 

где n - число одновременно работающих гидроцилиндров или моторов в соответствии с циклограммой их работы (см. рис. 6.4);

Qi– расход i-тым гидродвигателем.

1. Если гидродвигателем является гидроцилиндр, то его расход рабочей жидкости определяется по формулам (6.5), (6.6).

2. Расход рабочей жидкости гидромотором (Q) равен

 

Q=Vonд/(ηо·60·10⁶), м³/с, (6.24)

 

где V_o– рабочий объем, cм3/oб- берется из табл. 6.8…6.14;

nд–заданная максимальная скорость вращения вала, об/мин,

ηо- объемный КПД гидромотора.

3. Если гидродвигателем является моментный гидроцилиндр, то Q находится по формулам (6.8), (6.14) и (6.16).

Во всех случаях расход пересчитывается в традиционную размерность (л/мин) путем умножения м³ /с на 60000.

Для исключения ошибок и удобства расчётов изображается схема (например, 3-го задания – рис. 6.3). На ее гидролиниях надписываются расходы (л/мин) и давления при прямом (сверху) и обратном (снизу) ходе цилиндрови гидромоторов. Далее строится график расхода жидкости гидроцилиндрами (например, для 3-го задания рис.4), позволяющий обоснованно определить необходимую производительность насоса и потоки (л/мин) в каждой линии.

 

 

Рисунок 6.3 – Схема с указанием расходов жидкости по трубопроводам

 

 

Рисунок 6.4 – График расхода жидкости гидроцилиндрами во время циклов работы гидропровода (к рис. 6.3).

 

Величина давления (РН; MПа) для выбора насоса принимается равной рабочему давлению гидродвигателя.

Выбор насоса производится по необходимой производительности и давлению, рассчитанным по формулам (6.21) и (6.22). По конструкции насосы разделяются на поршневые, плунжерные, шестеренчатые, пластинчатые и винтовые. В таблицах 6.15-6.19 приведены марки поршневых и плунжерных насосов и их основные параметры. Подробные сведения об этих насосах можно найти в работах [12,16,17, 20], а так же в первой главе денного учебника. Выбор шестеренных, пластинчатых и винтовых насосов выполняется по таблицам 1.11…1.14.

Следует иметь ввиду, что подача насоса (Q_н) зависит от его рабочего объема (V) и скорости вращения (n). Обоснованно меняя n, будем получать соответствующую подачу Q_н , определяемую по формулам:

- для нерегулируемых насосов (V = const)

 

Q_н = V·n*·η_o/ 1000, л/мин; (6.25)

 

- для насосов с регулируемым рабочим объемом (V = V_min…V_max)

 

Q_{нmin =} V_min· n*·η_o / 1000, л/мин; (6.26)

 

Q_{нmax =} V_maxn* ·η_o / 1000, л/мин; (6.27)

 

где V, V_min, V_max; - рабочие объемы (см² /об) и объемный КПД, принимаемые из технической характеристики рассматриваемого насоса.

n* - назначенная скорость вращения, об/мин. Для насосов с приводом от асинхронных электродвигателей, n* может быть принята 2950, 1480, 965, 735, 590 об/мин.

В ином случае могут применены редукторы или ременные передачи, что, естественно, усложняет привод, делает его более громоздким, тяжелым и дорогим.

 

Таблица 6.16 - Радиально поршневые насосы типа НР

Марка насоса (заводская)	Произво дительность, л/мин	Рабочее давление МПа		Марка насоса (заводская)	Производительность, л/мин	Рабочее давление МПа
Радиально-плунжерные регулируемые насосы
НПР-705М (АМ)	15-100			НПМ-715М (АМ)	40-400
НПР-50М (АМ)	15-50			МПМ-200М (АМ)	40-200
НПР-713(А)	20-200			НПМ-400М (АМ)	100-400
НПР-100(А)	20-100			НПМ-714М	35-300
НПР-715М (АМ)	40-400			НПМ-713В	35-200
НПР-200М (АМ)	40-200			НПС-705 (АМ)	15-100
НПР-400М (АМ)	100-400			НПС-50М (АМ)	15-50
НПР-716М (АМ)	50-400			НПС-713 (А)	20-200
НПР-717	80-500			НПС-100 (А)	20-100
НПР-200	40-400			НПС-715М (АМ)	40-400
НПМ-705М (АМ)	15-100			НПС-200М (АМ)	40-200
МПМ-50М (АМ)	15-50			НПС-400М (АМ)	100-400
МПМ-713А	20-200			НПС-200	20-400
МПМ-100А	20-100
Насосы с автоматическим регулированием производительности по давлению
НПД-50М (АМ)	15-50	6-20		НПД-200М (АМ)	80-200	8-20
НПД-713С (АС)		7,5		НПД1-200
НПД-100 (А)	0-100	5-20		НПД-400(А)	0-400	5-20
Аксиально-поршневые, регулируемые с изменяемым направлением потока
НПА-64		7,5		НР-10
НР-2,5	1,7			НР-20
НР-5

 

Таблица 6.17 - Радиально-поршневые насосы

 

Радиально-поршневые регулируемые насосы типа НР в блоке с шестеренчатыми

Параметры

НРР1 25/20

НРРШ 250/20

НРС 500/20

НРМ 450/10

НР4М 224/10

НРМ 360/10

НРД 125/20

НРД 250/20

НРД 500/20

Рабочий объем, см3 поршневого шестеренчатого

Номинальная подача, л/мин: поршневого шестеренчатого

КПД насоса, %: поршневого шестеренчатого

Номинальное давление, МПа: поршневого шестеренчатого

1,6

1,6

1,6

1,6

1,6

1,6

1,6

1,6

1,6

Радиально-поршневые нерегулируемые насосы типа Н

параметры

Н-400

Н-401

Н-403

Н-4

Н-450А

Н-451

Н-518

НП-500

Подача, л/мин

1,6

Давление, МПа

Частота вращения, об/мин

КПД насоса, % объемный общий

- 0,58

- 0,73

- 0,76

0,70

0,80

0,80 -

- -

- -

 

Таблица 6.18 - Технические характеристики плунжерных регулируемых двухпоточных насосов типа 320 и 333

 

Параметры	Марка насосов
320.20	333.20
Максимальный рабочий объем см3/об	56+56	56+56+112
Давление МПа: номинальное максимальное
Частота вращения, об/мин: номинальное максимальное
Расчетная подача, л/мин: номинальная максимальная
Мощность, потребляемая насосом при номинальном числе оборотов и давлении, кВт
Температура рабочей жидкости, 0С: минимальная максимальная	-40 +75	-40 +75
КПД при вязкости жидкости 33·10-6 м2/с, номинальных числе оборотов и давлении: объемный механический общий	0,96 0,90 0,86	0,96 0,90 0,86
Марка рабочей жидкости: зимой летом	ВМГ3 или АМГ-10 МГ-20; МГ-30 или ИС-20; ИС-40
Масса, кг

 

Таблица 6.19 - Технические характеристики плунжерных регулируемых двухпоточных насосов типа 223, 224 и 321…

 

Параметры	Марка насосов
223.20	223.25	224.20	321.224
Максимальный рабочий объем см3/об	54,8+54,8	107+107	54,8+54,8	112+112
Давление МПа: номинальное максимальное
Частота вращения, об/мин: номинальное максимальное
Мощность потребляемая насосом при номинальном числе оборотов и давлении,
кВт
Температура рабочей жидкости 0С: минимальная максимальная	-25 +70	-25 +70	-25 +70	-25 +70
КПД при вязкости жидкости 33·10-6 м2/с, номинальных числах оборотов и давлении: объемный механический общий	0,96 0,88 0,85	0,97 0,88 0,85	0,96 0,89 0,85	0,97 0,89 0,86
Марка рабочей жидкости: зимой летом	ВМГ3 или АМГ-10 МГ-20; МГ-30 или ИС-20; ИС-40
Масса, кг

 

Таблица 6.20 - Технические характеристики плунжерных нерегулируемых насосов типа 311…

 

Параметры	Марка насосов
311.112	311.224
Максимальный рабочий объем, см3/об
Давление, МПа: номинальное максимальное
Частота вращения, об/мин: номинальная максимальная
Подача насоса, л/мин: номинальная: максимальная:
Мощность, потребляемая насосом при номинальных числах оборотов и давлении, кВт	33,6	53,8
Температура рабочей жидкости, °С: минимальная максимальная	-25 +70	-25 +70
КПД при вязкости рабочей жидкости 33 10-6 м2/с и номинальных параметрах: объемный механический общий	0,95 0,96 0,92	0,95 0,96 0,92
Марка рабочей жидкости зимой летом	ВМГЗ или АМГ-10 МГ-20; МГ-30 или ИС-20; ИС-30
Масса, кг

 

 

Таблица 6.21 - Технические характеристики регулируемых насосов типа 207…

 

Параметры	Марки насосов
207.20	207.25	207.32
Максимальный рабочий объем, см3/об	54,8
Давление, МПа: номинальное максимальное
Частота вращения, об/мин: номинальная Максимальная
Подача насоса, л/мин: номинальная: максимальная:
Мощность, потребляемая насосом при номинальных числах оборотов и давлении, кВт	31,5	47,7	78,5
Температура рабочей жидкости, ºС: минимальная максимальная	-25 +70	-25 +70	-25 +70
КПД при вязкости рабочей жидкости 33·10-6 м2/с и номинальных параметрах: объемный механический общий	0,965 0,935 0,9	0,97 0,935 0,905	0,975 0,935 0,91
Марка рабочей жидкости: зимой летом	ВМГЗ или АMГ-10МГ-20; МГ-30 или ИС-20; ИС-30
Масса, кг

 

 

Выбор гидроаппаратуры

 

По назначению гидроаппаратура разделяется на направляющую и регулирующую. Направляющая предназначена для изменения направления потока жидкости путем полного перекрытия (или открытия) проходного сечения в аппарате. К этой группе относятся: распределители (крановые, золотниковые, клапанные), обратные клапаны, гидрозамки и клапаны (выдержки времени, последовательности, логические).

Регулирующая гидроаппаратура служит для изменения (или под­держания) давления и расхода жидкости путем частичного перекрытия проходного сечения аппарата. Регуляторы бывают прямого и непрямого действия. Регуляторами давления являются: предохранительные, переливные, редукционные клапаны, а также клапаны соотношения и разности давления. К регуляторам расхода относятся: дроссели, регуляторы потока, дросселирующие распределители, клапаны соотношения расходов.

В схеме гидропровода не обязательно присутствие всех перечисленных выше аппаратов. В каждом конкретном случае необходимо стремиться к их минимальному набору, не забывая при этом о качестве функционирования и удобстве управления гидроприводом.

По приведенным ниже таблицам 6.22, 6.23 выбираются золотники и различные клапаны. При формировании таблиц вынужденно преследовалась цель - их компактность. Поэтому в них отражены только основные показатели. Более подробные технические характеристики гидроаппаратов можно найти в работе [7].