Расчет гидродомкрата с ручным приводом с учетом кпд

Мощность при передаче энергии в системе снижается.

• 1. Определяем полный (общий) КПД технической системы
• ?_п = ?_общ = ?_м?₀?_г = 0,87*0,90*0,94 = 0,736.

где ?_м = 0,87 — механический КПД системы; ?₀ = 0,90 — объемный КПД системы; ?_г = 0,94 — гидравлический КПД системы.

2. Определяем реальную силу, действующую на плунжер гидранососа.

F_2p = F₂?_м = 1000*0,87 = 870 Н.

3. Рассчитываем реальное давление рабочей жидкости под плунжером гидронасоса.

p_2p = F_2p/S₂ = 870/94,985 = 9,16 МПа.

4. Рассчитываем реальную мощность создаваемую плунжером гидронасоса.

N_2p = F_2pV₂ = 870*0,1 =87 Вт;

N_2p = p_2pQ₂ = 9,16*9,4985 = 87 Вт.

• 5. Проверим результаты расчетов по механическому КПД
• ?_м = N_2p/N₁ = 87/100 = 0,87

Полученный результат соответствует заданным условиям.

6. Определяем реальное давление рабочей жидкости на поршень гидродвигателя.

p_3p = p_2p?_г = 9,16*0,94 = 8,610 МПа.

• 7. Проверим полученный результат по произведению механического и гидравлического КПД
• ?_м?_г = 0,87*0,94 = 0,818;

p_3p/p = 8,610/10,53= 0,818.

Результат правильный.

8. Определяем реальную силу, действующую на поршень гидродвигателя с учетом потери давления жидкости.

F_3p = F_2p?_гU_г = 870*0,94*400 = 327 120 Н 327 кН;

F_3p = p_3pS₃ = 8,610*37 994 = 327 128 Н 327 кН.

• (МПа*мм² = Па*м² = Н/м²*м² = Н)
• 9. Определяем реальную скорость поршня гидродвигателя с учетом утечек жидкости

V_3p = (V₂?₀)/U_г = (0,1*0,90)/400 = 0,225 м/с.

10. Определяем реальную подачу рабочей жидкости гидродвигателя с учетом ее утечек.

Q_3p = Q₃?₀ = 9,4985*0,90 = 8,548 см³/с.

11. Рассчитываем реальную мощность создаваемую поршнем гидродвигателя.

N_3p = F_3pV_3p = 327 120*0,225 = 73,6 Вт;

N_3p = p_3pQ_3p = 8,610*8,548 = 73,6 Вт.

• 12. Проверим результаты расчетов по полному КПД
• ?_п = N_3p/N₃ = 73,6/100 = 0,736.

Полученный результат соответствует ранее рассчитанному значению.

13. Рассчитываем толщину стенки цилиндра гидродвигателя при реальном давлении жидкости.

t_3p = (p_3pd₃)/(2[у]) = 8,610*220/(2*157) = 6,032 мм? 6 мм где, [] - допускаемое напряжение в стенках цилиндра гидродвигателя, МПа; [] = _т/ n; для цилиндра из стали 30 — _т = 294 МПа; из стали 35 — _т = 314 МПа, из стали 40 — _т = 333 МПа; из стали 45 — _т = 353 МПа; из стали 20Х — _т = 637 МПа; 30Х — _т = 686 МПа; 40Х — _т = 785 МПа; 18ХГТ — _т = 883 МПа. Коэффициент запаса прочности принимают n = 2. Для цилиндра из стали 45 — [] = _т/ n = 353/2 = 176,5 МПа.

14. Выполним проверочный расчет прочности гидроцилиндра у_3р = (D₃²+d₃²)p_3p/(D₃² — d₃²) = (232²+220²)8,610/(232² — 220²) = 162,26 МПа? [у] = 176,5 МПа где D₃=d₃+2t = 220+26=232 мм — наружный диаметр гидроцилиндра.

Условие обеспечения прочности гидроцилиндра выполнено.

15. Рассчитаем толщину стенки гидроцилиндра при максимальном давлении 32 МПа.

t_3рмах = (p_махd₃)/(2[]) = (32*220)/(2*176,5) = 19,94 мм.

Для уменьшения габаритных размеров применим более прочный материал — сталь 18ХГТ.

t_3рмах = (p_махd₃)/(2[]) = (32*220)/(2*441,5) = 7,972? 8,5 мм.

• 16. Выполним проверочный расчет прочности гидроцилиндра при заданных условиях
• 3рмах = (D₃² +d₃²)p_мах/(D₃²-d₃²) =(237²+220²)32,0/237² — 220²) =430,71 МПа? [у] = _т/n = 883/2 = 441,5 МПа.

Условие обеспечения прочности гидроцилиндра выполнено.