Расчет полного кпд насоса.

Для расчета полного КПД насоса применяем пластинчатый насос со следующими параметрами:

,

параметры жидкости:

Механический КПД рассчитываем по формуле:

Эффективная мощность N определяется по характеристике насоса:

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в насосе, складывается из мощностей, затрачиваемых на преодоление сил трения:

N₁ - мощность потерь трения пластин в пазах ротора,

N₂ - мощность потерь трения пластин о статор,

N₃ - мощность потерь трения в подшипниках,

N₄ - мощность потерь трения в уплотнителях.

Следовательно, мощность трения, затрачиваемая на преодоление сил:

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения пластин в пазах ротора:

,

где - составляющие мощности, затрачиваемой на преодоление сил трения пластин в пазах ротора, соответственно от сил инерции и от разности давлений в соседних ячейках:

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения пластин о статор:

,

где - составляющие мощности, затрачиваемой на преодоление сил трения пластин о статор, соответственно от сил инерции и от разности давлений в соседних ячейках:

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в подшипниках:

,

где m_пл – масса пластины, ω – угловая частота вращения ротора, R – радиус статора, e – эксцентриситет, Z – количество пластин, μ₁ и μ₂ – коэффициенты трения, h – высота пластины, P_б – давление на входе в насос, k – показатель адиабаты, P_н – давление насоса, d_в – диаметр вала.

Мощность , затрачиваемая на преодоление сил трения в уплотнителях, обычно невелика и в значительной степени зависит от их типов и конструкции. Часто в расчетах мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в уплотнителях, принимают равной мощности, затрачиваемой на преодоление сил трения в подшипниках, т.е.

Принимая следующие параметры:

,

рассчитываем мощности:

составляющие мощности, затрачиваемой на преодоление сил трения пластин в пазах ротора:

,

составляющие мощности, затрачиваемой на преодоление сил трения пластин о статор:

,

мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в подшипниках:

Следовательно, мощность трения, затрачиваемая на преодоление сил:

Полный КПД насоса:

Объёмный:

Механический:

Полный:

Для P=4.1 МПа:

График зависимости полного КПД базового насоса от давления при е=8мм.

Зависимость КПД от величины зазоров δ_ут

Расчет влияния конструктивных и режимных параметров на работу насоса.

С помощью программы проведена серия расчётов пластинчатого насоса со следующими параметрами:

при разных значениях давления нагнетания ( и эксцентриситета ротора и статора ( . В результате получен ряд характеристик пластинчатого насоса.

В фазе переноса жидкости из зоны нагнетания в зону всасывания за счет увеличения объема рабочей камеры давление в ней падает до , что обеспечивает самовсасываемость насоса.

Зависимость расхода насосной установки от времени за цикл работы станка.

Зависимость давления на входе в гидроцилиндр от времени за цикл работы станка

Зависимость расходов всасывания, нагнетания и утечек от угла поворота рабочей камеры.

Характеристика насосной установки для различных значений эксцентриситета е

Конструкция насоса позволяет менять величину эксцентриситета. Таким образом, как видно из характеристик, можно осуществлять объёмное регулирование пластинчатого насоса однократного действия.

Угол рабочей камеры – 60^о, угол окна нагнетания – 120^o, следовательно в каждый момент времени насос выталкивает рабочую жидкость из двух или трёх рабочих камер. Выше представлен реальный график расхода насоса от приведённого к углу времени.

График расхода насоса за 0.5 с. при частоте вращения ротора n=900 об\мин

Расчет гидропривода строгального станка.

Для расчета гидропривода станка задаем основные параметры:

_{Усилие на штоке гидроцилиндра в зависимости от его положения для прямого хода.}

Характеристика насосной установки, полученная в результате численного моделирования.

Зависимость координаты штока гидроцилиндра от времени за цикл работы станка.

Расчет КПД привода.

КПД аналога поперечно-строгального станка с дроссельным регулированием η=62%. Таким образом объёмное регулирование для данного привода позволяет повысить кпд на 17%.

Выводы:

- Разработана математическая модель и программа расчета нестационарной работы гидропривода с объемным регулированием строгального станка;

- Усовершенствована математическая модель пластинчатого насоса, с помощью которой были найдены основные геометрические и режимные параметры насоса, определен объемный и механический КПД насоса, построена характеристика насосной установки при различном эксцентриситете насоса;

- Показана необходимость учёта инерционного напора жидкости. Для данного гидропривода расхождение со статическим расчетом может достигать 12%;

- Найдены основные характеристики гидропривода с объемным регулированием. В частности, показано, что при таком регулировании КПД привода на 17% превышает КПД с дроссельным регулированием при прочих равных условиях.