Ndc = N + ΔNd = 4+ 0,6 = 4,6 kW
3.2 Tính toán chọn kích thước đường ống dẫn từ van chia dòng tới động cơ cơ
Để nối các phần tử điều khiển của mạch thuỷ lực (các van ) với các cơ cấu chấp hành, với hệ thống biến đổi năng lượng( bơm dầu, xy lanh thủy lực) người ta dùng các ống nối ống dẫn, hoặc tâm nối.
Hiện nay người ta thường dùng hai loại ống nối cứng và ống nối mềm:
Ống nối cứng: được chế tạo bằng thép chính xác, theo tiêu chuẩn quốc
gia hoặc quốc tế.
Ống nối mềm: để nối giữa một vị trí cố định với một thiết bị thuỷ lực chuyển động, cũng được ở những nơi hay thay thế thiết bị. Các ống mềm có mặt trong và mặt ngoài đàn hồi bằng cao su nhân tạo và một vài nhiều bố sợi vải hay lưới thép.
Ưu điểm của ống nối mềm là dễ tháo lắp, ngoài ra do khả năng giãn nở có thể làm giảm dao động và đỉnh áp suất. Ta chọn ống nối trên hệ thống thuỷ lực này là ống nối mềm.
Nối ống mềm
Hình 3.3 Các dạng ống nối
Hình 3.5 Khớp nối nhanh
Hình 3.4 Nối ống mềm
Khi nối ống mềm, ống được nối chặt giữa đầu nối 1 và vòng đai ốc 2
Trên hình 3.4 giới thiệu một kiểu nối nhanh, trong thực tế cấu tạo từ hai van chặn dòng. Khi cắm vào nhau, hai đế tựa côn sẽ đẩy nhau ngược chiều lò xo và mở thông đường dầu.
Từ đó ta có lưu lượng của bơm dầu:
Chọn kích thước đường ống:
Ta có phương trình lưu lượng chảy qua ống dẫn: Q=A.v
Trong đó: A là tiết diện của đường ống dẫn( m2); Q là lưu lượng dầu chảy qua ống ( l/ph);
v là vận tốc dòng dầu khi di qua đoạn ống dẫn (m/s) Vận tốc thuận lợi nhất của dòng dầu nằm trong một khoảng giới hạn hẹp,thường chọn theo kinh nghiệm sau:
Đường ống áp suất: dưới 10 bar: 3m/s
10-50 bar: 4 m/s 50-100 bar: 4,5 m/s 100- 150 bar: 5 m/s 150 - 200 bar: 5,5 m/s 200- 300 bar: 6 m/s Trên 300 bar:7 m/s
A=π.d2
4 (3.7)
Lưu lượng chảy trong ống:
Qdc=.d2
4.v(3.8)
Kích thứơc đường ống dẫn từ van chia dòng tới động cơ;
d=10.√2.Qdc
3.π.v=10.√2.24,786 3.3,14.4,5=10,8(mm)(3.9)
Tra bảng [1] theo kích thước tiêu chuẩn của đường ống tiêu chuẩn ta chọn giá trị tiêu chuẩn: D=12 mm.
Tính toán hao tổn đường ống từ van chia dòng tới động cơ
• Tính hao tổn áp suất cục bộ trong đường ống
Để tính toán hao tổn áp suất trong các phần tử đường ống có thể sử dụng công thức sau:
∆p1=..v2
2.i(3.10)
Trong đó:
ξ là hệ số cản cục bộ
ρ là trọng lượng riêng của chất lỏng, với dầu ρ=900 kg/m3
v là vận tốc dòng dầu, v=4,5 m/s i là số đoạn cong của ống dẫn dầu: i=3 Với α=450 và R/d = 2 thì ta chọn ξ=0,09 Vậy áp suất cục bộ:
∆p1=0,09.900.4,52
2 .3=2460,4(Nm2)(3.11) m2)(3.11)
• Tính toán tổn thất dọc đường trên đường ống
Khi chất lỏng thực chảy có tổn thất năng lượng do lực cản chuyển động. Tổn thất năng lượng dọc đường là do lực ma sát trong tác dụng lên dòng chất
lỏng hay là do lực cản theo chiều dài của bề mặt bao quanh dòng chảy (bề mặt trong ống dẫn).
Để xác định trạng thái chảy người ta sử dụng hệ số Reynolds phân giới Repgt = 3000
Hệ số Reynolds được tính theo công thức:
ℜ=4.Q
π.D.υ(3.12)
với: D = 12 (mm) = 12.10-3 m đường kính ống;
υ là độ nhớt (m2/s) chọn độ nhớt tiêu chuẩn là 32 mm2/s ở 400C; Q=Qdc = 24,786 (lít/phút) là lưu lượng dòng dầu trong ống. Nếu: Re < 3000 – trạng thái chảy tầng
Re > 3000 – Trạng thái chảy rối Thay số vào công thức trên ta có:
ℜ= 4.24,786.10−3
3,14.12.10−3.32.10−6.60=369,7
Dòng chảy trong ống là chảy tầng;
Hệ số ma sát đối với dòng chảy trong ống:
λ=0,316 4 √ℜ= 0,316 4 √1369,76,e=0,0519(3.13)
Hao tổn áp suất dọc đường trên đường dầu từ van chia dòng tới động cơ với chiều dài dường ống chọn l1=1 m
∆p2=8 π2.λ.l..Qdc 2 D2.υ= 8.0,0519.1.900.24,7862.10−6 3,142.122.10−6.32.10−6.602=1403,3(N m2)(3.14)
Hao tổn áp suất trên đường dầu từ van chia dòng tới động cơ: Δp3= Δp1+ Δp2 =3863,7( N/m2)
Hao tổn công suất trên đường dầu từ van tới động cơ là:
∆Ndc=∆p3.Qdc=3863,7.24,786.10
−
3
60=1,56912956554.1,W
Qv=2Qdc=48,572 (l/ph)