Энергетические возможности гидропривода полностью характеризуются его мощностью. Если обозначить мощность, подводимую к гидроприводу, или входную мощность через N а мощность полезную или выходную через, то баланс мощности гидропривода можно представить в виде
(8.7)
где ∆N - потери мощности в гидроприводе.
Потери мощности в гидроприводе складываются из объемных потерь или потерь расхода (∆N0), механических потерь (∆Nм) и гидравлических потерь (∆Nr) (рис. 43).
Рис. 43. Энергетический баланс гидропривода
Если давление в гидроприводе р, то мощность объемных потерь
(8.8)
где Qвх - расход утечек жидкости через технологические зазоры элементов гидропривода, оцениваемый объемным КПД,
(8.9)
где Qвх - объем поступающей в гидропривод жидкости; Qвыл - объем сливаемой жидкости.
Объемные потери проявляются в снижении скоростных параметров гидропривода, т. е. определяют соотношение его кинематических показателей. Так, если обозначить теоретическую идеальную скорость на выходе гидропривода через и, то его действительная скорость
|
|
Все другие потери в гидравлических машинах гидропривода, не являющиеся объемными, происходят в результате потерь на трение и называются механическими. Мощность этих потерь
(8.10)
где ∆М - потери момента (усилия) в гидроприводе, которые оцениваются механическим КПД гидропривода
(8.11)
Механические потери проявляются в снижении силовых параметров гидропривода. Если обозначить расчетный силовой параметр гидропривода через Мɳ а его действительный параметр через Мд, то
Основным источником гидравлических потерь в гидроприводе является гидросеть.
Мощность гидравлических потерь
(8.12)
где ∆рс, - потери давления в гидросети (4. 16), которые характеризуются гидравлическим КПД гидропривода
(8.13)
Общий КПД гидропривода
(8.14)
откуда следует
(8.15)
Таким образом, если гидропривод предназначен для реализации мощности N, то требуемая мощность гидропривода
(8.16)
а мощность приводного двигателя гидропривода
(8.17)
где ɳд — механический КПД приводного двигателя.
Все потери мощности гидропривода превращаются в тепло
(8.18)
(8.19)
где κт, - тепловой эквивалент механической энергии.
При достижении установившейся температуры все выделяемое тепло рассеивается в окружающее пространство. Для этих условий
(8.20)
где κ 0 - коэффициент теплоотдачи; S - поверхность охлаждения; Т1 - установившаяся температура; Т2 - температура окружающей среды.
Из (8.20) можно определить необходимую поверхность охлаждения гидропривода
(8.21)
Для практических расчетов принимают следующие значения коэффициентов теплоотдачи: при свободной обтекаемой поверхности κ 0 = 15, 1 Вт/(м2·К), при обдуве поверхности вентилятором κ 0 = 23,3 Вт/(м2·К), при охлаждении поверхности водой κ 0 = (110—175) Вт/(м2·К).
|
|
При определении необходимой поверхности охлаждения полностью учитывается площадь поверхности, соприкасающаяся непосредственно с жидкостью, а площадь остальной поверхности рассматриваемого объекта учитывается с уменьшением в 2 раза.