Энергетические параметры гидропривода

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 (∆N_м) и гидравлических потерь (∆N_r) (рис. 43).

Рис. 43. Энергетический баланс гидропривода

Если давление в гидроприводе р, то мощность объемных потерь

(8.8)

где Q_вх - расход утечек жидкости через технологические зазоры элементов гидропривода, оцениваемый объемным КПД,

(8.9)

где Q_вх - объем поступающей в гидропривод жидкости; Q_выл - 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 М_ɳ а его действительный параметр через М_д, то

Основным источником гидравлических потерь в гидроприводе является гидросеть.

Мощность гидравлических потерь

(8.12)

где ∆р_с, - 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 ɳ_д — механический КПД приводного двигателя.

Все потери мощности гидропривода превращаются в тепло

(8.18)

(8.19)

где κ_т, - 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.