Обоснование параметров рабочей жидкости карьерных гидравлических экскаваторов для условий высоких температур окружающей среды

Абдуазизов Н.А.

УДК 622.242(043)3 Н.А. Абдуазизов

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ КАРЬЕРНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЭКСКАВАТОРОВ ДЛЯ УСЛОВИЙ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Семинар № 21

Л нализ технической литературы

¿л. [1, 2, 3] показывает, что сервисной контур с системой гидробак - охладитель может быть интегрирован в следующую гидросхему (рис. 1). В этой схеме охладитель установлен в параллельной баку гидролинии, а рабочей жидкость от подпиточного насоса подается непосредственно на вход нагнетательного фильтра - (рис. 1),

При активизации силовых регулирующих контуров соответствующей циклу работы гидравлического экскаватора с полной технологической нагрузкой, рабочей жидкость от подпиточного насоса поступает через фильтр в нагнетательный коллектор сервисного контура (обратный клапан - закрыт, поддерживающий клапан - открыт). В режиме неполного технологического нагруже-ния механизмов гидравлического экскаватора, рабочей жидкость от подпиточ-ного насоса поступает, как в нагнетательный коллектор сервисного контура, так и на вход фильтра (поддерживающий клапан и обратный клапан - открыты).

Следует отметить, что при работе в холостом режиме, рабочей жидкость посредством подпиточного насоса через обратный клапан, дренажный фильтр, бак и охладитель поступает во всасы-

вающий коллектор, непрерывно фильтруя и охлаждая рабочую жидкость.

В свою очередь, баланс тепловой мощности в системе: гидробак -охладитель (рисунок) будет иметь вид

Яб =кИ (1)

'э

где к& - доля генерируемой регулирующем контуре тепловой мощности поглощенной в гидробаке схемы сервисного контура (рис. 1), Е - тепловой эквивалент потерянной мощности генерируемой регулирующем контуре гидрообъемной трансмиссий, Дж/с; ЕЭ - зависимость эффективной поверхности гидробака, а удельная тепловая нагрузка радиатора сервисного контура - др (Вт/м2) определяется как:

qp = (1 - к0(2)

здесь Ер - эффективная поверхность ра-

2

диатора сервисного контура, м .

Далее поделив 2 на 1 и решив полученное уравнение относительно удельной поверхности радиатора,

-—(м2/м3/с) и имеем

Ми ( )

Принципиальная схема сервисного контура гидравлического экскаватора с охладителем в линии параллельного гидробака

[О ]и

1 - ка

[о ]н

Учитывая, что

= кт„„ АЦ

тор мр'

(3)

(4)

(5)

где ктор, кто6, соответственно, коэффициенты теплоотдачи стенок гидроба-358

(6 = к

тоб"1мб>

ка и охладителя, Вт/м град; А^р, А1°6 , превышение температуры

масла над температурой окружающего воздуха соответственно бака и радиатора

Зависимость 3 с учётом 4 и 5 принимает вид

[о] н

1 - ка ктоб АСб к0 ктор

[О ] н'

(6)

Для определения параметров нагревателя используемся известным дифференциальным уравнением [11]:

|т = См тм + с1 тж Л"

Е- кто6Рэ

1°

(7)

При отсутствии теплопотоков из бака (в бак) при неработающем регулирующем контуре (Е=0), уравнение 8 принимает вид:

Л0

£|х = СМ тм + С1 Тж ктобГЭ

1°

(8)

где с1 - удельная теплоемкость рабочей жидкости, Дж/кг.град; т - время нагрева рабочей жидкости бака, с; см -удельная теплоемкость материала корпуса бака (для стали равная см = 500; тм - масса корпуса бака, (кг), участвующая в теплообмене равная

тм = (9)

здесь рс - плотность материала бака (для стали рс=7,8Л0ъ), кг/м3; 5с - толщина

стенки, м; тж - масса рабочей жидкости гидробака, кг.

Для определения массы рабочей жидкости в гидробаке решим уравнение

( ™ \

при

ОО

[О ]н

= 0

относительно объема

рабочей жидкости в гидробаке, и умножая полученный результат на плотность рабочей жидкости - р имеем

т ж =Р

Г

[О]н

Интегрирование дифференциального уравнения 8 приводит нас к результату

т =

СМ тм + С1Тж |п ^ + С

ктоб ГЭ

(10)

При т=0 ?0=?б0 постоянная интегриро-

вания - С0 определится как:

П — Смт М + С1Тж 1.1 +о

Со = ¡—Р |П1б,

ктобГЭ

(11)

Подставляя 10 в 11 и переходя к пределу интегрирования от температура бака - ?б° (соответствующей минимально допустимой температуре работы аксиально-поршневых гидромашин) до температуры ?0° равной величине температуры конкретного климатического исполнения карьерного оборудовании, имеем

т =

CM mM + С1 Тж |n ^

kTo6F3

tP

(12)

N = I CMmM

C Тж

+ кто^к -16). (13)

В свою очередь, уравнение 12 с учетом 13 принимает вид:

( Л

Nh = кто^

1 +

1

t0

111 t0 t

(t0 - t6), (14)

мощность нагревателя рабочей жидкости отнесенная к единице подача насоса (насосов) НУ составит:

( л

Мощность нагревателя бака —N (Вт) определяется суммой для нагрева массы корпуса бака, массы рабочей жидкости и мощностью отведенной эффективности поверхностью бака в диапазоне температуры от I0 до ^ :

NH =

[Q] н = то6 [ Q] h

i +■

i

in^o 111 t0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(to -ts), (15)

10

здесь Iб - минимально допустимая температура бака принимается в зависимости от параметров рабочей жидкости по таблице.

1. Коваль П.В. Гидравлика и гидропривод горных машин. М.: Машиностроение, 1979, 379с. с илл.

2. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика, М., Машиностроение, 1972, 320с. с илл.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Кобаков М.Г., Гаубих В.И., Познян-ский Г.И. и др. Аксиально-поршневые насосы для объемных гидропередач строительных и дорожных машин, М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1969, 70с. с илл. [ИЭ

— Коротко об авторе -

Абдуазизов Н.А. - аспирант кафедры ГМО, Московский государственный горный университет.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 21 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. Л.И. Кантович.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Абдуазизов Н. А.

Текст научной работы на тему «Обоснование параметров рабочей жидкости карьерных гидравлических экскаваторов для условий высоких температур окружающей среды»