01 ZH példa Hidraulika feladat

Az előadások a következő témára: "01 ZH példa Hidraulika feladat"— Előadás másolata:

1 01 ZH példa Hidraulika feladat
A hidroakkumulátor V1 az akkumulátor össztérfogata p1 gáz töltőnyomása. A legnagyobb p3 és a legkisebb p2 üzemi nyomás. Az általános gáztörvény szerint állandó pVn = alapján: Az állapotváltozás n kitevője a gáz állapotváltozása közbeni hőcsere függvénye: n=1 izotermikus, ha a hőcsere tökéletes, (pl. kb. 3…4 perc); n=1,4 adiabatikus, ha egyáltalán nincs hőcsere (1…2 másodperc alatt).

2 01 ZH példa Hidraulika feladat
Egy hidraulikus körbe hidro akkumulátort építettünk be. Rendelkezésre áll egy szivattyúnk, amelynek térfogatárama: A megadott 14,5 s-os ciklusban a kivett olaj térfogatáramokat a diagram mutatja. Kérdés, hogy mekkora kell legyen a hidro akkumulátor térfogata , (V1), hogy a szivattyút mennyi ideig (tt) kell működtetni egy ciklus alatt, és mekkora teljesítményt (P) kell felhasználni a szivattyú hajtására:

3 01 ZH példa Hidraulika feladat
Megoldás: Elsőként számítsuk ki, hogy mekkora lehet a p1 töltési nyomás Válasszuk meg a töltési nyomást

4 01 ZH példa Hidraulika feladat
Megoldás: A diagram alapján számítsuk ki az átlag térfogatáram feletti térfogatokat, sraffozott területek összege számoljunk cm3-ben és másodpercben): Tehát egy ciklus alatt 123,3 cm3-térfogatot ad ki az akkumulátor.

5 01 ZH példa Hidraulika feladat
Megoldás: Számítsuk ki a az akkumulátor szükséges térfogatát, ha izotermikus állapotváltozást feltételezünk (n=1): Tehát a választott hidroakkumulátor térfogata 1 liter.

6 01 ZH példa Hidraulika feladat
Megoldás: Mennyi idő alatt tölti fel a rendelkezésünkre álló szivattyú az egy ciklus alatt kifogyasztott olajat? Mekkora a szivattyú maximális felvett teljesítményigénye? Mekkora az átlagos teljesítményigény, ha üresjáratban 30 W-ot fogyaszt a szivattyú?

7 02 ZH példa Hidraulika feladat
Egy hidraulikus rendszer adatai a következők. Határozzuk meg a szivattyú hajtásához szükséges „P” teljesítményt! A hidraulikus kör többi adata az ábrán látható A szivattyú hatásfoka. A Δp az egyes körök áramlási veszteségei.

8 A hajtó hidraulika motor összhatásfoka alapján
fejezzük ki a térfogatáramot qv-t. A szivattyú nyomásnövekedése Δpsz A szivattyú hidraulikus teljesítménye

9 A hajtómotor összhatásfoka alapján fejezzük ki a térfogatáramot qv-t.

10 03 ZH példa Hidraulika feladat
Adatok: A szivattyú hatásfoka Egy hidraulikus rendszer egy munkahengert és egy motort hajt. A hidraulika szivattyú egy szabályzóval rendelkezik, aminek Δp=16 bar nyomásesés keletkezik. A csövek nyomásesését most elhanyagoljuk. Határozzuk meg a szivattyú hajtásához szükséges „P” teljesítményt, valamint az egész rendszer összes hatásfokát!

11 Elsőként számítsuk ki a munkahenger térfogatáram igényét
Majd a hidromotor elméleti térfogatáram igényét A hidromotor valóságos térfogatáram igényét Az összes térfogatáram igény:

12 Számítsuk ki a nyomásigényt a munkahengeren
Számítsuk ki a nyomásesést a hidromotoron tudjuk, hogy A szivattyú nyomóágában kialakuló nyomás

13 A hidraulika szivattyú hajtásához szükséges teljesítményt a szivattyú össz hatásfokával tudjuk kiszámítani: Az egész rendszer össz hatásfokához elsőként számítsuk ki a hasznos teljesítményeket A teljes rendszer hatásfoka

14 04 ZH példa Hidraulika feladat
Határozzuk meg a nyomást az út függvényében a teleszkópos henger mozgása közben! Határozzuk meg a szivattyú hajtásához szükséges teljesítményt a henger mozgása közben! Számítsuk ki a működő dugattyú felületeket:

15 Számítsuk ki a nyomás alakulását az egyes hengereken:
A szivattyú nyomása

16 Számítsuk ki az egyes szakaszokon a szükséges térfogatáramokat :
Számítsuk ki a teljesítményeket:

17 05 ZH példa Hidraulika feladat
Egy hidraulika szivattyú három hidromotort működtet. 1 és 2 sorba van kapcsolva a 3. pedig ezekkel párhuzamosan. Határozzuk meg a szivattyú szükséges térfogatáramát és nyomását, valamint a szivattyú hajtásához szükséges teljesítményt!

18 Write down the motor 1 power requirement!
Fejezzük ki az 1-es motoron eső nyomást: Az 1 és 2 sorba van kötve, így a nyomásesésük összeadódik

19 The motor 3 is connected in parallel with the 1-2 with such
The pressure increase in the pump (The volumetric loss does not mean   to flow out of the tube, but eg. teeth going back in! The required flow rates: For the whole circuit

20 The required drive power

21 06 ZH példa Hidraulika feladat
Válasszunk megfelelő dugattyú és dugattyúrúd átmérőt! Határozzuk meg a hidraulika szivattyú bemenő teljesítményét !

22 Mivel a löket nagyon hosszú, ezért a dugattyúrudat kihajlás alapján kell méretezni!
A maximális terhelő erőt n=3,5-ös biztonsági tényezővel méretezzük! Fk a kihajlást okozó erő! Méretezzük kihajlásra! ahol Kétoldali csuklós befogásnál sk=1 Fejezzük ki a Imin másodrendű nyomaték értékét!

23 Fejezzük ki a Imin másodrendű nyomaték értékét!
Körszelvény esetében: választott Ha a φ=1,6 akkor a dugattyú felülete:

24 Dugattyúra ható nyomás számítása:
A szivattyú nyomása a veszteségekkel több: A szükséges térfogatáram:

25 07 ZH példa Hidraulika feladat
Adja meg az olajtartály hőmérséklet időbeli változását! Határozza meg a T időállandót! Határozza meg a végtelen idő múlva kialakuló tartály hőmérsékletét!

26 Elsőként határozzuk meg a rendszer veszteségét, amely
melegíti az olajat a tartályban! A keletkező teljesítményt a tartály a környezetnek adja le. A tartály hőátbocsájtási tényezője: A tartály térfogata: , az olaj sűrűsége külső hőfok: Az olaj fajhője: Végtelen idő után pontosan a termelt hőteljesítményt adja le a tartály, mert tovább nem melegszik.

27 Szükségünk lesz a tartály hőleadó felületére!
Közelítjük a tartály olajjal érintkező felületeinek összegével: Most már ki tudjuk számítani a ϑ∞ hőmérsékletet. A hőmérséklet időbeli alakulása egy exponenciális függvény (a szorítás tervezése feladatban levezettük)! Max. megengedett relatív tartály hőmérséklet:

28 Olaj melegedése Ahol az időállandó

29 07-1 ZH példa Hidraulika feladat
Egy hidraulika tápegység teljesítmény felvétele Az össz hatásfoga A berendezés folyamatosan üzemel. Az olajtartály térfogata , nedvesített felülete Aw= 2,5 m2 A tápegység egy üzemcsarnokban, a szerszámgép mellett van elhelyezve, ahol A hidraulika olaj paraméterei : A hőátbocsájtási tényező : Az üzemvitel során a megengedett olajhőmérséklet Kérdés: a./ Kell-e hűtő? Ha igen, akkor mekkora a hűtőteljesítménye? b./Mekkora az az időállandó? c./Rajzolja fel a hőmérséklet időbeli változását. d./A hűtő nélkül kialakuló maximális olajhőmérséklete.

30 a./ A hűtő nélkül kialakuló maximális hőmérséklet:
07-1 ZH példa Hidraulika feladat a./ A hűtő nélkül kialakuló maximális hőmérséklet: A 30 % veszteség hővé alakul, ami melegíti az olajat. Végtelen idő múlva már nem melegszik a tovább az olaj, ekkor a teljes veszteséget leadja a környezetnek, ebből a végtelen idő múlva a hőmérséklet. b./ Az időállandó (T) a rendszer időkésleltetésére jellemző!

31 07-1 ZH példa Hidraulika feladat
A hőmérséklet időbeli változását a következő diagram mutatja hűtő nélkül és hűtővel.

32 d./ A hűtőnek kell a többi teljesítményt leadni:
07-1 ZH példa Hidraulika feladat c./ A tartály által leadható teljesítmény a 450C megengedett hőmérsékletnél: d./ A hűtőnek kell a többi teljesítményt leadni:

33 08 ZH példa Hidraulika feladat
Forgató méretezése Csővezeték veszteségei A lökettérfogat A térfogatáram

34 A nyomásesés Ha a csővezeték összes nyomásesése akkor az összes nyomásesés: A szivattyúba bevitt teljesítmény számítása:

35 A hasznos teljesítmény: