Hydraulikcertifiering

Transkript

1 UPPGIFT 1 Cylinder a) Cylinderdimension 80/50 x 400 F N F N t + 3 sek t 1 sek + 50,6 cm 0,506 dm 50, m 30,63 cm 0,3063 dm 30, m η mek 0,9 Tryck p η mek F p F η mek p + p N 50, , N 30, ,9 17, Pa 177 bar 3, Pa 36 bar Flöde Q v v t s v + 0,4 0,133 m/s 1,33 60 dm/min 80 dm/min 3 Q ,506 40, dm 3 /min 40, l/min v 0,4 0,4 m/s 4 60 dm/min 40 dm/min 1 Q 40 0, ,5 l/min

2 Q t V V + 0,506 4,01 liter Q +,01 0,67 l/sek 60 0,67 40, l/min 3 V 0, ,3 liter Q 1,3 1,3 l/sek 60 1,3 73,5 l/min 1

3 Cylinder b Endast räkna på lyftrörelse Ftot. Flyft + Fa Fa m a a t v Fa 000 N lägg på 0% Fa+ 400 N Ftot N ntag trycknivån 170 bar F F p p , m 30,8 cm Välj cylinder lt. 1: 63/40 x ,17 cm Kontrollera verklig trycknivå p F / ηmek ,9 31, , Pa 187 bar Q v ηvol η vol 1 v 0, m/s + 31,17 cm Q + 0, 31, , m 3 /s 37,4 l/min lt. Q + 0, 31, ,4 l/min

4 lt. : Cylinder 80/50 x ,6 m Kontrollera verklig trycknivå p F / ηmek ,9 50, , Pa 116 bar Q v ηvol η vol 1 v 0, m/s + 50,6 cm Q + 0, 50, , m 3 /s 60,3 l/min lt: Q + 0, 78, ,3 l/min

5 UPPGIFT Val av motor Mv 400 Nm, n 300 r/min Val ur diagram: OMT 00 OMT 160 p 140 bar Q 63 l/min p 170 bar Q 55 l/min Beräkning med formler: p M π D ηhm Q n D 1000 η vol OMT 00 OMT 160 D01,4 cm 3 /varv D01, m 3 /varv D161,1 cm 3 /varv D161, m 3 /varv Q , ηvol Q , η vol Q 60,4 l / min ηvol Q 48,3l/ min η vol p 400 π 6 01,4 10 ηhm p 400 π ,1 10 η hm p 1,5 MPa ηhm 15 bar η hm p 15,6 MPa 156 bar η η hm hm Tryckfall ca 3,5 bar enl. datablad. p 18 bar Q läck 1,5 l/min Q 6 l/min Tryckfall ca,5 bar enl. datablad. p 159 bar Q läck 1,5 l/min Q 50 l/min

6 UPPGIFT 3 Dimensionering och val av pump Förutsättning motorn och en cylinder samtidigt. C1 Qmax 73,5 l/min C Qmax 37,4 l/min M1 Q 50 l/min Qpump max 73, ,5 l/min Systemtryck 187 bar 1,15 15 bar (1,5 MPa) Välj pumpstorlek ur respektive tillverkares tabell eller diagram lt. 1 F1-101 (fast depl.) D 10,9 cm 3 /varv 10, m 3 /varv n 100 r/min 0 r/s η vol 0,98 Q D n η vol Q 10, ,98 016, m 3 /s, m 3 /s,017 dm 3 /s 11 l/min lt. KV7V O 107 (variabelt depl.) D 107 cm 3 /varv m 3 /varv n 100 r/min 0 r/s η vol 0,98 Q D n η vol Q ,98 097, 10-6 m 3 /s, m 3 /s,097 dm 3 /s 16 l/min Kontrollera erforderlig driveffekt P p Q η tot 6 3 1,5 10, Sätt η tot 0,9 P 50, 10 W 50, kw 0,9

7 UPPGIFT 4 Lösning övning: Effektförluster Motor: 8000 varv/min och 55 Nm 8000 π P avg. ω M P avg ,1 kw Q 155, ,98 l / min 55 π p m 18,95 MPa 190 bar ,96 System Driveffekt pumpar: ,1 P 54, 6 kw 600 0,9 P förl. 54,6 46,1 8,5 kw System B Driveffekt pump: ,1 P 71, 8 kw 600 0,9 P förl. 71,8 46,1 5,7 kw

8 System C Driveffekt pump: ,97 50 P ,1 kw 600 0,9 P förl. 77,1 46,1 31 kw System D Driveffekt pump: ,1 P 60, 3 kw 600 0,9 P förl. 60,3 46,1 14,kW

9 UPPGIFT 5 Lösning: Dim. Kylare del 1. Effektförluster System 8000 varv/min och 55 Nm Motor: Driveffekt pump: 8000 π P avg ,1 kw 60 p Last 55 π 18,9 MPa 190 bar ,96 P förl. 58,9-46,1 1,8 kw ( ) ,98 P 58, 9 kw 600 0,9 Medelförlust P medel System B 1,8 6,4 kw 8000 varv/min och 55 Nm Motor: 8000 π P avg ,1 kw 60 Driveffekt pump: ,98 P 71, 8 kw 600 0,9 P förl. 71,8-46,1 5,7 kw Medelförlust P medel 5,7 1,9 kw

10 Lösning: Dim. Kylare del. P tillförd Uträkning se del 1 System tryckkomp. pump: System B lastkännande pump: 6,4 kw 1,9 kw P avg Kyleffekt tank Q pump ca 155 l/min. Välj tank V 00 liter,7 m V 600 liter 5,6 m Omgivningstemp 0 C Max oljetemp. 60 C T 40 C 40 K P avg tank T K 1,1 P avg tank 00 l, ,1 Sätt värmeöverf. tal K 5 P avg tank 00 l 594 W P avg tank T K 1,1 P avg tank 600 l 5, ,1 Sätt värmeöverf. tal K 5 P avg tank 600 l 13 W 1, kw System System 4 6,4 0,6 5,8 kw skall kylas 1,9 0,6 1,3 kw skall kylas

11 Luftoljekylare System P kylbehov Q max t olja t luft 5,8 kw 155 l/min 60 C 0 C t 40 C System B P kylbehov 1,3 kw Q max t olja t luft 155 l/min 60 C 0 C t 40 C Kylare LHC/LDC 011 eller 016 kan väljas LHC/LDC 011 ger: kyleffekten vid 155 l/min, ca 0,31 kw/ C för större marginal: LHC/LDC 016 ger: kyleffekten vid 155 l/min, ca 0,37 kw/ C Slutsummering Ett annat alternativ kan vara att installera kylaren i en separat cirkuleringskrets tillsammans med ex. ett filter. Man kan då anpassa flödet och valet av kylaren till aktuella kylbehov det vill säga vi kan välja mindre kylare.

12 UPPGIFT 6 Lösning övning: Tryck i sugledning v d Re ν Re p p f Kontrollera:,59 0,03 89 Laminär strömning l ρ v λ d m 64 0,8 906, ,03 f 5865 Pa 0, 059 bar λ 64 Re 0,316 λ 0,5 Re Laminär strömning Re 300 Turbulent strömning Re 300 System 1 v1 v ρ g h1 + p1 + ρ ρ g h + p + ρ + pf h 1 0 p 1 0, ,81 Pa v 1 0 h 0,8 m p? v,59 m/s pf 5865 Pa 0 + 0, , ,81 0,8 + p p p Pa (- 0,116 bar),

13 System h 1 0 p 1 0, ,81 Pa v 1 0 h 0 p? v,59 m/s pf 5865Pa, , , , p pf p p Pa (- 0,0446 bar)

14 UPPGIFT 7 a/ + rörelse QB Q + Q k st p 1 Q p p k + + st p p p +,1 F p + pb η p p p s p p + p B 1 T Sätt p 5 bar p 10 bar B mek p, , 6 bar 1

15 p 78, , , , , p 4 78, 5 10 p 134 bar ps 145 bar - rörelse pb p p p 1 + pt pb ps p p1 1, p p 5 bar F ηmek p 10, bar p B 53, , , , , p B 4 53, 9 10 pb 168 bar ps bar Sätt ps 175 bar

16 b/ Räkna om tryckfall i +rörelse F p + pb ηmek p 78, 5 10 pb 53, , 5 pb p p p1 p1 1, p 5 p , 1 p ( ,1 p ) 78,5 10 ( p ) 53,9 10 0, , p 53, 9 10 p p ( 1, ,9 10 ) p, p 16 bar p1 116, 34bar 4 3 Q+ 78, , 1, m/ s 94 l/ min pv p bar - rörelse Q 53, , 1, m / sek 65 l / min pv p 5 10 bar Detta ger 84 % utstyrning med 85 l/min ventil. Det ger ungefär samma med nästa storlek. Någon av dessa två kan väljas. Välj ventil 85 l/min vid 10 bar. Detta ger följande utstyrning: + rörelse Q 94 l / min pv 68 bar ev. räkna om l / min kurva p 50 bar Detta ger 65 % utstyrning i +rörelse -rörelse Q 65 l/min pv 10 bar. Detta ger 84 % utstyrning v 3

17 UPPGIFT 8 a/ p m M π 6000 π 105 bar D η 3 3, , 9 mek Q10 n D+ Qläck 10 3, l/ min Q0 0 3, l/ min Vänstra förslaget: p en strypning bar pv 170 bar 100 Q10 50 l/ min räkna om l/min 47% Q0 90 l/ min räkna om l/min 6% 170 Högra förslaget: Flödet delas på två strypningar p en strypning 0 bar pv 40 bar Q 10 diagram 50 räkna om för kurva 3: , 7 l / min 51% 40 Q 0 diagram 90 räkna om för kurva 3: l / min 64% π b/ pm 158 bar 3 3, , 9 Detta ger Q läck 17 l/ min Vänstra förslaget: p v ( ) 64 bar och 6% 58 l/min ,98 Detta ger ett varvtal på ( ) 10, 3 Högra förslaget: Samma tryckfall Q 90 l/ min ,98 Detta ger ett varvtal på ( ) 18, 3 varv/min, minskning med ca 10 varv/min. varv/min, minskning med varv/min

18 UPPGIFT 9 M 4-475

19 UPPGIFT 10 (ÖVERKURS) ntag t a t r 0,4 0,4 0,5 t + 0,4 t + t > 0, 5 04, ta + 08, 08, ta > 0, 4t a 03, 03, ta 075, sek 04, a/ a ( a ) a 04, a 053, m/ s 075, Fa , N Ftot a N 0, 063 π 0, 045 π 3 cyl 15310, m 4 4 P a bar , 09, Q 1, , 4 6, 1 10 m / s 36, 7 l/ min max. accelereration: C 1, , C 71410, , 06, ω h 7, , rad / sek min. accelererationstid: t a min 5 0, 59 sek OK 0, 4, b/ pv bar 36, , 3 l / min vid 70 bar 09, 5

20 Välj ventil SM l/min vid 70 bar c/ Välj K V så att amplitudförhållandet blir - 6 db när fasförskjutningen är 180 för överföringsfunktionen, alltså när ω ω 0 ωv 70 π 440 rad / sek ωv > ωh ω0 ωh K V 0 log 6 4, 0, K V 10 40,, 6 0 KV 054,, 0, 844, rad / sek Fasförskjutning: 0, 8,44 90 arctan 94, 8 8,44 4, 1 4, Fasmarginal, bör vara större än , 8 85, d/ v max Q max Qmax , 5 l/ min 1, m 3 / s 70 v max 1, , , m/ s ,, x 4 844, mm