Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и постановка задач 8
1.1 Силовое оборудование традиционных горных машин и проходческих щитов 8
1.2 Геоходы . 16
1.3 Энергосиловые установки геоходов ЭЛАНГ 18
1.4 Обзор методик расчета гидравлических насосных станций 22
1.5 Аналитический обзор метода анализа иерархий... 26
1.6 Выводы 32
2 Обоснование требований и выбор схемных и конструктивных решений насосных станций энергосиловой установки геохода 34
2.1 Формирование требований и отличительные особенности НС ЭСУ геоходов 34
2.2 Разработка вариантов схемных решений НС ЭСУ геохода 39
2.3 Выбор схемных решений НС ЭСУ методом анализа иерархий 48
2.4 Выбор конструктивных решений НС ЭСУ методом анализа иерархий 55
2.5 Выводы 63
3 Определение функциональных и конструктивных параметров нс ЭСУ геохода
3.1 Формирование исходных данных для определения
функциональных параметров НС ЭСУ геохода 64
3.2 Влияние размеров геохода на приводную мощность систем геохода 76
3.3 Определение функциональных параметров НС ЭСУ геохода 79
3.4 Определение конструктивных параметров НС ЭСУ геохода 82
3.5 Выводы 87
4 Определение взаимосвязи между конструктивными параметрами геохода и НС ЭСУ 89
4.1 Определение влияния конструктивных параметров геохода на конструктивные параметры НС ЭСУ 89
4.2 Определение влияния геометрических параметров элементов НС ЭСУ на площадь внутреннего пространства геохода 97
4.3 Определение теплового потока, отводимого гидробаками НС ЭСУ геохода 105
4.4 Методика определения основных параметров НС ЭСУ 109
4.5 Выводы 115
Заключение 117
Список литературы 119
- Геоходы
- Разработка вариантов схемных решений НС ЭСУ геохода
- Влияние размеров геохода на приводную мощность систем геохода
- Определение влияния геометрических параметров элементов НС ЭСУ на площадь внутреннего пространства геохода
Введение к работе
Актуальность темы исследования н степень ее разработанности
Проведение подземных горных выработок и строительство подземных сооружений представляет собой трудоемкий и дорогостоящий процесс, остро стоят задачи увеличения скорости проходки, повышения производительности проходческих машин, безопасности проводимых работ, а также снижения себестоимости проведения выработок. Проводимые за рубежом и в России научные исследования, направленные на разработку новых технологий разрушения горных пород и образцов проходческой техники, показывают, что повышение производительности существующих конструкций проходческих комбайнов сопровождается увеличением их габаритов и массы. Кроме того, применение используемой в настоящее время горнопроходческой техники имеет ограничение по углам проводимых выработок.
Перспективным и альтернативным способом проведения горных выработок является геовинчестерная технология (ГВТ). Базовым элементом ГВТ является геоход, который представляет собой аппарат, использующий геосреду для движения в подземном пространстве.
Для обеспечения работы основных систем проходческих машин эффективно применяется гидропривод.
Системой, обеспечивающей функционирование гидропривода геохода, является насосная станция энергосиловой установки (НС ЭСУ). Отсутствие научно-обоснованных схемных решений НС ЭСУ и методик определения ее параметров сдерживает создание геоходов нового технического уровня. Поэтому исследования, направленные на разработку схемных решений и обоснование параметров НС ЭСУ геоходов нового технического уровня являются актуальными.
Цель работы: обоснование функциональных и конструктивных параметров насосной станции энергосиловой установки геохода.
Идея работы заключается в согласовании параметров насосной станции энергосиловой установки с функционально-конструктивными параметрами геохода.
Задачи работы:
-разработать схемные решения НС ЭСУ геохода;
определить функциональные и конструктивные параметры НС ЭСУ геохода;
определить взаимосвязь между конструктивными параметрами геохода и параметрами НС ЭСУ.
Научная новизна:
впервые разработаны схемные решения НС ЭСУ геоходов, проведена систематизация схемных решений НС ЭСУ, определены принципы их оценки и сравнения, основанные на методе анализа иерархий;
получены аналитические выражения приводных мощностей систем геоходов, позволяющие определить суммарный расход рабочей жидкости в гидроприводе геоходов, мощности приводных электродвигателей, объем гидробаков,
конструктивные параметры гидробаков НС ЭСУ в зависимости от диаметра геоходов;
- определено взаимовлияние функциональных и конструктивных парамет
ров НС ЭСУ и геоходов и предложены критерии оценки целесообразности раз
мещения НС ЭСУ внутри геоходов.
Теоретическая и практическая значимость работы
Разработанные схемные решения НС ЭСУ геоходов, а также методика расчета параметров НС ЭСУ могут быть использованы при проектировании новых образцов горнопроходческой техники в проектно-конструкторских организациях.
Реализация работы
Полученные результаты работы использованы при выполнении комплексного проекта (Создание и постановка на производство нового вида щитовых проходческих агрегатов многоцелевого назначения - геоходов» (договор №02.G25.31.0076 от 23.05.2013 г.). Комплексный проект - победитель конкурса Министерства образования и науки РФ (№2013-218-04), проводимого в рамках Постановления Правительства РФ №218 от 09.04.2010 г. по отбору организаций на право получения субсидий на реализацию комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства.
Методы выполнения исследований.
Для решения поставленных задач в работе использовался комплекс методов, включающий:
методы синтеза технических решений;
методы структурной систематизации;
методы выбора альтернатив.
Научные положения, выносимые на защиту:
с увеличением диаметра геохода доля приводной мощности исполнительных органов в суммарной мощности приводов систем геохода снижается, а трансмиссии и погрузочного устройства - увеличивается, причем приводная мощность исполнительных органов описывается квадратичной зависимостью от диаметра геохода, а погрузочного устройства- кубической;
максимальный объём гидробаков НС ЭСУ, возможный к размещению в хвостовой секции, определяется диаметром геохода, длиной хвостовой секции и коэффициентом внутреннего пространства, причем, при принятых равных условиях, гидробаки типа «кольцевой сектор» имеют большую вместимость, чем гидробаки типа «сегмент»;
с увеличением диаметра геохода коэффициент заполнения свободного пространства компонентами НС ЭСУ уменьшается, а наибольшее влияние на заполнение площади поперечного сечения оказывают гидробак и приводные электродвигатели.
Достоверность обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе, обеспечиваются корректностью принятых допущений при разработке условий задач, использованием апробированных методов и фундаментальных положений механики, гидравлики, математики.
Личный вклад автора заключается:
в разработке схемных решений НС ЭСУ геохода с гидроприводом, научно обоснованной их оценке и сравнении;
в получении аналитических выражений для определения функциональных и конструктивных параметров НС ЭСУ и геохода;
в получении зависимостей функциональных и конструктивных параметров НС ЭСУ от геометрических параметров геохода.
- в разработке методики определения основных параметров НС ЭСУ.
Апробация работы.
Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийских и международных научно-практических конференциях «Природные и интеллектуальные ресурсы России - Сибресурс-2012» (Кемерово, 2012 г.), Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. (Тула, 2012), «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности» (Екатеринбург, 2013 г.), на международном научном симпозиуме «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2013г., 2014 г.), «Горняцкая смена - 2013» (Новосибирск, 2013 г.), «Современные тенденции и инновации в науке и производстве» (Междуречепск, 2013г., 2014 г.), «Молодежь в науке - 2013» (Минск, Беларусь, г.2013), а также на научных семинарах в Юр-гинском технологическом институте (филиале) Национального исследовательского Томского политехнического университета и Кузбасского государственного технического университета.
Публикации.
По теме диссертации всего опубликовано 14 научных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК России.
Структура и объем работы.
Геоходы
Под силовым оборудованием горных машин понимается комплекс, предназначенный для приведения в движение исполнительных органов функциональных узлов за счет преобразования потребляемой энергии (электрической, гидравлической, пневматической) в механическую [1,2].
Подземные горные машины работают в тяжелых специфических условиях, которые обуславливают особые требования ко всему силовому оборудованию, независимо от вида преобразуемой энергии [1,2]: Силовое оборудование принято классифицировать по виду используемой энергии, по компоновке двигателя с функциональными органами и по структурной схеме привода (рисунок 1.1) [1]. В горных машинах применяются электро-, пневмо- и гидропривод. Для привода мобильных машин также применяется дизельный и комбинированный привод (электрогидравлический, дизель-электрический привод и др.) [3-7].
Широкое применение гидропривода в горных машинах обусловлено следующими преимуществами: простота получения поступательного и вращательного механического движения выходных звеньев; сравнительно небольшие удельные масса и объем; возможность бесступенчатого регулирования в широком диапазоне скорости выходных звеньев; применение низкооборотного высокомомент-ного привода позволяет исключить механические передачи, имеющие большие габаритные размеры; простая и надежная система защиты привода от аварийных
К недостаткам гидропривода, ухудшающими характеристики гидропривода и его надежность относятся: загрязнение и утечка рабочей жидкости, большая зависимость ее свойств от температуры окружающей среды; высокие требования к точности изготовления деталей гидромашин и гидроаппаратуры; взрыво- и пожа-роопасность рабочей жидкости [8].
Системы объемного силового гидропривода состоят из следующих основных элементов [9]: – источников питания – насосных станций; – силовых гидродвигателей; – устройств управления, распределения и регулирования (распределители, дроссельные устройства, сумматоры потока, регуляторы давления и расхода, клапанные устройства, напорные золотники и гидрозамки); – устройств защиты от перегрузок (предохранительные клапаны, реле давления); – коммуникаций (трубопровода, гибкие рукава и их соединения); – вспомогательных устройств (фильтры, гидробаки, теплообменные устройства). – гидробак; 2 – фильтр; 3 – датчик уровня; 4 – насос; 5 – всасывающий обратный клапан; 6 – напорный обратный клапан; 7 – манометр; 8 – дроссель; 9 – распределитель; 10 – предохранительный клапан; 11,12 – подпорные клапаны; 13 – регулируемый дроссель; Н – напорная линия; С – сливная линия
Насосные станции гидроприводов состоят из насосов, системы фильтрации, контрольно-измерительной аппаратуры, аппаратуры регулирования, аппаратуры управления, гидробака, аварийной аппаратуры. Для подачи жидкости во всасы-вающую магистраль насосов часто используется подпиточный насос. Привод на 11 сосов обычно осуществляется от электродвигателей. Типовая гидросхема насосной станции для гидропривода типа «насос-гидроцилиндр» изображена на рисунке 1.2 [9].
Основными параметрами насосной станции являются номинальная подача, номинальное давление и диапазон настройки, давление срабатывания предохранительного клапана, давление на входе в высоконапорный насос, номинальная мощность электродвигателей и частота их вращения, объем гидробака, а также габариты и масса.
Насосная станция может быть выполнена отдельным агрегатом и устанавливаться как отдельно, так и на общей раме (станине), либо монтироваться в корпусах. В последнем случае элементы насосной станции могут быть разнесены между собой.
Насосные станции проходческих комбайнов питают гидропривод исполнительного органа (4ПУ, 2ПУ, ГПКС, «УРАЛ-38»), а также гусеничного хода (4ПП-2М, 4ПП5, «Урал-1ОКСА», «Урал-2ОКСА») и работают в непрерывном или повторно-кратковременном режиме. Исполнительные органы проходческих комбайнов имеют гидропривод типа «насос-гидроцилиндр», где в качестве источника питания применен шестеренный насос (НШ-32У, НШ-50-2 и др.). В приводе гусеничного хода применяется схема «насос-гидромотор». В этом случае используется система, состоящая из насоса постоянной подачи с двумя независимо работающими гидромоторами [9].
Известны также насосные станции, имеющие привод нескольких насосов от одного электродвигателя. В этом случае применяется многопоточный редуктор, который позволяет при необходимости отключать отдельные насосы или изменять частоту их вращения. Этим достигается изменение производительности насосов. Так, например, гидравлическая система проходческих комбайнов «Урал-1ОКСА» и 4ПП-2 имеет две независимые гидросистемы (привод исполнительных органов и привод гусеничного хода), имеющие общую насосную станцию и маслобак. Насосная станция включает в себя двигатель, редуктор, аксиально-поршневой насос гидросистемы гусеничного хода (937.01.06), насос силовых ци 12 линдров (Н-401Е), насос подпитки (НШ-10Е) и насос (НШ-32У) системы смазки [10]. Кинематическая схема насосной станции приведена на рисунке 1.3. Редуктор имеет две скорости для насоса 937 и НШ-32У.
Разработка вариантов схемных решений НС ЭСУ геохода
Для настройки регулятора и определения подачи насосной станции на трубопроводе, объединяющем напорные магистрали высоконапорных насосов, установлены два крана 19, дроссель 20 и расходомер 21 [10].
Два других крана 22 установлены на всасывающих магистралях высоконапорных насосов и служат для отключения насосов (при ремонте, резервировании и др.).
Давление в гидроагрегатах насосной станции контролируется блоком манометров 23-26, при этом манометры контролируют давление: 23 – во внешней гид 22 ромагистрали; 24 – во всасывающих магистралях высоконапорных насосов; 25 – в системе подпитки после блока фильтров; 26 – в напорной магистрали подпиточ-ного насоса до блока фильтров.
Для устойчивой работы регулятора и сглаживания пульсаций давления в гидросистеме насосной станции установлен шаровой гидропневмоаккумулятор 27 с давлением предварительной зарядки 70 кгс/см2.
Для заливки рабочей жидкости в резервуар служит кран 6, переключением которого подпиточный насос 7 из тары 29 через блок фильтров 28 переливает в гидробак требуемое для пополнения количество рабочей жидкости.
Насосная станция обеспечивает автоматическое регулирование подачи по давлению за счет регулирования подачи высоконапорных насосов путем дросселирования рабочей жидкости, поступающей во всас этих насосов [9].
Действительный расход рабочей жидкости при проведении испытаний геохода ЭЛАНГ-3 при работе одного насоса колебался от 30 до 35 л/мин при развиваемом давлении 20 МПа. Подключение насосной станции к гидросистеме осуществлялось гибкими рукавами высокого давления длиной 18 м. Насосная станция СНУ-5 была установлена около устья выработки [17].
Обзор методик расчета гидравлических насосных станций Гидравлической насосной станцией называется энергетический комплекс, включающий в себя насосный агрегат, состоящий из приводного двигателя и насоса, гидробак для хранения рабочей жидкости, а также вспомогательной аппаратуры [37]. Исходными данными для определения параметров насосных станций гидропривода являются принципиальная гидравлическая схема, число потоков, номинальное давление в системе, требуемый расход и режим работы насосного агрегата. Общая последовательность определения параметров насосной станции приведенная в [37-43] сводится к определению параметров и выбору насосов, их приводных двигателей, объема гидробака, оценке теплового режима.
Параметры насоса стремятся подобрать так, чтобы номинальная производительность и давление насоса были ближайшими большими значения требуемого расхода в напорной линии и номинальному давлению в гидроприводе. При этом номинальное давление насоса, при котором он обеспечивает свою производительность, может в несколько раз превышать требуемое по расчёту. При выборе насоса кроме этих параметров, необходимо учитывать такие факторы, как пульсация подачи рабочей жидкости, габаритные размеры и масса, КПД, традиции отрасли, ресурс работы, стоимость [37-43].
Отличительной особенностью замкнутой системы циркуляции жидкости является то, что кроме основного насоса, необходимо подобрать подпиточный насос, который компенсирует утечки из гидросистемы и создает подпор на всасывающей линии основного насоса. В [38] отмечается, что утечки происходят в основном из насосов и гидромоторов, поэтому подача подпиточного насоса определяется как сумма утечек в этих гидромашинах.
Самым громоздким элементом насосной станции является ее гидробак. В функции гидробака входит хранение гидравлического масла, снабжение им гидросистемы, а в случае отсутствия теплообменника – охлаждение рабочей жидкости. При поступлении с линии дренажа рабочей жидкости она должна успокоиться, стабилизироваться, при вспенивании из нее должен успеть выделиться воздух. Кроме того, в гидробаке отделяется грязь, влага, продукты износа. Гидробаки изготавливают из углеродистой конструкционной стали толщиной 1..2 мм [38, 39].
Резервуары современных гидроприводов оснащаются технологическими отверстиями для регламентного обслуживания, индикатором уровня жидкости, заправочно-вентиляционным фильтром, сливным отверстием. Конструкция гидробака должна быть жесткой для крепления вспомогательных элементов, дно гидробака должно иметь наклон [37-41]. При выборе резервуаров насосной станции геохода основными задачами являются определение формы и объема гидробака; определение теплового режима при разных значениях номинального давления и расхода рабочей жидкости, геометрической формы гидробака. На основе этих данных разрабатываются мероприятия по поддержанию теплового режима и компенсации расширения рабочей жидкости.
В соответствии с рекомендациями [43], вместимость гидробака должна составлять 1,5-2 внутреннего объема всех гидроаппаратов, но не менее 0,3 минутной подачи насоса, поскольку вместимость гидробака существенно влияет на тепловой режим рабочей жидкости и отделение пузырьков воздуха. По рекомендациям же компании «Bosch-Rexroth» [44] объем гидробака должен составлять – 3..5 минутных подач насоса плюс 10-15% объема воздушной прослойки для компенсации теплового расширения.
Форма резервуаров типовых гидроприводов обычно представляет собой параллелепипед с соотношением сторон H:B:L равным от 1:1:1 до 1:2:3. В качестве приводного двигателя в гидроприводе горных машин обычно применяются электрические двигатели [40]. Выбор приводных двигателей осуществляется по приводной мощности и частоте вращения насоса. При этом учитывается режим работы насосного агрегата, который может быть кратковременным, повторно-кратковременным, продолжительным [37]. После определения мощности приводного электродвигателя проводят проверку по номинальному моменту на валу двигателя.
Влияние размеров геохода на приводную мощность систем геохода
НС ЭСУ геохода с гидроприводом представляет собой насосную станцию, которая осуществляет питание гидропривода трансмиссии геохода, создающей тяговое усилие на внешнем движителе и напорное усилие на исполнительном ор-гане. НС ЭСУ также подает рабочую жидкость в гидропривод исполнительных органов разрушения забоя, исполнительных органов внешнего движителя и гидропривода погрузочного устройства. Поскольку насосная станция обеспечивает работу силовых элементов геохода, то особое значение приобретают вопросы, связанные с определением её параметров. Структурная схема НС ЭСУ геохода
Исходными данными для расчета любого объемного гидропривода и определения параметров насосной станции являются принципиальная гидросхема, требуемые силовые и кинематические параметры, а именно: усилия на штоках гидроцилиндров или крутящие моменты на валах гидромоторов; скорости перемещения штоков гидроцилиндров или частоты вращения валов гидромоторов; длины участков гидролиний, соединяющих гидроагрегаты, а также граничные эксплуатационные температуры [38].
Исходными данными для определения функциональных параметров НС ЭСУ геохода являются требуемая величина давления и расхода рабочей жидкости потребителями. Эти параметры представляют собой часть исходных данных для определения характеристик элементов НС ЭСУ: производительности насосов и развиваемого ими давления, объема гидробака, мощности и частоты вращения приводного электродвигателя, параметров предохранительных клапанов, фильтров и других элементов насосной станции.
Давление, развиваемое насосами НС ЭСУ должно соответствовать нагрузке или мощности питаемой системы геохода. Малые развиваемые давления хотя и способствуют плавной и устойчивой работе, могут привести к возрастанию габаритных размеров и массы; большие давления, снижая габариты и вес, снижают показатели долговечности гидрооборудования [70]. Номинальное давление обычно выбирают на основании существующих рекомендаций и статистических данных, полученных при практическом использовании машин данного типа. Номинальное давление выбирается из нормального ряда давлений по ГОСТ 6540-74 и ГОСТ 12445-77. В гидросистемах проходческих комбайнов и щитов значение номинального давления обычно составляет 16, 20, 32, 50 МПа [9,10].
В настоящее время ведутся работы по созданию геоходов нового поколения. Но не все системы и элементы на данный момент достаточно проработаны конструктивно. Также отсутствуют соответствующие методики определения их параметров, в том числе и параметров гидропривода этих систем. Неизвестны величины требуемого расхода рабочей жидкости в гидроприводах исполнительных органов головного модуля и стабилизирующей секции, а также в приводе погрузочного устройства. В этом случае требуемый расход рабочей жидкости можно выразить через мощность всех одновременно работающих гидродвигателей:
Суммарная приводная мощность систем геохода складывается из суммы мощностей, затрачиваемых на привод исполнительного органа главного забоя исполнительных органов законтурных элементов, трансмиссии, а также мощности привода погрузочного устройства. Кроме того не исключается подключение к
В работе [76] проведен анализ исполнительных органов различных типов на соответствие требованиям, предъявляемым к исполнительным органам геохода. Установлено, что наиболее полно удовлетворяют предъявляемым требованиям исполнительные органы барабанного и корончатого типа. число резцов одновременно находящихся в контакте с забоем; rср – средний радиус коронки, м; По представленным выше выражениям мощность привода исполнительных органов определяется с условием, что известны все силовые и кинематические параметры. В случае, когда данные исходные параметры неизвестны, мощность привода определяется через удельные энергозатраты [78]. Важной энергетической характеристикой проходческих щитов, как наиболее близких по классу к геоходам, является значение мощности, приходящееся на единицу площади забоя. Этот параметр для щитов отечественного и зарубежного производства разного диаметра приведен в таблице 3.1.
В работе [77] определена приводная мощность для исполнительных органов геохода барабанного типа при технических характеристиках геохода указанных в табл.3.2. Для геохода с данными параметрами значение мощности, приходящееся на 1 м2 забоя составит 14,4 кВт/м2, что приблизительно совпадает со средним значением для проходческих щитов.
Определение влияния геометрических параметров элементов НС ЭСУ на площадь внутреннего пространства геохода
По полученным аналитическим выражениям (3.27), (3.35) и (3.37) были построены зависимости влияния диаметра геохода DГ на требуемый объем гидробака VГБ при заданных значениях номинальной вместимости равной одной VQ, двум V2Q и трем V3Q значениям суммарной минутной производительности всех насосов. Также была проведена оценка влияния диаметра геохода DГ на максимально возможный по вместимости в хвостовой секции геохода объем для гидробаков типов «сегмент» VC и «кольцевой сектор» VКС для заданных значений отношения DВП/DГ. Совмещение данных зависимостей в одной координатной плоскости позволяет графически оценить возможность применения гидробаков НС ЭСУ геохода различных типов в хвостовой секции геохода.
Анализ зависимостей на рисунке 4.1 показывает, что значительное влияние на максимальную вместимость оказывает принятый габарит внутреннего пространства. Так например, при увеличении отношения DВП/DГ с 0,6 до 0,7 значения максимально возможного объема гидробака уменьшаются для диапазона диаметров от 2,1 до 5,6 м в среднем в 1,5 раза. Дальнейшее увеличение DВП/DГ приводит к еще большему уменьшению максимального объема VC.
Анализ совмещения зависимостей требуемого и максимального объемов гидробака типа «сегмент» показывает, что применение гидробаков данного типа имеет ограничения по– Зависимость максимального объема гидробака типа «сегмент» от диаметра геохода При значении коэффициента внутреннего пространства DВП/DГ = 0,6 вместимости гидробака достаточно для размещения необходимого объема рабочей жидкости во всем диапазоне диаметров. При DВП/DГ = 0,7 применение гидробака «сегмент» возможно для VГБ = V3Q начиная с диаметра геохода DГ = 3,41 м, для прочих значений – без ограничения. При DВП/DГ = 0,8 вместимости гидробака типа «сегмент» недостаточно при VГБ = V3Q, а при VГБ = V2Q – достаточно начиная с диаметров DГ = 4,2 м и без ограничений – для VГБ = VQ.
При значении отношения DВП/DГ = 0,9 объема гидробака недостаточно для размещения всего объема рабочей жидкости даже при ее количестве, равной одной суммарной минутной производительности всех насосов VQ.
На рисунке 4.2 построены аналогичные зависимости для гидробака типа «кольцевой сектор». Анализ зависимостей показывает, что применение гидробаков данного типа позволяет разместить значительно больший объем рабочей жидкости, чем в гидробаках типа «сегмент», а вместимости гидробака может быть недостаточно лишь для объема VГБ = V3Q при DВП/DГ = 0,9 и диаметрах DГ 3,5 м .
Зависимость максимального объема гидробака типа «кольцевой сектор» от диаметра геохода тгб + трж = Snoe-S-ргб+ 0,9 VrE ррж, (4 2 где 8 - толщина стенки гидробака, для гидробака из стали 3 = 2.3 мм; ргв - плотность материала гидробака, для стали рг6 = 7800 кг/м РРЖ - плотность рабочей жидкости, кг/м3.
По данным каталогов заводов-изготовителей были построены зависимости массы электродвигателей серии АИР (рисунок 4.3) и взрывозащищен-ных серий (рисунок 4.4) от их мощности. Масса приводных электродвигателей зависит от номинальной мощности и номинальной частоты вращения ротора. Это объясняется тем, что изменение частоты вращения асинхронного электродвигателя достигается путем изменения числа пар полюсов. Для аксиально-поршневых насосов (предпочтительны для применения в НС ЭСУ геохода по итогам МАИ) необходимы электродвигатели с номинальной частотой вращения не менее 1500 об/мин. Анализ зависимостей показывает, что применение нескольких электродвигателей с данной номинальной частотой вращения и выше с целью улучшения габаритных характеристик вместо одного той же мощности, приводит к увеличению массы. Так например, например электродвигатель АИР мощностью N3.de= 160 кВт и частотой вращения 1500 об/мин имеет массу тэ.дв= 1100 кг, а два электродвигателя мощностью N3.de= 75 кВт и той же частотой вращения имеют общую массу 1200 кг. Те же тенденции прослеживаются для электродвигателей взрывозащищен-ных серий с номинальными частотами вращения 1500 и 3000 об/мин.
Похожие диссертации на Обоснование параметров насосной станции энергосиловой установки геохода
