Проектирование гидропривода
Содержание
1. Введение
2. Описание рабочего оборудования машины и привода.
3. Выбор гидроцилиндров и гидромоторов.
4. Определение расходов гидродвигателей.
5. Выбор насоса.
6. Выбор трубопроводов.
7. Определение
параметров и выбор
8. Описание работы гидросхемы
9. Список используемой
литературы.
- 1.Введение
Особенностью курсовой работы состоит в том , что на базе составленной схемы гидропривода , удовлетворяющий условиям работы и эксплуатации строительной машины или механического оборудования , рассчитываются основные параметры гидроагрегатов , которые затем подбираются из числа стандартных и выполненных по отраслевым нормам.
В пояснительной записки приводятся описания принципа работы гидросистемы , необходимые расчёты для обоснованного выбора элементов привода.
В гидроприводах
строительных машин и оборудования
применяют все виды соединений гидродвигателей
, а также комбинация этих соединений.
2.Описание
рабочего оборудования машины
и привода
В данной курсовой работе проектируется подъемник с телескопической стрелой. Подъем и опускание стрелы обеспечивается гидроцилиндром стрелы (5), выдвижение – гидромотором привода телескопирования (4). Стрела укреплена на поворотной платформе (7), которая вращается с помощью гидромотора (8). При работе подъемника, для придания ему устойчивости, выдвигаются гидроцилиндры аутригеров (6).
Для работы
и управления гидродвигателями
был разработан гидропривод с одним
насосом(3). Питание и слив рабочей жидкости
через фильтры (2) происходят из бака (1).
1Выбор гидроцилиндров
и гидромоторов
Для предварительного расчёта перепад давления на гидродвигателе принимают на 10…20% меньше выбранного номинального давления.
Выбираю
=16 МПа,
=0,8÷0,9=13,6Мпа
1.1.Диаметр поршня гидроцилиндра подъема стрелы
--при подаче жидкости в поршневую полость
где:
H -максимальное усилие на штоке поршня ;
=0,95 –гидромеханический КПД гидроцилиндра;
Принимаю
=100мм, L=1000мм, d=45мм
1.2.Диаметр поршня гидроцилиндра аутригеров
--
при подаче жидкости в
где:
,H -максимальное усилие на штоке поршня;
=1.25-постоянная величина для гидроцилиндров
Принимаю
=40мм, L=400мм, d=18мм
1.3. Требуемая
установочная мощность на
где:
- требуемая мощность на рабочем органе;
- установочная мощность на рабочем органе;
-для гидромотора поворотной платформы
где:
=1 – диапазон регулирования передаточного числа механической передачи;
=0,94 – КПД механической передачи;
- максимальный крутящий момент на рабочем органе;
-момент инерции поворотной платформы;
- угловое ускорение поворотной платформы;
- максимальная угловая скорость на рабочем органе;
-частота вращения поворотной платформы;
По каталогу
выбираю требуемые
где:
=56 -рабочий объём нерегулируемого гидромотора;
=0,96- гидромеханический КПД гидромотора;
=1500 - номинальная угловая скорость гидромотора;
-для
гидромотора выдвижения
стрелы
где:
-максимальная линейная скорость перемещения рабочего органа;
– диапазон регулирования передаточного числа механической передачи;
-максимальное тяговое усилие;
-динамический фактор машины;
кН – сила тяжести машины;
- число двигателей ходового оборудования с индивидуальным приводом;
По каталогу
выбираю требуемые
где:
=74
-рабочий объём регулируемого гидромотора
где:
=2000 - номинальная угловая скорость гидромотора;
2.Определение
расходов гидродвигателей
Расход
рабочей жидкости ,потребляемой
гидродвигателями ,определяется ,исходя
из требуемых максимальных
-для гидромотора поворота
где:
=0,97- объёмный КПД гидромотора;
- максимальная частота вращения вала гидромотора
-для гидромотора выдвижения стрелы
-для гидроцилиндра подъема стрелы
при подаче
в поршневую полость
где:
=100мм L=1м
=0,985- объёмный КПД гидроцилиндра;
- скорость штока гидроцилиндра стрелы;
-для гидроцилиндров аутригеров
при подаче
в поршневую полость
где:
- скорость штока гидроцилиндров аутригеров;
=0,08м L=0,8м
3. Выбор насоса
Требуемая подача насоса определяется по гидродвигателю или группе одновременно включаемых гидродвигателей , для работы которых требуется наибольший расход.
-суммарный расход гидродвигателей хода
-суммарный расход гидроцилиндра рукояти и гидроцилиндра ковша
-суммарный расход
гидроцилиндров стрелы
-суммарный расход
гидродвигателя поворота
По рабочему объёму в каталоге подбирается ближайший типоразмер насоса .Ввиду неоднозначности задания выбор насоса можно произвести посредствам сравнения требуемой установочной мощности насоса и установочной мощности насоса, по каталогу,
Выбор спаренного насоса
где:
=25 - номинальная частота вращения вала насоса, выбранного по каталогу
=0,97- объёмный КПД насоса
По каталогу
выбираю требуемые насосы марки: НШ-10-2
=98,8
4.Выбор трубопроводов
Типоразмер любого
трубопровода характеризуется диаметром
условного прохода, примерно равным
внутреннему диаметру трубы.
-условный проход всасывающего трубопровода
где:
= 0,002321 -расход жидкости во всасывающем трубопроводе;
= 1,2 -скорость жидкости во всасывающем трубопроводе;
Принимаю мм
-условный проход напорного трубопровода
где:
= 0,00216 -расход жидкости напорного трубопровода;
= 5 -скорость жидкости напорного трубопровода;
Принимаю мм
-условный проход сливного трубопровода
где:
-расход жидкости в сливном трубопроводе;
= 1,7 -скорость жидкости в сливном трубопроводе;
Принимаю
мм
5.Определение
параметров и выбор
Принимаю клапан прямого действия К2.20.02, диапазон регулирования =18-35 МПа
Принимаю гидрораспределитель Р.203 МПа,условный проход 20мм
Принимаю гидрозамок 541.12, условный проход 12мм
Принимаю дроссель с обратным клапаном 62900, условный проход 32мм
Принимаю фильтр
1.1.50-25,тонкость фильтрации 25м.кН
Выбор гидробака
Vбака=(Vгц+Vтр+Vгм)·1.2·1.5
Vгц=πD2Ln/4=3.14·0,12
·1,000/4+3,14·4·0,052·0,5/4=0,
Vтр=πD2уLтр/4=3,14·0,0502·10/
Vбака=(0,0127+0,0245+0,
Сравнивая с 0,3Q
минутной подачи (=0,3ּ1,6ּ60=28,8л/мин) принимаем
бак емкостью 100 литров.
6.Расчёт
теплового режима гидропривода
6.1.Условием приемлемости
теплового режима в системе
гидропривода является
неравенства
где:
- максимально допустимая температура рабочей жидкости;
- максимальная температура окружающего воздуха;
6.2.Поверхность теплообмена
где:
- коэффициент теплопередачи от рабочей жидкости к окружающему воздуху без обдува (машина при работе не двигается, вентиляторы не предусмотрены);
- количества тепла выделяемого в гидроприводе в единицу времени;
где:
=0,7- общий КПД гидропривода
=2,5- коэффициент динамичности;
=0,9- полный КПД насоса;
=0,2- коэффициент использования номинального давления;
=0,2- коэффициент использования по времени;
=1 диапазон регулирования рабочего объёма насоса;
=0,002321- подача насоса;
6.3.Необходимая площадь теплообменника
где:
-фактическая площадь теплообменника
где:
0,26 -фактическая теплоотдающая поверхность насоса;
1,115 - фактическая теплоотдающая поверхность фильтра;
0,66 -фактическая теплоотдающая поверхность гидроцилиндров;
0,16 -фактическая теплоотдающая поверхность гидромоторов;
- фактическая теплоотдающая поверхность бака;
- объём гидробака;
Для предварительного расчёта установившаяся температура нагрева жидкости
7. Расчёт фактических
параметров параметров
Фактическая максимальная подача насоса определяется зависимостью
где:
98.8 рабочий объём насоса;
=0,97- объёмный КПД насоса; 25 0.00239
Требуемая частота вращения приводного вала насоса
где:
=0,0016- расход рабочей жидкости гидроцилиндров стрелы
Фактические максимальные скорости движения гидродвигателей с учётом схемы привода определяются по формулам:
-для гидромотора 0,0016
31,5
-для гидроцилиндров при подаче в поршневую полость
-для гидроцилиндра стрелы
при подаче в поршневую полость0,0016
0,1
-для гидроцилиндра аутриггеров
при подаче в поршневую полость
0,05*2 1,25+1/1,25
Фактические максимальные
перепады давления на гидродвигателях,
соответствующие максимальным нагрузкам,
определяются по формуле:
-для гидроцилиндров с поршневой рабочей полостью:
-для гидроцилиндра стрелы
при подаче в поршневую полость 60
-для гидроцилиндра аутригеров 0,1
при подаче в поршневую полость 23,75
0,05
-для гидромотора выдвижения стрелы
3,44
31,5
-для гидромотора поворота
8.Потери давления в гидролиниях
Потери давления
в гидролиниях
состоят из потерь давления на трение
в трубопроводах и потерь давления на
местных сопротивлениях . Величина
определяется из двух значений температуры
рабочей жидкости и двух скоростей движения
рабочих элементов.
8.1. Вязкость рабочей жидкости
где:
-вязкость жидкости при температуре 70 для масла МГ15В
-коэффициент;
где:
-плотность рабочей жидкости;
-м длина трубопроводов;
-мм-диаметр трубопровода;
- поправочный коэффициент;
-коэффициент гидравлического трения;
-коэффициент местных сопротивлений;
-действительная скорость жидкости;
для всасывающего трубопровода
для напорного трубопровода
для сливного трубопровода
Значение коэффициента гидравлического трения определяют на основании числа Рейнольса:
для всасывающего трубопровода
для напорного трубопровода
для сливного трубопровода
где:
9.Расчёт КПД
гидропривода
Полный КПД привода рабочих органов
где:
=0,99 – объёмный КПД распределителей
=0,9
=0,97
- КПД гидролиний
где:
МПа- потери давления в элементах гидропривода
10. Тепловой режим гидропривода
Расчётная величина
теплообразования в гидроприводе в единицу
времени
в системе СИ равна суммарным потерям
мощности в гидроприводе при минимальной
расчётной вязкости
.
10.1 Мощность, превращаемая в тепло привода одного рабочего органа
Список
используемой литературы
1.Проектирование
объёмного гидропривода
2.Основы гидравлики
и Гидропривод Ф.М.Долгачев, В.С.Лейко.
3.Условные основные
обозначения элементов и
М.А.Степанов, Д.Ю.Густов.
8.Описание работы
гидросхемы
Схема объёмного гидропривода зависит от типа строительной машины, характера производимых ею операций и технико-экономических показателей. Гидропривод может быть выполнен так, что одновременно могут выполняться два или несколько движений гидродвигателей. Для этой цели осуществляется параллельное или последовательное включений гидродвигателей. С целью, более полного использования мощности гидродвигателя, установленного на машине, а также гидравлического оборудования, применяют различные регуляторы системы, позволяющие объединять потоки жидкости, поступающих от насосов к тому или иному гидродвигателю.
От насоса
по магистрали жидкость
К блокам управления 4 жидкость подаётся от аккумуляторного блока , вследствие чего устраняется необходимость применения специального насоса для системы дистанционного управления.
С помощью
редукционного клапана,
