Расчёт объёмного гидропривода
Фильтр работает следующим образом. Через впускное отверстие загрязненное масло. поступает в корпус фильтра и через щели между пластинами попадает во внутреннюю полость, образованную вырезами в основных пластинах в форме круговых секторов.1< выходному отверстию отфильтрованное масло проходит через ряд цилиндрических отверстии в шайбе. Фильтрующий. пакет очищается. путем поворота рукоятки. При… Читать ещё >
Расчёт объёмного гидропривода (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Курсовая работа
" РАСЧЕТ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА"
- 1. Исходные данные для расчета гидропривода
- 2. Разработка принципиальной гидравлической схемы гидропривода
- 2.1 Выбор схемы: открытая, закрытая
- 2.2 Назначение элементов гидросхемы:
- 2.2.1 Насос аксиально-поршневой типа 207
- 2.2.2 Гидроцилиндр типа ДСШ 14.56.001
- 2.2.3 Фильтры магнитные (тип ФМ)
- 2.3 Описание принципа действия гидропередачи
- 3. Предварительный расчет гидропривода
- 4. Подбор и назначение гидроагрегатов передачи
- 4.1 Подбор гидравлического насоса
- 3.2 Подбор гидроцилиндра
- 3.2.1 Гидроцилиндры поршневые. Назначение и устройство
- 3.3 Назначение рабочей жидкости гидропередачи
- 3.3.1 Характеристики рабочей жидкости
- 4. Подбор и назначение гидроаппаратуры
- 4.1 Распределитель
- 4.2 Назначение, устройство и принцип действия распределителя Р-20.160
- 4.3 Клапан предохранительный
- 4.4 Подбор фильтра
- 5. Расчет гидравлических линий гидропередачи и назначение их диаметра
- 5.1 Расчет диаметра трубопровода (магистрали)
- 5.2 Выбор стандартного трубопровода
- 5.3 Проверка
- 5.4 Расчет гидравлических потерь в системе гидропередачи
- 6. Поверочный расчет гидропередачи графоаналитическим методом
- 6.1 Расчет параметров диаграммы режимов работы гидропередачи
Заключение
о работоспособности гидропередачи
- Литература
1. Исходные данные для расчета гидропривода
Рассчитать и спроектировать объемную гидропередачу привода рабочего органа строительно-дорожной машины по следующим данным:
Давление гидропередачи, Рг. п. =16 [МПа].
Сила на рабочем органе машины Р=15 000 [Н].
Скорость движения поршня V =0,08 [м/сек].
Длина соединительных линий гидропередачи L=10 [м].
2. Разработка принципиальной гидравлической схемы гидропривода
Под гидроприводом понимают совокупность устройств — гидромашин и аппаратов, предназначенных для передачи механической энергии и преобразования движения при помощи жидкости.
Гидропривод, содержащий объемные машины, называется объемным. Объемный гидропривод — это совокупность устройств, состоящая из объемного насоса, гидродвигателя, гидросети и гидроаппаратуры, предназначенная для приведения механизмов и машин в движение посредством рабочей жидкости.
Объемная гидропередача — это силовой узел гидропривода, состоящий из объемного насоса, гидродвигателя и гидросети.
Объемным называется насос, в котором жидкость перемещается путем периодического изменения объема его камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса.
Гидроцилиндр — объемный гидродвигатель с поступательным движением выходного звена.
Гидропривод делится на: насосный, аккумуляторный, магистральный. Также по характеру выходного звена различают следующие объемные гидроприводы:
А). поступательного движения — с поступательным движением выходного звена гидродвигателя;
Б). поворотного движения — с поворотным движением выходного звена гидродвигателя на угол менее 360.
В). вращательного движения — с вращательным движением выходного звена гидродвигателя.
Если в объемном гидроприводе отсутствуют устройства для изменения скорости выходного звена гидродвигателя, то такие гидроприводы называются неуправляемыми. Гидроприводы, в которых скорость выходного звена гидродвигателя может изменяться по заданному закону, называется управляемым.
Регулирование скорости может осуществляться вручную — гидропривод с ручным управлением; автоматически — гидропривод с автоматическим управлением.
Объемные гидроприводы широко применяются в качестве приводов станков, дорожных и строительных машин, прокатных станов, прессового и литейного оборудования, транспортных и сельскохозяйственных машинах.
Рис. 1. Принципиальная гидравлическая схема гидропривода ковша экскаватора
2.1 Выбор схемы: открытая, закрытая
2.1 Спецификация к гидравлической схеме: | |||
Обозначение | Наименование | Количество, шт. | |
10−11 | |||
По способу циркуляции жидкости гидроприводы бывают с замкнутой или разомкнутой циркуляцией. В гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочая жидкость от гидродвигателя поступает во всасывающую гидролинию насоса, а в гидроприводах с разомкнутой циркуляцией — в гидробак. В данной схеме рабочая жидкость поступает в гидробак, следовательно схема — открытая.
2.2 Назначение элементов гидросхемы:
2.2.1 Насос аксиально-поршневой типа 207
Насос аксиально-поршневой регулируемый типа 207 предназначен для гидравлических систем машин, в которых необходимо регулирование подачи при постоянном направлении потока.
2.2.2 Гидроцилиндр типа ДСШ 14.56.001
Гидроцилиндры поршневые предназначены для преобразования энергии перекачиваемой насосом жидкости в механическую энергию исполнительного механизма.
Гидроцилиндры работают на чистом минеральном масле вязкостью 10…500 мм2/сек при температуре масла — 35…+50С.
Возвратно-поступательное движение поршня осуществляется путем подвода рабочей жидкости под давлением в штоковую или бесштоковую полости гидроцилиндра через крышки, гильзу или шток.
2.2.3 Фильтры магнитные (тип ФМ)
Фильтры магнитные типа ФМ предназначены для улавливания ферромагнитных частиц и механических примесей, содержащихся в маслах и охлаждающих жидкостях гидравлических, смазочных систем и систем охлаждения металлорежущих станков (и других машин).
Распределитель гидравлический трехпозиционный типа Р-20.160.
Распределитель трехпозиционный типа Р-20.160. предназначены для реверсирования движения рабочих органов в прессах (или других машинах).
Распределители работают на чистом минеральном масле вязкостью 10−400 мм2/сек при температуре масла до 50. Рекомендуется применять масло индустриальное 30 или 50 (ГОСТ 1707−51).
Напорный клапан У 4790.15.
Напорные клапаны предназначены для предохранения гидросистемы от перегрузки давлением и разгрузки от давления при помощи дистанционного управления.
Клапаны работают на чистом минеральном масле вязкостью 10−400 мм2/сек при температуре масла до 50. Рекомендуется применять масло индустриальное 20, 30 или 50 (ГОСТ 1707−51).
2.3 Описание принципа действия гидропередачи
При включении насоса создается поток жидкости. Жидкость под давлением с определенной скоростью по напорной линии поступает в гидроцилиндр. Благодаря перепаду давления, жидкость поступает под поршень гидроцилиндра и создает силу F, благодаря которой происходит поступательное движение штока гидроцилиндра. После этого, жидкость, пройдя в систему очистки (фильтры) сливается обратно в гидравлический бак. Если усилие на гидроцилиндре превысит определенную величину, что приведет к увеличению давления в напорной гидролинии выше заданного, предохранительный клапан откроется и через него жидкость будет сливаться в бак, или на всасывающую гидролинию. Изменение направления движения рабочей жидкости производят посредством распределителя.
3. Предварительный расчет гидропривода
В предварительном расчете гидропривода определяется номинальные значения давления, расхода и мощности гидропередачи.
Мощность гидропередачи вращательного действия:
; ;
Мощность гидропередачи возвратно — поступательного действия:
Nг. п. = [Вт];
Расход гидропередач:
Qг. п. = [м3/с]
Основные гидравлические параметры гидропередачи:
;; .
гидропередача привод машина строительная
4. Подбор и назначение гидроагрегатов передачи
4.1 Подбор гидравлического насоса
Условия назначения насоса: p г. п. p насоса; Q г. п. Q насоса; Nнасоса N г. п.
Исходя из данных условий, выбираем насос типа 207.
Марка насоса | Рн, МПа | Qн, л/мин | Nн, кВт | н | о | мех | Марка масла | |
ТИП 207.20 | 23,6 | 0,91 | 0,966 | 0,942 | Индустриальное 50 (ГОСТ 1707−51) | |||
Насос аксиально-поршневой типа 207
Насос аксиально-поршневой регулируемый типа 207 предназначен для гидравлических систем машин, в которых необходимо регулирование подачи при постоянном направлении потока.
Рис 2. Насос аксиально-поршневой регулируемый типа 207
3.2 Подбор гидроцилиндра
Условия подбора: р г. ц. p г. п., Q г. ц. Q г. п., N г. ц. N г. п.
==0,034 м = 34 мм.
Гидроцилиндр конструкции типа ДСШ 14.56.001 необходимо изготовить с толщиной стенки для давления 16 МПа.
Марка г/ц | dг. ц., мм | dштока, мм | Толщина стенки, мм | Длина хода штока Lштока, мм | |||
ДСШ 14.56.001 | ; | 0,87 | |||||
3.2.1 Гидроцилиндры поршневые. Назначение и устройство
Назначение. Гидроцилипдры поршневые (рис 3) предназначены для преобразования энергии перекачиваемой насосом жидкости в механическую энергию исполнительного механизма.
Гидроцилипдры работают на чистом минеральном масле вязкостью 10−500 мм2/ сек при температуре масла от — 35 до +50°.
Рис 3. Гидроцилиндр
3.3 Назначение рабочей жидкости гидропередачи
Согласно условиям работы гидропривода и требованиям выбранных гидроагрегатов, наиболее подходящей рабочей жидкостью является масло идустриальное 50.
3.3.1 Характеристики рабочей жидкости
Рабочая жидкость | ГОСТ | Плотность, кг/м3 | Вязкость при +50С, см2/c | Температуры в°С | Пределы рабочих температур,°С | ||
Застывания | Вспы-шки | ||||||
Индустриальное 50 | 1707−51 | 0.42−0.58 | — 20 | +10…+70 | |||
4. Подбор и назначение гидроаппаратуры
4.1 Распределитель
Условие подбора: ,
Марка | МПа | л/мин | МПа | ||
Р-20.160. | 1,3 | 158,93 | |||
— перепад на распределителе (гидравлические потери)
— коэффициент местного сопротивления распределителя
4.2 Назначение, устройство и принцип действия распределителя Р-20.160
Золотники распределительные с гидравлическим управлением (рис 4) предназначены для реверсирования движения рабочих органов в прессах (или других машинах). Золотники работают на чистом минеральном масле 'вязкостью 10−400 мм2/сек при температуре масла до 50°. Рекомендуется применять масло индустриальное 20 или 30 (ГОСТ 1707−51). Распределительный золотник, выполненный 'по основной (первой) схеме и показанный на рис, работает следующим образом. При среднем положении золотника линия нагнетания соединяется со сливом, а обе полости цилиндра заперты. При подводе масла из системы управления под один из торцов золотника последний смещается в крайнее положение, соединяя одну полость цилиндра с линией нагнетания, а другую — со сливом.
Гидравлическая схема трехпозиционного пяти ходового реверсивного золотника с соединением на слив нагнетательной линии и запертыми полостями цилиндра показана на рис 4.
рис.5
4.3 Клапан предохранительный
Условие подбора: ,
Марка | МПа | л/мин | МПа | |
У 4790.15 | 0,3−0,6 | |||
Клапаны предохранительные с переливным золотником. Назначение, устройство и принцип действия.
Клапаны предохранительные с переливным золотником (рис.6) предназначены для предохранения гидросистемы от перегрузки давлением и разгрузки от давления при помощи дистанционного управления.
Клапаны работают на чистом минеральном масле вязкостью 10 — 400 мм2/сек при температуре масла до 50°. Рекомендуется применять масло индустриальное 20 или 30 (ГОСТ 1707—51).
Масло из полости давления, но каналу Е в корпусе 3 поступает в полость Г и через демпферное отверстие. А в золотнике 4 — в полость. В и под конусный клапан 1, который настроен на определенное давление.
Пока давление в системе не преодолеет усилия, на которое настроена пружина 2, гидравлический уравновешенный золотник 4 пружиной 5 удерживается в крайнем нижнем положении, перекрывая выход масла на слив.
При повышении давления в гндросистеме конусный клапан, преодолевая усилие пружины 2, открывается, и масло из полости. В по каналу. Б поступает на слив. Давление масла при прохождении через демпферное отверстие, А понижается, и давление в полости В становится меньшим, чем в полостях Д и Г, вследствие чего золотник поднимается, соединяя линию давления со сливом и прекращая увеличение давления в гидросистеме.
С падением давления в гидросистеме ниже того, на который настроена пружина 2, конусный клапан 1 закрывается, перекрывая поток масла на слив.
При этом давление в полостях В, Г и Д выравнивается и золотник под действием пружины 5 опускается, перекрывая слив масли в бак.
Разгрузка гидросистемы производится при помощи дистанционного управления. Для этого из отверстия Ж удаляют пробку и присоединяют к нему трубопровод с клапанами дистанционного управления.
рис.6
рис.7
4.4 Подбор фильтра
Условие подбора:
Марка | Q, л/мин | МПа | ф | |
ФМ-5 | 0,025 | 6,308 | ||
— перепад давления на фильтре, при котором обеспечивается нужный расход (пропускная способность фильтра при давление);
ф — коэффициент местного сопротивления фильтра;
— плотность рабочей жидкости [Индустриальное 50 (ГОСТ 1707−51)]
Фильтры пластинчатые ТИП Г41
Назначение. Фильтры пластинчатые типов Г41−1 (рис. 191) и Г41−2 (рис) предназначены для очистки от механических примесей минеральных масел вязкостью до 600 мм2/сек в гидравлических н смазочных системах машин.
Рис.8
Фильтр работает следующим образом. Через впускное отверстие загрязненное масло. поступает в корпус фильтра и через щели между пластинами попадает во внутреннюю полость, образованную вырезами в основных пластинах в форме круговых секторов.1< выходному отверстию отфильтрованное масло проходит через ряд цилиндрических отверстии в шайбе. Фильтрующий. пакет очищается. путем поворота рукоятки. При очистке скребки, входящие на небольшую глубину в прорези между основными и промежуточными пластинами, удаляют слой загрязнений, скопившийся на входах в щели.
Пластинчатые фильтры типа Г41−2 (см. рис) предназначены для встраивания в механизмы (узлы) станков и отличаются от фильтров типа Г41−1 конструкцией крышки, которая в фильтрах Г41−2 не имеет входного и выходного отверстий.
Фильтрующий пакет центрируется в расточках корпусов механизмов (узлов) при помощи специальной центрирующей шайбы, в торце которой имеются отверстия для выхода отфильтрованной жидкости.
5. Расчет гидравлических линий гидропередачи и назначение их диаметра
5.1 Расчет диаметра трубопровода (магистрали)
; [м] [мм] = dстанд
Допускаемые скорости жидкости в линиях гидропередачи выбираются в соответствии с таблицей:
Р, МПа | 6,3 | ||||
[], м/с | 4,5 | 5,5 | |||
Т.к. давление в гидросистеме превышает 16Мпа, значит допустимое значение скорости рабочей жидкости составляет 6м/с.
=0,1 386 м = 13,86 мм.
5.2 Выбор стандартного трубопровода
Из ГОСТ 8374–75 по условию выбираем трубопровод со следующими данными:
Dн = 28 мм (наружный диаметр трубы)
Dу = 16 мм (условный проход)
S = 6 мм (толщина стенки)
G1= 3,2 кг/м (вес одного погонного метра)
5.3 Проверка
= = 4,128 м/с,
т.е. условие, выполняется.
5.4 Расчет гидравлических потерь в системе гидропередачи
Гидравлические потери в гидропередаче складываются из потерь по длине в линиях системы и в местных гидравлических сопротивлениях.
где
— потери давления трубопроводах;
— потери давления в местных сопротивлениях.
где — плотность масла (= 960 кг/м3);
— коэффициент гидравлических потерь;
l — длина трубопровода (l = 16 м.);
d — диаметр трубопровода (d = 0.016 м.)
Число Рейнольдса:, где
— коэффициент кинематической вязкости (= 100 10−6 м3/с);
Т.к. Re < 2320, то режим движения рабочей жидкости в гидросистеме ламинарный, следовательно:
где
— суммарный коэффициент гидравлических потерь
местные потери на поворотах = 1;
распределитель = 40…60;
калорифер (теплообменник) = 25…40;
фильтр = 5…20.
.
6. Поверочный расчет гидропередачи графоаналитическим методом
6.1 Расчет параметров диаграммы режимов работы гидропередачи
Максимальная подача насоса:
Давление настройки клапана:
Максимальное давление насоса:
Максимальная скорость или обороты на выходном звене гидропередачи:
Давление холостого хода:
Номинальная нагрузка на выходном звене гидропередачи:
= 14 168 н. = 14,168кн.
Скорость или обороты на выходном звене при номинальном давлении гидропередачи:
где = 0,08 м/с.
Рис. 9. Диаграмма режимов работы гидропередачи: 1 — характеристика насоса; 2-характеристика предохранительного клапана; 3 — Глава 1. Общее представление о цикличности. Анализ затрат и себестоимости продукции механическая характеристика гидромотора; 4 — скоростная характеристика гидропередачи; 5 — моментная характеристика гидропередачи; 6 — кпд гидропередачи.
Заключение
о работоспособности гидропередачи
В результате построения диаграммы рабочих режимов гидропередачи был получен параметр регулирования насоса Uн = 0,41 при котором гидравлическая схема выдерживает заданные нагрузки и скорости на выходном звене и работает в рабочем режиме с параметрами: Pгп =; Qгп =; згп =;
Таким образом, рассчитанная в данной курсовой работе гидропередача привода стрелы является работоспособной и может использоваться в реальной конструкции привода стрелы экскаватора.
1. Гидравлическое оборудование. Каталог-справочник. ч. I и II., М., ВНИИГидропривод, 1967.
2. Башта Т. М. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы. Учеб. пособие для вузов — М., «Машиностроение», 1970.
3. Казарян С. М. Лабораторный практикум по гидравлике, гидравлическим машинам и гидроприводам. Учеб. пособие для вузов — Ер.: Луйс, 1984.
4. Скубаренко Д. Д. Расчет гидропривода на заданные условия работы. Методические указания к выполнению курсовой работы. Калинин 1981.
5. Васильченко В. А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник — М.: Машиностроение, 1983.