Расчет гидростатического привода реферат

Обновлено: 05.07.2024

Объемный гидропривод служит для передачи и преобразования механической энергии посредствам объемныхгидромашин. В состав гидропривода обычно входят: насос, гидродвигатель, регулировочная и предохранительная аппаратура, вспомогательные устройства (трубопроводы, фильтры и т.д.).

Содержание

Общие сведения (введение) 3

2.Исходные данные 4 3.Определение основных размеров силового гидроцилиндра 5

4.Гидравлический расчет трубопроводной системы 6

5.Определение основных размеров шестеренного насоса 12 6. Определение мощности насоса, гидродвигателя и КПД гидропривода 13

7.Приложение1 (Построение графиков Pсл=f(V); Pпод=f(V);Hдр=f(V).) 14

8.Подбор гидроаппаратуры 16

9. Литература 18

Вложенные файлы: 1 файл

готово.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Курсовая расчетно-графическая работа по курсу

Расчет объемного гидропривода

Выполнил: студент гр.110618

Пашкевич И.В.

Проверил: д.т.н. Качанов И.В.

1.Общие сведения (введение) 3

2.Исходные данные 4 3.Определение основных размеров силового гидроцилиндра 5

4.Гидравлический расчет трубопроводной системы 6

7.Приложение1 (Построение графиков Pсл=f(V); Pпод=f(V);Hдр=f(V).) 14

8.Подбор гидроаппаратуры 16

9. Литература 18

1. Общие сведения (введение).

Примерная схема объемного гидропривода поступательного движения с дросселем на входе показана на приложении 2.

При составлении схемы гидропривода следует использовать условные обозначения по ЕСКД (ГОСТ 2.780-68, 2.781-68, 2.782-68 и 2.784-70).

2. Исходные данные по расчету объемного гидродвигателя:

Данные по гидродвигателю:

Полезное усилие на штоке одного цилиндра- 45 КН;

Число цилиндров- 2;

Длина хода поршня -0,4 м;

Число двойных ход/мин – n=20;

Гидроцилиндр- с односторонним штоком;

Общая длинна трубопроводной системы- 24 м;

Рабочая жидкость и ее свойства:

Марка масла Инд.30;

Плотность =920 кг/ ;

Кинематическая вязкость ν=29-33 сСт;

Тип насоса: шестеренный;

Частота вращения n=890 об/мин;

Регулирование: дроссель на выход.

3. Определение основных размеров силового гидроцилиндра

Назначаем давление в силовом гидроцилиндре в зависимости от величины усилия Р, прикладываемого к штоку одного цилиндра, согласно табл. 1

Таблица 1 Таблица соотношения P,кH и,MПа

В нашем случае р=5,0 МПа.

Задаем отношение в пределах, указанных в табл.2

Таблица 2 соотношения P,кH и /

Задаем значение механического КПД гидравлического цилиндра в пределах =0,85 + 0,95 и определяем диаметр цилиндра и штока d_ш для цилиндра с односторонним штоком по формуле:

Задаем =0,85 и получаем при =0,5

Диаметры гидроцилиндра и штока затем округляем до одного из ближайших стандартных размеров и получаем:

4. Гидравлический расчет трубопроводной системы.

В первую очередь определяем скорости движения жидкости на участках от насоса до гидроцилиндра (в подводящей магистрали) и от гидроцилиндра до бака (в сливной магистрали).

Для этого по заданному числу двойных ходов в минуту определяем среднюю скорость движения поршня по формуле

Где L - ход поршня;

n - число двойных ходов в минуту.

В гидроцилиндре с двусторонним штоком средняя скорость поршня = = Следовательно = =0.26 м/с.Выберем произвольно 5 скоростей от 0 до 0,26 м/с, для построение графиков, возьмем следующие значения : 0,05;0,1; 0,15;0,2;0,23;0,25.

Можно найти расход рабочей жидкости, определяемый по формул

где - объемный КПД гидроцилиндра, равный 0,98÷1,00.

Задаем =0,99 и получаем

Диаметр трубопровода (d_r), определяется по величине расхода из зависимости (3):

где V - скорость движения жидкости в трубопроводе, которую в зависимости от величины давления в гидроцилиндре P можно принимать по табл. 3

Таблица 3 соотношения p,МПа и V,м/с

Р, МПа	1÷2,5	2,5÷5,0	5,0÷10,0	10,0÷15,0
Vм/с	1,3÷2,0	2,0÷3,0	3,0÷4,5	4,5÷5,5

Принимаем V=3,0 м/с , выражаем из (3)

Подставляем наши значения и получаем м=41мм.

Определяем толщину стенки трубопровода (δ) из условия прочности на разрыв от воздействия давления в гидроцилиндре по формуле(4)

где [ ] - допускаемое напряжение на разрыв, равное 140 МПа

с учетом запаса на ржавление трубы (0,4…0,7мм)

наружный диаметр трубы:

Наружные диаметры и толщины стенок наиболее употребительных стальных труб по ГОСТ 8732-70 и ГОСТ 8734-75 приведены в табл.4

Таблица 4 толщин стенок и диаметров труб

24, 25, 26, 27, 0.8; 1.0; 1.2;

28, 30, 32, 34, 1.4; 1.6; 1.8;

35, 36, 38, 40 2.0; 2.5; 2.8;

51, 53, 54, 56, 1.5; 1.8; 2.0;

57, 60, 63, 65, 2.2; 2.5; 2.8;

68, 70, 63, 75, 3.0; 3.2; 3.5.

По ГОСТу 8734-75 подбираем δ=0,7+0.7=1.4мм и d_T=41мм.

Тогда внутренний и наружный диаметры соответственно равны:

Теперь следует уточнить скорость движения жидкости в подводящей и сливной магистралях по формуле (3):

Потеря давления (напора) подсчитывается отдельно для участка от насоса до гидроцилиндра и отдельно для участка от гидроцилиндра до бака.

Для схемы с дросселем на выходе потеря давления на сливном участке трубопровода (Δр_сл ) определяется по формуле

Раздел I: Расчет гидропривода
Анализ работы
Предварительный расчет гидросистемы
Уточненный расчет гидропривода
Выбор насоса
Выбор гидроцилиндра
Расчет трубопровода
Расчет потерь давления
Расчет предохранительного клапана непрямого действия
Расчет золотникового гидрораспределителя
Описание конструкции маслоохладителя
Раздел II: Исследование устойчивости гидрокопировальной системы
Раздел III: Изучение пневмосистемы
Список литературы

Кузнецов М.М. Эксплуатации гидрокопировальных устройств и гидрофицированных систем программного управления

формат pdf
размер 13.19 МБ
добавлен 17 ноября 2011 г.

Курсовая работа - расчет Гидравлической схемы привода подъема-опускания кузова мусоровоза

формат doc, dwg
размер 674.26 КБ
добавлен 22 февраля 2010 г.

Содержание: Описание работы гидросистемы поступательного движения. Расчет гидросистемы привода. Выбор рабочей жидкости. Выбор и расчет параметров силового гидроцилиндра. Расчет и выбор насоса. Расчет перепада давления на гидроцилиндре. Выбор аппаратуры гидропривода. Расчет утечек гидроаппаратуры в напорной линии. Расчет скорости течения масла в магистралях гидропривода. Определение действительных перепадов давления на гидроаппаратуре. Определение.

Курсовая работа - Расчет гидропривода

формат doc
размер 346.5 КБ
добавлен 13 июля 2009 г.

Содержание курсовой работы. Исходные данные. Расчет и выбор параметров гидрооборудования. Гидравлический расчет системы привода. Выбор параметров насоса и гидроклапана давления. Расчет мощности и к. п. д. гидропривода. Выполнена в Word.

Курсовая работа - Расчет гидропривода станка

формат doc
размер 91.98 КБ
добавлен 06 мая 2009 г.

Разработка и описание принципиальной гидросхемы Статический расчет гидропривода с дроссельным регулированием и выбор гидравлического оборудования Динамический расчет гидропривода

Курсовая работа - Расчёт и проектирование гидропривода

формат docx
размер 431.58 КБ
добавлен 25 сентября 2010 г.

Курсовой проект - Разработка гидравлического привода с тремя цилиндрами, расположенными горизонтально

формат cdw, doc, docx, gif
размер 1.76 МБ
добавлен 12 февраля 2011 г.

Курсовой проект на тему "Разработка гидравлического привода с тремя цилиндрами, расположенными горизонтально". БНТУ, МСФ, 2010 г. 40 с, Преподаватель Бачанцев А. И. Аннотация Содержание Введение Составление расчетных схем. Определение сил, действующих на гидроцилиндры Расчет и выбор основных параметров гидравлических двигателей Расчет требуемых расходов рабочей жидкости и полезных перепадов давлений в гидродвигателях Описание работы разработанной.

Курсовой проект - Расчет гидравлического привода

формат docx, vsd
размер 287.01 КБ
добавлен 08 декабря 2010 г.

ПИ СФУ Специальность: Стандартизация и сертификация (200503). Дисциплина: Гидравлика и гидропнивматика (III Курс) Расчет гидравлического привода Исходные данные для расчета гидропривода Расчет мощности и подачи насоса Выбор типоразмеров направляющей и регулирующей гидроаппаратуры. Расчет диаметра трубопроводов. Расчет потерь давления во всасывающем трубопроводе. Расчет потерь давления в напорной и сливной гидролиниях. Расчет КПД гидропривода.

Расчетно-графическая работа-Типовой расчет гидравлических приводов технологического оборудования

формат doc
размер 302 КБ
добавлен 04 декабря 2010 г.

Схемное проектирование гидравлического привода. Исходные данные для проектирования Принципиальная гидравлическая схема привода Перечень элементов привода и их назначенияОписание работы привода Типовой расчет привода Исходные данные для расчета Предварительный расчет основных параметров привода Выбор рабочей жидкости Расчет и выбор гидролиний определение потерь давления на участках гидросистем Определение максимального давления жидкости на выход.

Реферат - Гидравлический удар

формат doc
размер 392.5 КБ
добавлен 21 сентября 2009 г.

Описание явления гидравлического удара. Особенности явления гидравлического удара. Расчет параметров гидравлического удара. Особые случаи. О сверхединичности гидравлического удара. Методы предотвращения гидравлического удара. (30 страниц; рисунки; графики)

Федорец В.А., Педченко М.Н. и др. Гидроприводы и гидропневмоавтоматика станков

формат pdf
размер 9.64 МБ
добавлен 04 июня 2008 г.

Введение. Гидравлический объемный привод, рабочие жидкости и гидравлика. трубопроводов — общие сведения. Принцип действия и основные параметры гидравлического. объемного привода. Рабочие жидкости, применяемые в объемном гидроприводе. Гидравлика трубопроводов. Гидроаппараты, очистители и гидроаккумуляторы. Гидроаппараты. Гидроочистители. Гидроаккумуляторы. Объемные насосы и гидродвигатели. Классификация и принцип действия объемных гидромашин. Объе.

Определение расчетных выходных параметров гидропривода. Назначение величины рабочего давления и выбор насоса. Расчет потерь давления в гидросистеме. Выбор гидромотора и определение выходных параметров гидропривода, управление выходными параметрами.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	07.08.2013
Размер файла	1,1 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В последние годы на строительных, дорожных и путевых машинах все более широкое применение находит объемный гидропривод, под которым понимают совокупность устройств, служащих для управления и приведения в движение рабочих органов машин посредством жидкости, находящейся под давлением.

Его основные достоинства:

1) независимость расположения узлов гидропривода и возможность разветвления мощности за счет передачи жидкости по трубопроводам. Использование шлангов высокого давления позволяет располагать элементы гидропривода на взаимно перемещающихся частях машин, что создает удобства в общей компоновке машин;

2) простота преобразования вращательного движения в поступательное. Система насос - гидроцилиндр позволяет легко осуществить указанное преобразование;

3) возможность бесступенчатого регулирования скоростей и усилий на рабочем органе машины, что позволяет использовать машину в наиболее рациональном режиме;

4) простота реверсирования исполнительного органа машины, которое достигается без изменения направления вращения приводного двигателя;

5) компактность, особенно ощутимая при высоких давлениях в системе гидропривода;

6) простота предохранения приводного двигателя и исполнительного органа машины от перегрузок (достигается установкой предохранительного клапана в гидравлической системе);

7) стандартизация и унификация элементов гидропривода, удешевляющие производство и облегчающие эксплуатацию машин.

1) низкий к.п.д. гидропривода по сравнению с механической передачей;

2) зависимость характеристик гидропривода от температуры окружающей среды, влияющей на вязкость рабочей жидкости;

3) необходимость в повышенной точности изготовления отдельных элементов гидропривода с целью уменьшения утечек рабочей жидкости через уплотнения и зазоры.

Объемный гидропривод нашел применение на экскаваторах, погрузчиках, бульдозерах, скреперах, автогрейдерах и других строительных и дорожных машинах. Хорошим примером применения объемного гидропривода является авиационная техника.

Основная цель курсовой работы состоит в получении студентами навыков в гидравлическом расчете объемных гидроприводов, что является творческим процессом, при котором поиск оптимального решения часто требует рассмотрения ряда вариантов.

Задание и исходные данные для расчёта

Требуется рассчитать гидропривод отвала бульдозера в соответствии с аксонометрической схемой, приведенной на рис. 1.

Рис. 1 - 1 - бак для рабочей жидкости; 2 - насос; 3 - предохранительный клапан; 4 - гидроцилиндры; 5 - распределитель; 6 - фильтр для очистки рабочей жидкости; 7 - обратный клапан; 8 - 16 - трубопроводы

Длины участков трубопроводов равны:

l8 = 0,85 м.; l9,16 = 1,6 м.; l10,15 = 7,5 м.; l 11,12,13,14 = 1,55 м.

Необходимое усилие на отвале G =61,3 кН.

Длина хода поршня L = 800 мм.

Время рабочего цикла гидропривода t =23 с.

В качестве рабочей жидкости принять: АМГ - 10 плотность с=850кг/м3; вязкость при 50єС и атмосферном давлении н=10-5м2/с; предел рабочих температур -50 - +60єС.

Принципиальная схема объёмного гидропривода

Принципиальная схема выполняется в графических условных обозначениях согласно ГОСТ 2.780-68, 2.781-68 и 2.782-68.

Рис. 2 - 1 - бак для рабочей жидкости; 2 - насос; 3 - предохранительный клапан; 4 - гидроцилиндры; 5 - распределитель; 6 - фильтр для очистки рабочей жидкости; 7 - обратный клапан

Определение расчетных выходных параметров гидропривода

Выходными параметрами гидропривода в данном случае являются усилия на штоке гидроцилиндра и скорость штока при рабочем ходе, а в совокупным выходным параметром является мощность гидропривода. Поскольку гидропривод имеет два гидроцилиндра, работающих в одинаковых условиях, необходимое усилие на штоке каждого гидроцилиндра составит

Поскольку при движении жидкости в трубопроводе происходят потери давления и кроме того имеется противодавление (штоковая полость - на слив) и трение в уплотнениях штока и поршня, то при определении расчётного усилия Fp необходимо ввести коэффициент запаса по условию kз.у. Принимая коэффициент запаса по усилию kз.у.= 1,20, вычисляем расчетное значение усилия

Fp = kз.у •F=1,20•30,65=36,78кН.

Исходя из условия устойчивости, определяем минимальный диаметр штока

где k - коэффициент, учитывающий характер заделки концов стержня; k=2;

L - длина штока в верхнем положении;

Е - модуль упругости материала штока; для стали: Е=2,1•105МПа.

Таким образом, получаем:

Скорость движения поршня при рабочем ходе связано с временем рабочего цикла зависимостью:

где L- длина хода поршня;

vраб - скорость рабочего хода;

vхол- скорость холостого хода;

?t - время на переключение распределителя в крайнем положении поршня (при ручном управлении ?t= 0,5-1,0 с).

Отношение vхол к vраб равно:

где Sц - площадь поперечного сечения цилиндра; Sшт- площадь поперечного сечения штока; D - внутренний диаметр гидроцилиндра;

d - диаметр штока;

ц - отношение активных площадей поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра.

Подставляя последнее выражение в формулу для рабочего цикла, получаем:

При проектировании объёмного гидропривода применяют унифицированные устройства. Для подбора гидроцилиндра используют отраслевую нормаль ОН 22-176-69.

В соответствии с нормалью ОН 22-176-69 принимаем dмин = 50 мм и с учетом L = 800 мм выбираем ц = 1,65.

Скорость рабочего хода поршня при ?t = 1,0с определяем по формуле:

Принимая коэффициент запаса по скорости равным kз.с. == 1,10, получаем:

vp = kз.с. • vраб = 1,10•6,12 = 6,73см / с.

Расчетная мощность гидропривода составит:

Назначение величины рабочего давления и выбор насоса

Величина рабочего давления в системе назначается на основе практических рекомендаций.

Под объемным гидроприводом понимают совокупность устройств, в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин с помощью рабочей жидкости под давлением.

Современный уровень развития строительного и дорожного машиностроения характеризуется широким применением объемного гидравлического привода. Широкое применение гидравлического привода объясняется целым рядом его преимуществ по сравнению с другими типами привода:

1. Высокая компактность при небольших массе и габаритных размерах гидрооборудования по сравнению с массой и габаритными размерами механических приводных устройств той же мощности, что объясняется отсутствием или применением в меньшем количестве таких элементов, как валы, шестеренные и цепные редукторы, муфты, тормоза, канаты и др.

2. Возможность реализации больших передаточных чисел. В объемном гидроприводе с использованием высокомоментных гидромоторов передаточное число может достигать 2000.

3. Небольшая инерционность, обеспечивающая хорошие динамические свойства привода. Это позволяет уменьшить продолжительность рабочего цикла и повысить производительность машины, так как включение и реверсирование рабочих органов осуществляются за доли секунды.

4. Бесступенчатое регулирование скорости движения, позволяющее повысить коэффициент использования приводного двигателя, упростить автоматизацию привода и улучшить условия работы машиниста.

5. Удобство и простота управления, которые обусловливают небольшую затрату энергии машинистом и создают условия для автоматизации не только отдельных операций, но и всего технологического процесса, выполняемого машиной.

6. Независимое расположение сборочных единиц привода, позволяющее наиболее целесообразно разместить их на машине. Насос обычно устанавливают у приводного двигателя, гидродвигатели – непосредственно у исполнительных механизмов, элементы управления – у пульта машиниста, исполнительные гидроаппараты – в наиболее удобном по условиям компоновки месте.

7. Надежное предохранение от перегрузок приводного двигателя, системы привода, металлоконструкций и рабочих органов благодаря установке предохранительных и переливных гидроклапанов.

8. Простота взаимного преобразования вращательного и поступательного движений в системах насос – гидромотор и насос – гидроцилиндр.

9. Применение унифицированных сборочных единиц (насосов, гидромоторов, гидроцилиндров, гидроклапанов, гидрораспределителей, фильтров, соединений трубопроводов и др.), позволяющее снизить себестоимость привода, облегчить его эксплуатацию и ремонт, а также упростить и сократить процесс конструирования машин.

Большинство СДМ – бульдозеры и рыхлители, фронтальные погрузчики и лесопогрузчики, скреперы, автогрейдеры и грейдер-элеваторы, одноковшовые универсальные и многоковшовые траншейные экскаваторы, самоходные краны, дорожные катки, бетоноукладчики, асфальтоукладчики – имеют гидравлический привод рабочих органов.

1 Исходные данные для расчета объемного гидропривода

2 Расчет объемного гидропривода

2.1 Определение мощности гидропривода и насоса
Полезную мощность гидродвигателя возвратно-поступательного действия (гидроцилиндра) N_гдв , кВт, определяют по формуле:

где F – усилие на штоке, кН;

V – скорость движения штока, м/с.

Полезную мощность насоса N_нп , кВт, определяют по формуле:

где k_зу – коэффициент запаса по усилию, учитывающий гидравлические потери давления в местных сопротивлениях и по длине гидролиний, а также потери мощности на преодоление инерционных сил, сил механического трения в подвижных сопротивлениях (1,1…1,2);

k_зс – коэффициент запаса по скорости, учитывающий утечки рабочей жидкости, уменьшение подачи насоса с увеличением давления в гидросистеме (1,1…1,3).

N_нп=1,1·1,1·6=7.26 кВт
2.2 Выбор насоса

Подача насоса Q_н , дм 3 /с, определяют по формуле:

где р_ном – номинальное давление, МПа.

Q_н = 7.26/14,0=3.63 дм 3 /с

Рабочий объем насоса q_н , дм 3 /об, определяют по формуле:

где n_н – частота вращения вала насоса, с -1 (n_н = 2400 об/мин = 40 с -1 ).

Выбираем насос НШ 10-3 по подходящим параметрам р_ном и q_н .

[р_ном = 14 МПа, q_н = 0,012 дм 3 /об ]

По технической характеристике выбранного насоса (Таблица 1) производим уточнение действительной подачи насоса Q_нд , дм 3 /с, по формуле:

где q_нд – действительный рабочий объем насоса, дм 3 /об;

n_нд – действительная частота вращения насоса, с -1 ;

ŋ_об – объемный КПД насоса.

Q_нд = 0,010·12.5·0,92 = 0,23 дм 3 /c

2.3 Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости

Зададимся скоростями движения жидкости

Для всасывающей гидролинии примем V_вс = 0,4 м/с.

Для сливной гидролинии примем V_сл = 3 м/с.

Для напорной гидролинии примем V_нап = 2 м/с.

Расчетное значение диаметра гидролинии d_p , м, определяется по формуле:
(6)

Для всасывающей гидролинии:

По расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии d_p _вс = 27 мм производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра всасывающего трубопровода d_вс= 25 мм.

Значение толщины стенки трубопровода примем 4 мм.

Для сливной гидролинии:

По расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии d_p _сл = 9 мм производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра сливного трубопровода d_сл=10 мм.

Значение толщины стенки трубопровода примем 4 мм.

Для напорной гидролинии:

По расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии d_p _нап = 12 мм производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра напорного трубопровода d_нап=12 мм.

Значение толщины стенки трубопровода примем 4 мм.

Действительная скорость движения жидкости V_жд , м/с, определяется по формуле:
(7)
Для всасывающей гидролинии:

Для сливной гидролинии:

Для напорной гидролинии:

2.4 Расчет потерь давления в гидролиниях

Для напорной гидролинии:

Определяем число Рейнольдса Re по формуле:

d – внутренний диаметр гидролинии, м;

ν – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости, м 2 /с.

Определяем число Рейнольдса в напорной гидролинии по формуле (8):

Так как полученное число Рейнольдса Re = 974 3 .

Выбираем рабочую жидкость МГ-30у

ν =0,000025 м 2 /с ,ρ=890 кг/м 3

Определяем потери давления в местном сопротивлении ∆p_м , МПа, по формуле (11)

где ξ – коэффициент местного сопротивления

ξк-плавное колено(90 ),(5)

Определяем потери давления в напорной гидролинии ∆p , МПа, по формуле (12):

∆p_нап=0,069+0,0086=0,077 МПа
Для сливной гидролинии:

Определяем число Рейнольдса в сливной гидролинии по формуле (8):

Так как полученное число Рейнольдса Re = 1168 Расчет гидроцилиндра

D- диаметр поршня

d- диаметр штока

Определяем диаметр поршня D₁, м, из условия обеспечения заданного усилия F по формуле:

(13)
где F – усилие на штоке, Н.

Определяем диаметр штока d₁, м, по формуле:

Определяем диаметр поршня D₂, м, из условия обеспечения заданной скорости движения штока V по формуле:

где V – скорость движения штока, м/с.

Определяем диаметр штока d₂, м, по формуле:

Находим среднее значение диаметра поршня D, м, по формуле:

Находим среднее значение диаметра штока d, м, по формуле:

По выбранным стандартным значениям диаметров поршня D и штока d определяем действительное усилие F_д , Н, развиваемое гидроцилиндром, по формуле:

р₁ – давление в поршневой полости, Па, (р₂ = ∆ р_сл );

где р₂ – давление в штоковой полости, Па (р₂ = ∆ р_сл ); определяется по формуле:

р₂= 14·10 6 – 0,077·10 6 = 13,92·10 6 Па,

= ( =61048
По выбранным стандартным значениям диаметров поршня D и штока d определяем действительную скорость V_д , м/с, по формуле:

где S_эф – эффективная площадь поршня, м 2 , определяется по формуле:

Сравниваем действительные и заданные параметры по относительным величинам:

где V – заданная скорость штока, м/с.

2.6 Тепловой расчет гидропривода

Определяем гидравлический КПД η_г гидропривода по формуле:

Определяем гидромеханический КПД η_гмн насоса по формуле:

где ŋ_н – полный КПД насоса;

ŋ_обн – объемный КПД насоса.

Определяем гидромеханический КПД η_гм привода по формуле:

где ŋ_гмгц – гидромеханический КПД гидроцилиндра 0,92…0,98.

Определяем количество выделяемого тепла Q_выд , Вт, по формуле:

где ŋ_гм – гидромеханический КПД гидропривода;

k_в – коэффициент продолжительности работы гидропривода (k_в = 0,5);

k_д – коэффициент использования номинального давления (k_д = 0,7).

Определяем количество тепла Q_отв, Вт, отводимого в единицу времени от поверхностей металлических трубопроводов, гидробака при установившейся температуре жидкости, по формуле:

где k_тп – коэффициент теплопередачи от рабочей жидкости в окружающий воздух, Вт/м 2 град (k_тп = 10 Вт/м 2 град);

t_ж – установившаяся температура рабочей жидкости, =40°С;

t₀ – температура окружающего воздуха, =20°С;

S_б – площадь поверхности гидробака, м 2 ;

–суммарная площадь наружной теплоотводящей поверхности трубопроводов, м 2 , которая определяется по формуле:

где S_нап , S_вс , S_сл – площади наружной поверхности трубопроводов напорного, всасывающего, сливного соответственно, м 2 , которые находятся по формуле:

где d_i – внутренний диаметр i-го трубопровода, м;

δ_i – толщина стенки i-го трубопровода, м;

l_i – длина i-го трубопровода, м.

Согласно уравнению теплового баланса Q_выд= Q_отв, тогда:

Объем гидробака V, дм 3 , определяется по формуле:

Минутная подача насоса Q_нд = 13.8 дм 3 /мин.

Так как объем гидробака V 3 , то по формуле площади поверхности гидробака:

Количество отводимого в единицу времени тепла от поверхности гидробака

=14*20*0,83=232.4 Вт

Находим площадь теплообменника:

В курсовой работе был произведен расчет гидросистемы бульдозера. Была выбрана гидроаппаратура, насос, гидроцилиндр и гидробак.

Цель работы:изучение методик расчёта объёмных гидроприводов.

Примеры расчёта основных параметров объёмных гидроприводов

Пример расчёта гидропривода поступательного движения

Исходные данные и условия расчёта

В объёмном гидроприводе (рис. 1)гидроцилиндр 1 диаметром D= 160мм имеет односторонний шток диаметром d = 80мм. Уплотнение поршня и штока в гидроцилиндре — манжетное. Насос 3развивает давление - 10,1 МПа и подачу –

0,15л /с.Падение давления в сливной гидролинии - 0,1МПа, в напорной - 0,2МПа, утечки масла в гидрораспределителе 2 и в гидроклапане 5при манжетном уплотнении поршня и штока- 1 см 3 /с. Принять =0,95.

Определитьусилие F и скорость v, развиваемые штоком гидроцилиндра при его движении вправо и влево.

Рис. 1. Однодвигательный объёмный гидропривод:

1 – гидроцилиндр; 2 – гидрораспределитель; 3 – насос;

4 – бак; 5 – гидроклапан.

Пример решения

1.Определим расход масла гидроцилиндром и давление масла в рабочей полости:

2.Вычислим скорость v и усилие F, развиваемые штоком при его движении: вправо и влево. При манжетном уплотнении поршня и штока в гидроцилиндре принимаем объёмный КПД равным1. Тогда

- для движения влево имеем

- для движения вправо имеем

Пример расчёта гидропривода вращательного движения.

Исходные данные и условия расчёта

В объемном гидроприводе (рис. 2) насос 3при вращении своего приводного вала с частотой n = 1000 мин -1 развивает подачу Q_н = 50 л/мин. Частота вращения приводного вала насоса изменяется от 500 до 3000 мин -1 . Объёмный КПД гидромотора = 0,98. Пренебрегая утечкой масла в гидроаппаратуре, определить пределы регулирования частоты вращения выходного валагидромотора 1 с рабочим объемом V₀ = 100 см 3 .

Рис. 2. Однодвигательный объёмный гидропривод с гидромотором:

1 – гидромотор; 2 – гидрораспределитель; 3 – насос;

4 – бак; 5 – фильтр.

Пример решения

1. Определим рабочий объём насоса:

2. Определим подачу при min и max частотах приводного вала насоса:

При n_пр.в.гм _min = 500 мин -1 имеем:

При n_пр.в.гм _mах = 3000 мин -1 имеем:

3. Определяем пределы регулирования частоты вращения выходного вала гидромотора. Так как утечка масла в гидроаппаратуре отсутствует, то принимаем . Отсюда имеем:

Пример расчёта гидропривода комбинированных движений

Исходные данные и условия расчёта

В многодвигательном объёмном гидроприводе от одного насоса рабочая жидкость (масло) направляется к гидродвигателям (гидромотору и гидроцилиндру). В объёмном гидроприводе (рис. 3) используется гидромотор М с расходом масла q=100 см 3 и гидроцилиндр Ц с манжетным уплотнением поршня диаметром D= 100 мм. Насос Н развивает постоянную подачу Q_н=50 л/мин. С учётом суммарной утечки масла в гидроаппаратуре в количестве 300 см 3 /мин определить:

а). скорость вращения выходного вала гидромотора, когда поршень гидроцилиндра двигается вправо со скоростью v= 2 м/мин;

б). скорость движения вправо поршня гидроцилиндра, когда выходной вал гидромотора вращается с угловой скоростью .

Рис. 3. Многодвигательный объёмный гидропривод:

М – гидромотор; Ц – гидроцилиндр; Р1 – распределитель;

Н – насос; К – клапан; Р2 – распределитель

Пример решения

1. Определим необходимый для гидроцилиндра расход жидкости:

2. Определим необходимый для работы гидромотора расход жидкости:

3. Определим скорость вращения выходного вала гидромотора (когда поршень гидроцилиндра двигается вправо со скоростью v= 2 м/мин):

n = Q_гм /q = 34000 / 100 = 340 мин -1

4. Определим скорость вращения вала гидромотора при :

5. Определим необходимый расход жидкости для работы гидромотора с :

6. Определим необходимую для работы гидроцилиндра подачу насоса:

7. Определим скорость движения вправо поршня гидроцилиндра, когда выходной вал гидромотора вращается с угловой скоростью :

Порядок выполнения работы

1. Ознакомится с исходными данными и условиями расчёта гидроприводов.

2. Изучить порядок расчёта гидроприводов.

3. Изучить формулы определения расхода жидкости, рабочего объёма насоса, скоростей движения исполнительных двигателей и пределов их изменения.

Содержание отчёта

Отчёт должен содержать:

· гидравлические схемы гидроприводов;

· исходные данные и условия расчёта гидроприводов;

· заключение о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Нарисовать гидравлические схемы объёмных гидроприводов.

2. Описать конструкции основных элементов и особенности работы гидроприводов.

3. Описать порядок расчёта гидроприводов.

Список литературы

1. Воронов, С.А. Расчёт и проектирование аксиально-поршневых гидромашин с торцевым распределением жидкости: монография / С.А. Воронов. - Ковров: КГТА, 2003.-112 с.

2. Воронов, С.А. Особенности построения и реализации системы проектирования аксиально-поршневых гидромашин / С. А. Воронов. - Вестник РГАТУ, 2014. - № 1.28. – С.92-97.

3. Никитин, О.Ф. Объёмные гидравлические и пневматические приводы / О.Ф. Никитин, К. М. Холин. – М.: Машиностроение, 1981. – 269 с.

4. Башта, Т. М. Объёмные насосы и гидравлические двигатели гидросистем /Т. М. Башта. – М.: Машиностроение, 1974. – 606 с.

5. Василенко, В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: справочник / В.А. Василенко. – М.: Машиностроение,1983. – 301 с.

6. Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: справочник / В.К. Свешников, А.А. Усов. – М.: Машиностроение, 1982. – 464 с.

7. Воронов, С.А.Расчёт и конструирование объёмных гидромашин и гидропередач: учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. / С.А. Воронов. – Ковров: КГТА, 2012.– 78с.

8. Угинчус, А. А. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / А.А. Угинчус — Л.: ГЭИ, 1970. — 390 с.

9. Орлов, Ю.М. Объёмные гидравлические машины. Конструкция, проектирование, расчёт / Ю.М. Орлов.- М.: Машиностроение,2006.- 223 с.

10. Наземцев, А.С. Пневматические и гидравлические приводы и системы. Часть 2. Гидравлические приводы и системы. Основы. Учебное пособие / А.С. Наземцев, Д.Е. Рыбалченко. - М.: Форум, 2007. - 304с.

11. Воронов, С.А. Расчёт и проектирование аксиально-поршневых гидроприводов: учебное пособие. / С.А. Воронов, О.В. Косорукова. – Ковров: КГТА, 2011. – 102с.

12. Кулагин, А. В. Основы теории и конструирования объёмных гидропередач / А. В. Кулагин, Ю. М. Демидов, В. Н. Прокофьев, Л. А. Кондаков; под ред. В. Н. Прокофьева. – М.: Высшая школа, 1968. – 400 с.

13. Марутов, В.А. Гидроцилиндры. Конструкция и расчёт. / В.А.Марутов, С.А. Павловский. – М.: Машиностроение, 1966 – 172 с.: ил.

14. Учебный курс гидравлики маслянистых жидкостей. Основная ступень. / G.L. Rexroth GmbH, 2000. – 160 с.: ил.

16. Спиридонов, Е.К. Расчёт и проектирование лопастных насосов: Учебное пособие к курсовому проекту / Е.К. Спиридонов, Л.С. Прохасько. – Челябинск: издательство ЮУрГУ, 2003. – 62с.

17. Воронов, С.А. Конструкторско-технологические особенности центробежных насосов: Учебное пособие. / С.А. Воронов, Ю.В. Сергеев. - Ковров: КГТА, 2003.-24 с.

Читайте также: