Розрахунок основних параметрів елементів гідроприводу
Розрахунок конструктивних параметрів елементів гідроприводу (гідроциліндра, насоса і гідроліній). Вибір елементів гідроприводу. Визначення ємкості масляного баку. Розрахунок загального ККД і основних параметрів гідроприводу при його проектуванні.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 18.02.2014 |
| Размер файла | 757,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Українська державна академія залізничного транспорту
Кафедра БКВРМ
Розрахунково-графічна робота
з дисципліни "Гідравлічний привод БКВРМ"
Виконав
студент групи 12-IV-БКМ
Перевірив
проф. Ремарчук Н.П.
2013
Зміст
- 1. Розрахунок конструктивних параметрів елементів гідроприводу і їх вибір з довідкової літератури
- 1.1 Загальні положення
- 1.2 Вхідні дані
- 1.3 Розрахунок параметрів гідроциліндра, насоса і гідроліній
- 1.4 Вибір елементів гідроприводу
- 1.5 Визначення ємкості масляного бака
- 2. Розрахунок загального ККД і основних параметрів гідроприводу при його проектуванні
- 2.1 Визначення втрат тиску у гідроприводі від лінійних опорів
- 2.2 Визначення втрат тиску у гідроприводі від місцевих опорів
- 2.3 Визначення втрат тиску в елементах гідроприводу
- 2.4 Визначення загального коефіцієнта корисної дії гідроприводу на стадії його проектування
- 2.5 Визначення основних показників гідроприводу на стадії його проектування
- Список літератури
1. Розрахунок конструктивних параметрів елементів гідроприводу і їх вибір з довідкової літератури
1.1 Загальні положення
Метою курсової роботи являється закріплення знань з дисципліни "Гідравліка і гідропневмопривод" і поглиблення їх при проектуванні гідроприводу машин з дисципліни "Гідрообладнання будівельних і дорожних машин". Крім того, курсова робота може являтися складовою частиною курсових проектів інших дисциплін, а також дипломного проекту. Для виконання цієї курсової роботи необхідно визначити ряд вхідних даних.
Вхідні дані рекомендується прийняти при виконанні курсового проекту, наприклад, з дисципліни "Машини для земляних робіт" або при виконанні наукової студентської роботи.
1.2 Вхідні дані
Для виконання розрахунку гідроприводу машини (устаткування, стенда) слід встановити такі вихідні дані:
Зусилля, яке передає гідроциліндр - Rц=320 кН;
Швидкість переміщення штока - vш=0,16м/с;
Напрямок переміщення штока - прямий;
В'язкість рідини при сталій температурі - нс=0,66см2/с;
Щільність рідини - с = 920 кг/м3;
Довжини гідроліній і коефіцієнти місцевих опорів на ділянках магістралей: напірна ділянка трубопроводу
=6 - довжина в (м) і =9 - місцеві опори;
виконавча робоча ділянка трубопроводу
=7 - довжина в (м) і =9 - місцеві опори;
виконавча неробоча ділянка трубопроводу
=8 - довжина в (м) і =6 - місцеві опори;
зливна ділянка трубопроводу
=5 - довжина в (м) і =8 - місцеві опори;
ділянки з гнучким трубопроводом
=2 - довжина виконавчої робочої і =1 - виконавчої неробочої ділянок трубопроводу, задається в метрах.
Номінальний тиск у гідроприводі - Рн=16МПа.
Число паралельно працюючих гідроциліндрів, z - 1.
1.3 Розрахунок параметрів гідроциліндра, насоса і гідроліній
Визначення параметрів гідроциліндра
Діаметр поршня гідроциліндра визначимо за формулою:
для прямого ходу штока
,
де - розрахунковий діаметр циліндра, мм;
- зусилля, яке передає шток гідроциліндра, кН;
- номінальний тиск у гідроприводі, МПа;
- коефіцієнт, обумовлений відношенням діаметра штока до діаметра поршня і складає 0,3.0,9 (рекомендується 0,4.0,7);
z - число паралельно працюючих гідроциліндрів.
гідропривод елемент насос гідроциліндр
Рисунок 1.1 - Спрощена гідросхема машини
Отримане значення внутрішнього діаметра необхідно округлити до стандартної величини . Розрахунковий діаметр штока можна визначити по формулі
,
де - коефіцієнт, рекомендоване значення якого приведено вище.
Хід штока (без проведення розрахунку на стійкість) складає
.
Об'єм рідини, який споживається гідроциліндром складає
где - об'єм рідини, який споживається гідроциліндром, дм3/хв;
- швидкість переміщення штока, м/с.
Для забезпечення функціонування гідроциліндрів, з заданими параметрами, необхідно, щоб об'єм рідини, який споживається гідроциліндрами, дорівнював подачі насоса, тобто
.
Використовуючи дане співвідношення, визначимо розрахунковий об'єм робочої камери насоса
,
где пн - номінальна частота обертання вала насоса, хв-1.
см3/об.
На основі розрахункового об'єма робочої камери насосу підбираємо насос 210.20 з об'ємом робочої камери 69см3/об, номінальний тиск 14 МПа, максимальний тиск 32 МПа, частота обертів: максимальна - 1920 об/хв, номінальна - 1500 об/хв, мінімальна - 1200 об/хв; об'ємний ККД - 0,92, гідравлічний - 0,92, загальний - 0,85.
Об'єм рідини (дм3/хв), що проходить через виконавчу неробочу і зливну ділянки трубопроводів, складає:
,
Швидкість течії рідини на різних ділянках гідроприводу складає:
для напірної, виконавчої робочої і виконавчої неробочої ділянок у межах (3.10) м/с, величину якої прийняти самостійно близько до середнього значення і, як правило, рекомендується цю швидкість рідини забезпечити на всіх трьох ділянках, які позначені, як , а швидкість рідини слід позначити, як ; для зливної ділянки в межах (1,4.2) м/с, яка позначена, як , а швидкість рідини слід позначити, як . Тоді, розрахунковий діаметр трубопроводу на цих ділянках, відповідно, складатиме:
для напірної, виконавчої робочої і виконавчої неробочої ділянок
,
для зливної ділянки
,
де - швидкість течії рідини на відповідних ділянках гідроліній, м/с;
- об'єм рідини, що проходить по різним ділянкам гідроліній, дм3/хв.
.
1.4 Вибір елементів гідроприводу
До гідроапаратів відносяться гідророзподільники, клапани та дроселі. Вибір гідроапаратів слід здійснювати з умови забезпечення роботи коли: допускається тиск в гідроапараті не нижче (МПа), (див. вихідні дані); витрати рідини через гідроапарат, близький (більший або менший) від (дм3/хв).
Вибір гідророзподільників.
Для напірної, виконавчої робочої і виконавчої неробочої ділянок вибираємо гідророзподільник з умовним проходом 20 мм, =100 л/хв., =0,65 МПа.
Для зливної - з умовним проходом 20 мм, =100 л/хв., =0,65 МПа.
Вибір зворотного клапана.
Вибираємо зворотній клапан 61200 з підсиленою пружиною: умовний прохід 32мм, =0,15 МПа, =100 л/хв.
Вибір фільтра.
Вибираємо фільтр 1.1-40 з умовним проходом 25 мм, 0,03 МПа, =100 МПа.
1.5 Визначення ємкості масляного бака
Ємність масляного бака встановлюється у залежності від величини об'єму рідини, яка споживається гідроциліндрами , а також від типу машини і від характеру її навантаженності.
,
Приймаємо масляний бак з
2. Розрахунок загального ККД і основних параметрів гідроприводу при його проектуванні
2.1 Визначення втрат тиску у гідроприводі від лінійних опорів
В основу визначення лінійних втрат тиску в гідроприводі використовується метод, який дозволяє визначити той чи інший режим течії рідини по величині параметра . Якщо величина параметра менша за одиницю, то режим течії рідини відповідає ламінарному, а якщо ця величина більша за одиницю або дорівнює одиниці, то режим течії рідини турбулентний. При розрахунках параметра індекс слід замінити на номер конкретної ділянку гідроприводу і скористатись формулами:
для напірної і виконавчої робочої ділянок ,
для виконавчої неробочої ділянки ,
для зливної,
де - діаметр трубопроводу на напірній, виконавчій робочій і виконавчій неробочій ділянках, мм;
- діаметр трубопроводу на зливній ділянці, мм.
,
У загальному вигляді не залежно від призначення ділянки гідроприводу лінійні втрати тиску для жорсткого трубопроводу складають [3]: при ламінарному режимі
,
0,08 МПа
Для ділянки гідроприводу з гнучким трубопроводом лінійні втрати тиску, в загальному вигляді, складають:
при ламінарному режимі
,
при турбулентному режимі
,
де - довжина гнучкого трубопроводу, м.
.
Сумарні лінійні втрати тиску, що залежать від втрат тиску на кожній з ділянок гідроприводу, визначаються за формулами:
на ділянці від насоса до робочої порожнини гідроциліндра
на ділянці від неробочої порожнини гідроциліндра до масляного бака
де - лінійні втрати тиску, які встановлені для жорстких гідроліній на напірній, виконавчій робочій, виконавчій неробочій і зливній ділянках, з урахуванням режиму течії рідини, відповідно, МПа;
- втрати тиску в гнучких гідролініях, які встановлені на виконавчій робочій і виконавчій неробочій ділянках теж з урахуванням режиму течії рідини, відповідно, МПа.
++
2.2 Визначення втрат тиску у гідроприводі від місцевих опорів
У загальному вигляді величини втрат тиску від місцевих опорів не залежно від призначення окремої ділянки гідроприводу, виключаючи гідророзподільники, зворотні клапани і фільтри, для яких в паспортних характеристиках вказуються ці дані, визначаються в загальному вигляді за формулою
,
де - втрати тиску від місцевих опорів на окремій ділянці гідроприводу, МПа; - діаметр трубопроводу на окремій ділянці гідроприводу, мм; - сумарний коефіцієнт місцевих опорів на окремій ділянці трубопроводу. Сумарні втрати тиску від місцевих опорів на ділянці від насоса до робочої порожнини гідроциліндра, як для прямого, так і зворотного напрямку руху штока досягають значення
Сумарні втрати тиску від місцевих опорів на ділянці від неробочої порожнини гідроциліндра до баку визначаються в залежності від напрямку руху штока за формулами:
.
.
2.3 Визначення втрат тиску в елементах гідроприводу
Встановлені заводом виготовлювач параметри вказуються у паспорті на кожний з гідроелементів.
При використанні в гідроприводі, наприклад, гідророзподільника, зворотного клапана і фільтра, якщо величина проходження робочої рідини і її в'язкість, відмінні від зазначених раніше, то втрати тиску в гідроприводі, за достатнім рівнем точності, можуть бути визначені за формулами: на ділянці від насоса до робочої порожнини гідроциліндра
,
на ділянці від неробочої порожнини гідроциліндра до масляного баку
,
де - втрати тиску для гідророзподільника, які встановлені заводом виготовлювачем при номінальному значенні розходу рідини , і в'язкості 0,3±0,03 см2/с, при прямуванні її до робочої порожнини гідроциліндра і від неробочої порожнини гідроциліндра на злив, відповідно, МПа;
- втрати тиску для клапанна і фільтра, які встановлені заводом виготовлювачем при номінальних значеннях розходу рідини , і в'язкості рідини 0,3±0,03 см2/с, відповідно, МПа;
- в'язкість рідини в гідроприводі, (див. вихідні данні), см2/с;
- об'єм рідини, що спрямовується насосом у робочу порожнину гідроциліндра, дм3/хв;
- об'єм рідини, що витісняється з неробочої порожнини гідроциліндра на злив у масляний бак, дм3/хв.
2.4 Визначення загального коефіцієнта корисної дії гідроприводу на стадії його проектування
Основним показником спроектованого гідроприводу є величина загального коефіцієнта корисної дії (ККД). Для вирішення цього питання необхідно виконати наступні дії.
Загальні втрати тиску в гідроприводі на етапі його проектування складають:
на ділянці від насоса до робочої порожнини гідроциліндра
,
на ділянці від неробочої порожнини гідроциліндра до масляного баку
,
де - загальні втрати тиску, обумовлені лінійними і місцевими опорами, а також втратами тиску в гідроелементах на ділянці від насоса до робочої порожнини гідроциліндра, МПа;
- загальні втрати тиску, обумовлені лінійними і місцевими опорами, а також втратами тиску в гідроелементах на ділянці від неробочої порожнини гідроциліндра до масляного баку, МПа.
Площа робочої поверхні поршня складає:
зі сторони без штокової порожнини гідроциліндра
,
зі сторони штокової порожнини гідроциліндра
,
де - діаметр поршня і штока, відповідно, мм.
,
Сумарні внутрішні втрати рідини можуть досягати величини:
,
Використовуючи встановлені вище дані та результати дослідженьзагальний коефіцієнт корисної дії на етапі проектування гідроприводу визначається за формулами:
,
де
- загальні внутрішні втрати рідини в насосі, гідророзподільнику і гідроциліндрі при виконанні штоком гідроциліндра прямого або зворотного ходу, відповідно, дм3/хв; - гідромеханічний ККД насоса,
VК - об'єм робочої камери насоса (див. паспортні дані насоса), см3/об.
2.5 Визначення основних показників гідроприводу на стадії його проектування
Потужність, яку передають гідроциліндр при виконанні прямого або зворотного ходу штока, визначається за формулою
,
де - потужність гідроциліндра, вимірюється в кВт, якщо - кН, а - м/c.
Потужність, яка необхідна для приводу насоса, кВт:
,
.
Момент крутний на валу насоса, Нм:
,
де - тиск, який розвиває насос при виконанні штоком гідроциліндра прямого або зворотного ходу, відповідно, МПа
Тиск, який розвиває насос, можна визначити за формулою:
для прямого напрямку руху штока
,
На основі виконаних розрахунків скласти дані про гідропривід такі, як:
загальний коефіцієнт корисної дії =0,66;
потужність гідроциліндрів =15,5 кВТ;
потужність насоса=25 кВт;
крутний момент на валу насоса, =148 кНм.
Отримані результати є основними показниками спроектованого гідроприводу машини, устаткування або випробувального стенду, на основі яких можна виконувати різноманітні дослідження по впливу в'язкості рідини, конструктивних параметрів трубопроводу та інших параметрів для забезпечення роботи гідроприводу в зоні оптимальних показників.
Список літератури
1. Васильченко В.А., Беркович Ф.М. Гидравлический привод строительных и дорожных машин. - Москва: Стройиздат, 1978. - 166 с.
2. Методические указания к курсовому проекту "Гидрофицированные стреловые самоходные краны" по дисциплине "Подъемно-транспортные машины" для студентов специальности 15.04/Сост. Н.П. Ремарчук, С.В. Козупица. - Харьков: ХАДИ, 1993. - 76 с.
3. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. - Москва: Машиностроение, 1983. - 301 с.
4. Ремарчук Н.П., Босик Д.В., Мудрый А.В. Определение линейных потерь давления в гидроприводе машин // Автомобильный транспорт. Серия "Совершенствование машин для земляных и дорожных работ" Сб. научн. тр. ХГАДТУ Вып.2. Харьков РИО ХГАДТУ, 1999. - с.31-33.
5. Ремарчук Н.П. Оценка качества гидросистем машин на основе определения коэффициента полезного действия // Автомобильный транспорт. Серия "Совершенствование машин для земляных и дорожных работ" Сб. научн. тр. ХГАДТУ Вып.5. Харьков РИО ХГАДТУ, 2000. - с.156-159.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Вибір основних параметрів вагона. Технічне описання конструкції його кузова та рами. Розрахунок осі колісної пари умовним методом. Розрахунок підшипника кочення на довговічність, пружини ресорного підвішування та основних елементів кузова на міцність.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 06.06.2010Основні параметри стрічкового, пластинчастого, скребкового конвеєрів загального призначення: продуктивність, швидкість транспортування, довжина. Розрахунок параметрів гвинтового конвеєра та ковшового елеватора. Загальний розрахунок вібраційного конвеєра.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 14.01.2010Визначення основних масових параметрів автомобіля. Схема загального компонування автомобіля КАМАЗ 43255. Визначення потужності, вибір та обґрунтування типу двигуна, побудова швидкісної зовнішньої характеристики. Визначення типу трансмісії автомобіля.
контрольная работа [356,9 K], добавлен 14.01.2011Загальний опис, характеристики та конструкція суднового двигуна типу 6L275ІІІPN. Тепловий розрахунок двигуна. Схема кривошипно-шатунного механізму. Перевірка на міцність основних деталей двигуна. Визначення конструктивних елементів паливної апаратури.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 14.05.2014Канатні транспортні установки при будівництві підземних споруд (шахт): призначення і класифікація. Характеристика їх основних конструктивних елементів. Визначення параметрів роботи устаткування. Монтаж і експлуатація засобів канатного транспорту.
реферат [933,7 K], добавлен 09.10.2010Призначення і класифікація екскаваторів (землерийних машин), технологія робіт, які виконують за їх допомогою. Будова та конструктивні особливості робочого обладнання та елементів гідроприводу одноковшових екскаваторів 2-ї та 3-ї груп, принцип їх дії.
реферат [9,2 M], добавлен 05.09.2010Основні розрахункові параметри самохідного скрепера. Форми зусиль у вузлах. Розрахунки металоконструкцій арки-хобота скрепера. Розрахунок передній заслонці ковша. Визначення роботи гідроприводу. Виявлення призначення та області застосування нової техніки.
дипломная работа [890,1 K], добавлен 28.11.2008Загальна характеристика теплових двигунів. Розгляд параметрів процесу наповнення двигуна внутрішнього згорання. Розрахунок паливного насоса високого тиску. Обґрунтування вибору матеріалу деталей. Використання уніфікованих та стандартних елементів.
курсовая работа [153,0 K], добавлен 30.03.2014Визначення номінальної частоти обертання валу тягового двигуна у тривалому режимі. Оцінка передаточного числа тягового редуктора. Визначення діаметра ділильного кола зубчастого колеса та нормального модуля зубчастих коліс. Розрахунок точки резонансу.
курсовая работа [452,6 K], добавлен 17.09.2016Визначення площі теплопередавальних поверхонь огорожі кузова вагона. Розрахунок зведеного коефіцієнта теплопередачі огорожі кузова вагона. Опис прийнятої холодильної машини та системи охолодження. Розрахунок основних параметрів поршневого компресора.
курсовая работа [467,3 K], добавлен 06.06.2010
