Т_с = ц· F_ш·у_т.ш, (69)

где ц - коэффициент продольного изгиба в зависимости от предела текучести материала штока и приведенной гибкости гидроцилиндра.

Коэффициент продольного изгиба находим по таблице ц = 0,775 [2,с. 72].

Т_с = 0,775 · 0.000201·470 ·10⁶ = 7321 Н;

Т_с = Т_кр.

;

Условие устойчивости выполнено n₁ ? [n₁].



11. Тепловой расчет гидросистемы

В процессе эксплуатации гидросистем масло нагревается. Основной причиной нагрева является наличие гидравлических сопротивлений в системе гидропривода. С возрастанием температуры жидкости интенсифицируется процесс окисления масла, выпадают сгустки смол и шлама, что нарушает нормальную работу гидросистемы. Обычно принимают максимально допустимую температуру масла в баке 55-60°С.

Для установившегося теплового режима температурный перепад в ?T определится по формуле [2, с. 52]:

?T = , (70)

?N_пот - потерянная мощность, кВт;

F₁ - поверхность теплопередачи, м²;

K₁ - коэффициент теплопередачи участка, кВт/ м^{2. 0}С [2, табл.8];

Потерянная мощность в кВт определяется по формуле [2, с. 52]:

N_пот =N_вх(1 - ?), (71)

N_пот =14,5·(1 - 0,082) = 13,31 кВт;

Нахожу температурный перепад:

?T = = 62°С

С другой стороны температурный перепад определится по формуле [2, с. 52]:

(72)

где - установившаяся температура масла в баке,

- температура окружающего воздуха, .

Установившаяся температура масла не превышает 60



12. Расчет механической и регулировочной характеристик привода

Возможности разработанной гидравлической схемы могут быть оценены путем построения регулировочной и механической характеристик гидропривода. Эти характеристики увязывают три основных параметра гидросистемы:

· Скорость движения выходного звена V;

· Нагрузку на выходном звене R;

· Параметр регулирования дросселя U_др.

Скорость движения выходного звена определяется по формуле, м/с [2, с. 53]:

V = , (73)

где Q_п - фактический полезный расход жидкости, затрачиваемый на совершение рабочих движений, м³/с.

Расход жидкости Q_п на совершение рабочих движений зависит от способа регулирования гидропривода, типа привода и места установки дросселя в гидросистему.

При дроссельном способе регулирования, когда дроссель установлен параллельно гидродвигателю (для гидросхемы с гидроцилиндром), м³/с [2, с. 54]:

, (74)

где - суммарные потери давления, МПа;

Q_ц - расход гидроцилиндра, м³/с;

Q_др - расход жидкости дросселем, м³/с;

a_п5 - градиент утечек.

Градиент утечек a_п5 определяют по формуле [2, с. 56]:

a_п5 = a_кл + a_р + a_м + a_н, (75)

где a_кл - градиент утечек в клапане;

a_р - градиент утечек в распределителе;

a_м - градиент утечек в гидромоторе;

a_н - градиент утечек в насосе.

Градиент утечек отдельного элемента определяется по формуле [2, с. 56]:

a = , (76)

Градиент утечек в насосе:

a_н = = 0,00000528;

a_м = = 0,00000374;

a_р = = 0,00000748;

a_кл = = 0,00000672;

Отсюда, полный градиент утечек равен:

a_п5 = a_н + a_м + a_р + a_кл =0,00002322

Расход жидкости дросселя определяют по формуле, м³/с [2, с. 54]:

Q_др = µ· f_мах· U_др·, (77)

где f_мах - максимальное значение величины расходного окна дросселя, м²;

µ= 0,62 - коэффициент расхода жидкости;

? p_др - перепад давления на дросселе, Па.

Перепад давления в дросселе при установке дросселя параллельно гидродвигателю (для гидросхемы с гидроцилиндром), МПа [2, с. 55]:

?p_др = ?p_нм +?p_ц + +?p_сл· - ?p_сл, (78)

где ?p_сл = 0,01252+0,008578125+0,03374+0,21378+0,02194+0,088771875 = 0,37906 МПа = 379060 Па.

Потери давления на гидроцилиндре определю по формуле:

?p_ц = , (79)

?p_ц = = 208,6378 Па = 0,000208 МПа.

Найду потери давления на дросселе при R=0:

?p_др= 443560+208,6378 + +379060· - 379060 = 348885 Па=0,3488 МПа;

Найду потери давления на дросселе при R=1,5:

?p_др= 443560+208,6378 + +379060· - 379060 = 350753 Па = 0,3507 МПа;

Найду потери давления на дросселе при R=3:

?p_др= 443560+208,6378 + +379060· - 379060 =352621 Па = 0,3526 МПа;

Найду потери давления на дросселе при R=4,5:

?p_др= 443560+208,6378 + +379060· - 379060 = 354489Па = 0,3544 МПа;

Найду потери давления на дросселе при R=6:

?p_др= 443560+208,6378 + +379060· - 379060 = 356357 Па = 0,3563 МПа.

Определю расход жидкости на дросселе при R=0:

U=0; Q_др1= 0м³/с.

При U=0,25:

Q_др2 = 0,62· 0,0000038· 0,25· = 0,00001640 м³/с;

При U=0,5:

Q_др3 = 0,62· 0,0000038· 0,5· = 0,00003280 м³/с;

При U=0,75:

Q_др4 = 0,62· 0,0000038· 0,75· = 0,0000492 м³/с;

При U=1:

Q_др5 = 0,62· 0,0000038· 1· = 0,00006560 м³/с.

Определю расход жидкости на дросселе при R=1,5:

U=0; Q_др1= 0м³/с.

При U=0,25:

Q_др2 = 0,62· 0,0000038· 0,25· = 0,00001644 м³/с;

При U=0,5:

Q_др3 = 0,62· 0,0000038· 0,5· = 0,00003288 м³/с;

При U=0,75:

Q_др4 = 0,62· 0,0000038· 0,75· = 0,00004933 м³/с;

При U=1:

Q_др5 = 0,62· 0,0000038· 1· = 0,00006577 м³/с.

Определю расход жидкости на дросселе при R=3:

При U=0; Q_др1= 0м³/с.

При U=0,25:

Q_др2 = 0,62· 0,0000038· 0,25· = 0,00001648 м³/с;

При U=0,5:

Q_др3 = 0,62· 0,0000038· 0,5· = 0,00003297 м³/с;

При U=0,75:

Q_др4 = 0,62· 0,0000038· 0,75· = 0,00004946 м³/с;

При U=1:

Q_др5 = 0,62· 0,0000038· 1· = 0,00006595 м³/с.

Определю расход жидкости на дросселе при R=4,5:

При U=0; Q_др1= 0м³/с.

При U=0,25:

Q_др2 = 0,62· 0,0000038· 0,25· = 0,00001653 м³/с;

При U=0,5:

Q_др3 = 0,62· 0,0000038· 0,5· = 0,00003306 м³/с;

При U=0,75:

Q_др4 = 0,62· 0,0000038· 0,75· = 0,00004959 м³/с;

При U=1:

Q_др5 = 0,62· 0,0000038· 1· = 0,0000662 м³/с.

Определю расход жидкости на дросселе при R=6:

U=0; Q_др1= 0м³/с.

При U=0,25:

Q_др2 = 0,62· 0,0000038· 0,25· = 0,00001657 м³/с;

При U=0,5:

Q_др3 = 0,62· 0,0000038· 0,5· = 0,00003314 м³/с;

При U=0,75:

Q_др4 = 0,62· 0,0000038· 0,75· = 0,00004972 м³/с;

При U=1:

Q_др5 = 0,62· 0,0000038· 1· = 0,00006629 м³/с.

Рассчитаю фактический полезный расход жидкости, затрачиваемый на совершение рабочих движений, м³/с:

При R=0:

Q_п1 = = 0,00019893м³/с;

Q_п2 = = 0,0001825 м³/с;

Q_п3 = = 0,0001666 м³/с;

Q_п4 = = 0,0001497 м³/с;

Q_п5 = = 0,0001333 м³/с;

При R=1,5:

Q_п1 = = 0,00019893м³/с;

Q_п2 = = 0,0001824 м³/с;

Q_п3 = = 0,0001660 м³/с;

Q_п4 = =0,0001495 м³/с;

Q_п5 = =0,0001331 м³/с;

При R=3:

Q_п1 = =0,00019893м³/с;

Q_п2 = =0,0001824 м³/с;

Q_п3 = =0,00018562 м³/с;

Q_п4 = =0,0001494 м³/с;

Q_п5 = =0,0001329 м³/с;

При R=4,5:

Q_п1 = =0,00019893м³/с;

Q_п2 = =0,0001823 м³/с;

Q_п3 = =0,0001658 м³/с;

Q_п4 = =0,0001493 м³/с;

Q_п5 = =0,0001327 м³/с;

При R=6:

Q_п1 = =0,00019893м³/с;

Q_п2 = =0,0001823 м³/с;

Q_п3 = =0,0001657 м³/с;

Q_п4 = =0,0001492 м³/с;

Q_п5 = =0,0001326 м³/с;

Рассчитаю скорость движения для выходного звена при R=0:

V₁ = = 0,33 м/с;

V₂ = = 0,30287 м/с;

V₃ = = 0,27531м/с;

V₄ = = 0,24775 м/с;

V₅ = = 0,22019 м/с;

Рассчитаю скорость движения для выходного звена при R=1,5:

V₁ = = 0,330 м/с;

V₂= = 0,30279 м/с;

V₃ = = 0,27516 м/с;;

V₄ = = 0,24754 м/с;

V₅ = = 0,2199 м/с;

Рассчитаю скорость движения для выходного звена при R=3:

V₁ = = 0,33044 м/с;

V₂ = = 0,30272 м/с;

V₃ = = 0,27501 м/с;

V₄ = = 0,24732 м/с;

V₅ = = 0,21961 м/с;

Рассчитаю скорость движения для выходного звена при R=4,5:

V₁ = = 0,33044 м/с;

V₂ = = 0,30265 м/с;

V₃ = = 0,27488 м/с;

V₄ = = 0,24711 м/с;

V₅ = = 0,21933 м/с;

Рассчитаю скорость движения для выходного звена при R=6:

V₁ = = 0,33044 м/с;

V₂ = = 0,30257 м/с;

V₃ = = 0,27473 м/с;

V₄ = = 0,24689 м/с;

V₅ = = 0,21905 м/с.

Вычислив значения V при изменении R от нуля до максимального значения для нескольких значений U, построю механическую характеристику V=f(R) и V=f(U). Для удобства результаты вычислений сведу в таблицу 2.



Таблица 2

Таблица 2

результаты вычислений

Нагрузка на выходном звене, R, кН	Скорость движения выходного звена V, м/с
	U = 0	U = 0,25	U = 0,5	U = 0,75	U = 1
0	0,33	0,30287	0,27531	0,24775	0,22019
1,5	0,3304	0,30279	0,27516	0,24754	0,2199
3	0,33044	0,30272	0,27501	0,24732	0,21961
4,5	0,33044	0,30265	0,27488	0,24711	0,21933
6	0,33044	0,30257	0,27473	0,24689	0,21905

На рисунке 13 изображена механическая характеристика зависимости скорости движения выходного звена V от нагрузки на входном звене R:

Рис. 13 механическая характеристика зависимости скорости движения выходного звена от нагрузки на входном звене

На рисунке 14 изображена регулировочная характеристика зависимости скорости движения входного звена V от параметра регулирования дросселя U_др:

Рис. 14 регулировочная характеристика зависимости скорости движения входного звена от параметра регулирования дросселя



13. Список литературы

1. Суслов, Н. М., Лагунова Ю.А. Объемные гидравлические машины гидро- и пневмопривод / Н. М. Суслов, Ю. А. Лагунова. Екатеринбург, Издательство УГГУ, 2010. 345 с.

2. Суслов, Н. М. Проектирование и расчет объемного гидропривода: Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы / Н. М. Суслов. Екатеринбург, УГГУ, 2018. 69 с.

3. Ковалевский, В. Ф. Справочник по гидроприводам горных машин / В. Ф. Ковалевский [и др.]. М., Недра, 1973. 504 с.

4. Суслов, Н. М. Инструкция по оформлению пояснительной записки к курсовому и дипломному проектам для студентов специальности 230301- «Технология транспортных процессов» / Н. М. Суслов. Екатеринбург, Издательство УГГУ, 2016. 19 с.

Размещено на Allbest.ru