Расчёт объёмного гидропривода
Проектирование объемной гидропередачи привода рабочего органа строительно-дорожной машины. Разработка принципиальной гидравлической схемы. Описание принципа действия гидропередачи, подбор и назначение ее гидроагрегатов. Расчет диаметра трубопровода.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.10.2011 |
| Размер файла | 3,1 M |
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/
Курсовая работа
"РАСЧЕТ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА"
Содержание
- 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=15000 [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. |
|
|
1 |
|||
|
2 |
|||
|
3 |
|||
|
4 |
|||
|
5 |
|||
|
6 |
|||
|
7 |
|||
|
8 |
|||
|
9 |
|||
|
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 |
16 |
60 |
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 |
|
0 |
|
|
ДСШ 14.56.001 |
36 |
18 |
- |
250 |
0,87 |
1 |
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 |
960 |
0.42-0.58 |
-20 |
200 |
+10…+70 |
4. Подбор и назначение гидроаппаратуры
4.1 Распределитель
Условие подбора: ,
|
Марка |
, МПа |
, л/мин |
, МПа |
|
|
|
Р-20.160. |
16 |
100 |
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 |
16 |
160 |
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 |
70 |
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 |
10 |
16 |
16 |
|
|
[], м/с |
3 |
4,5 |
5,5 |
6 |
Т.к. давление в гидросистеме превышает 16Мпа, значит допустимое значение скорости рабочей жидкости составляет 6м/с.
=0,01386 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:
= 14168 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.
Литература
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.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Обзор приводов и систем управления путевых машин. Расчет параметров привода транспортера. Разработка принципиальной гидравлической схемы машины. Расчет параметров и подбор элементов гидропривода, механических компонентов привода и электродвигателей.
курсовая работа [177,2 K], добавлен 19.04.2011Понятие и назначение гидравлической системы, принцип ее работы и сферы применения, основные элементы и их взаимодействие. Разработка схемы гидравлической системы и ее свойства, предварительный расчет гидропередачи и статистический расчет передачи.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 11.01.2010Описание и принцип работы гидравлической схемы. Определение давлений в полостях нагнетания, слива и силового цилиндра гидропривода. Расчет диаметра трубопровода и скорости движения жидкости. Определение КПД привода при постоянной и цикличной нагрузке.
курсовая работа [964,2 K], добавлен 27.01.2011Разработка принципиальной гидравлической схемы. Тепловой расчет гидропривода. Расчет и выбор гидроцилиндра, гидронасоса, гидроаппаратов и гидролиний. Выбор рабочей жидкости. Расчет внешней характеристики гидропривода. Преимущества гидравлического привода.
курсовая работа [88,8 K], добавлен 23.09.2010Описание схемы и принципа действия гидравлической рулевой машины. Проектирование силового цилиндра и золотникового распределителя. Расчёт скорости движения поршня и расхода жидкости. Определение диаметра сопла. Построение регулировочной характеристики.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 11.12.2021Описание принципа работы экскаватора траншейного цепного и схемы гидропривода. Расчет гидравлической системы и выбор гидроагрегатов. Краткое описание и техническая характеристика выбранных унифицированных гидроагрегатов: фильтры, клапаны, насосы.
курсовая работа [471,1 K], добавлен 02.12.2012Расчет потерь напора на трение в данном отрезке трубы, потерь давления на трение в трубах в магистралях гидропередачи, при внезапном расширении трубопровода. Определение необходимого диаметра отверстия диафрагмы, расхода воды в трубе поперечного сечения.
контрольная работа [295,2 K], добавлен 30.11.2009Принципиальная схема и состав гидросистемы привода конвейера каналокопателя. Расчет и выбор гидродвигателя, насоса, трубопровода. Подбор предохранительного клапана, фильтра и манометра. Вычисление КПД гидропередачи, определение теплового баланса системы.
курсовая работа [883,5 K], добавлен 30.04.2013Назначение и состав гидропривода погрузчика-штабелера. Расчет потребляемой мощности и подбор насосов. Составление структурной гидравлической схемы экскаватора. Выбор фильтра гидросистемы. Расчет потерь давления в гидроприводе и КПД гидропривода.
курсовая работа [875,1 K], добавлен 12.06.2019Принцип работы и назначение гидропривода, сферы его использования и порядок составления принципиальной гидравлической схемы. Ориентировочно-энергетический расчет, выбор оборудования и уплотнения. Определение энергетических потерь, пути их уменьшения.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 13.03.2010
