Расчет гидрооборудования экскаватора ЕТ-20
Техническая характеристика экскаватора ЕТ-20. Расчет гидропривода механизма: максимальное усилие, фактическая скорость и перепад давления на гидроцилиндре в нейтральной позиции, при захвате ковшом грунта и включении распределителя; потери давления.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.09.2012 |
| Размер файла | 485,1 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/
Кафедра: СДМ
КУРСОВАЯ РАБОТА
Тема:
Расчет гидрооборудования экскаватора ЕТ-20
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Техническая характеристика экскаватора
2. Расчет производительности
3. Расчет гидропривода при t=200
3.1 Данные для расчета
3.2 Нейтральная позиция гидрораспределителя
3.2.1 Расчет потерь давления
3.2.2 Потери давления в элементах гидропривода
3.2.3 Потери давления в местных сопротивлениях
3.2.4 Суммарные гидравлические потери в гидроприводе:
3.3 Захват ковшом грунта
3.3.1 Расчет потерь давления в напорной гидролинии:
3.3.2 Потери давления в трубопроводах:
3.3.3 Потери давления в элементах гидропривода
3.3.4 Потери давления в местных сопротивлениях
3.3.5 Суммарные гидравлические потери в гидроприводе:
3.4 Расчет потерь давления в сливной гидролинии:
3.4.1 Потери давления в трубопроводах:
3.4.2 Потери давления в элементах гидропривода
3.4.3 Потери давления в местных сопротивлениях
3.4.5 Суммарные гидравлические потери в сливной гидролинии:
3.5 Расчет фактического усилия на штоке гидроцилиндра
3.6 Высыпание грунта из ковша
3.6.1 Расчет потерь давления в напорной гидролинии:
3.6.2 Потери давления в трубопроводах:
3.6.3 Потери давления в элементах гидропривода
3.6.4 Потери давления в местных сопротивлениях
3.6.5 Суммарные гидравлические потери в гидроприводе:
3.7.1 Расчет потерь давления в сливной гидролинии:
3.7.2 Потери давления в трубопроводах:
3.7.3 Потери давления в элементах гидропривода
3.7.4 Потери давления в местных сопротивлениях
3.7.5 Суммарные гидравлические потери в сливной гидролинии:
3.8 Расчет фактического усилия на штоке гидроцилиндра
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Одноковшовые экскаваторы применяются для механизации земляных работ и относятся к землеройным машинам цикличного действия. Выполняются полноповоротными с вращающейся вокруг вертикальной оси платформой на неограниченный угол и неполноповоротными, когда угол вращения навесного рабочего оборудования в горизонтальной плоскости ограничен обычно до 90°. Поворотная платформа опирается через ролики опорно-поворотного устройства на раму ходовой части. На ее несущих участках устанавливают двигатель и основные рабочие механизмы, а также крепят рабочее оборудование. Неполноповоротными одноковшовые экскаваторы выпускаются обычно на базе пневмоколесных тракторов.
Одноковшовые экскаваторы считаются универсальными по количеству видов сменного рабочего оборудования (как правило, не менее четырех) для выполнения земляных и монтажных работ.
Непосредственно рабочим оборудованием служит та составная часть экскаватора, с помощью которой копают грунт, поднимают груз, перегружают сыпучие материалы и обеспечивают действие гидромолота. Наиболее распространенным составным paбочим оборудованием одноковшовых экскаваторов являются прямая и обратная лопаты. Прямая лопата разрабатывает грунт выше уровня стоянки: ковш, укрепленный на рукояти, копает в направлении от экскаватора. Обратная лопата предназначена для разработки грунта ниже уровня стоянки, когда ковш копает в направлении к экскаватору. К сменным рабочим органам относятся драглайн, грейфер, кран, копер, а также гидромолот, планировочный нож и другое оборудование. По эксплуатационной массе, специализации и унификации они могут быть разделены на полноповоротные экскаваторы производства ОАО «Тверской экскаваторный завод», ЗАО «Ковровский экскаваторный завод», ОАО «КРАНЭКС», ОАО «ТЯЖЭКС» с ковшом вместимостью соответственно 0,65... 1,4 м3; 1,4... 1,8 м3; 1,6...2,65 м3. Основными сборочными единицами и составными частями полноповоротных экскаваторов с гидравлическим приводом являются: силовая установка, гидрооборудование, поворотная платформа, ходовое устройство, а также механизмы вращения поворотной платформы и передвижения экскаватора и рабочее оборудование.
Гидравлические экскаваторы, обладая конструктивными и эксплуатационными преимуществами перед экскаваторами с механическим приводом, практически заменили канатные механические лопаты. Широкое применение гидравлических экскаваторов на большинстве земляных сооружений явилось причиной приведения о них соответствующих справочных данных. При необходимости получения справочных сведений о механических экскаваторах можно обратиться к «Справочнику молодого машиниста экскаватора» издания 1988 г. (Донской В.М. и др.).
Одноковшовый экскаватор на гусеничном ходу ЭО ЕТ-20 предназначен для погрузочно-разгрузочных работ на различных объектах в городском, сельском и транспортном хозяйстве, для землеройных работ при разработке карьеров, рытье котлованов, траншей, и других сооружений в грунтах I-VI категорий и мелкодробленых скальных грунтов с величиной кусков не более 200 мм, а также мерзлых грунтов V-VI категорий, только в случаи их предварительного подогрева.
Основным рабочим оборудованием данного экскаватора является «обратная» лопата, также экскаватор может снабжаться дополнительными видами рабочего оборудования, позволяющими увеличить глубину копания.
Все исполнительные и рабочие механизмы экскаватора имеют гидравлический привод.
Данный экскаватор может эксплуатироваться в умеренном климате при температуре окружающей среды от -40 до +40 градусов.
1. Техническая характеристика
|
Вес, т |
19,5 |
|
|
Емкость ковша (по SAE), м3 |
1,0 (0,65; 0,77) |
|
|
Длина, мм |
9400 |
|
|
Ширина, мм |
2750 |
|
|
Высота, мм |
3180 |
|
|
Двигатель |
Perkins 1104C-44TA |
|
|
Мощность двигателя, л. с. |
123 |
|
|
Продолжительность цикла, с |
18,5 |
|
|
Давление в гидросистеме, MПа |
28 |
|
|
Удельное давление на грунт, кг/см2 |
0,43 |
|
|
Скорость передвижения, км/ч |
2,4 |
Параметры копания экскаватора ЕТ-20
|
Рукоять, м |
2,2 |
2,8 |
3,4 |
|
|
Радиус копания, м |
9,1 |
9,8 |
10,3 |
|
|
Радиус копания на уровне стоянки, м |
8,9 |
9,6 |
10,1 |
|
|
Кинематическая глубина копания, м |
6,0 |
6,6 |
7,2 |
|
|
Высота выгрузки, м |
6,0 |
6,27 |
6,54 |
|
|
Угол поворота ковша (град.) |
177 |
177 |
177 |
|
|
Максимальная емкость ковша (по SAE), м3 |
1,0 |
0,77 |
0,65 |
Геометрия копания экскаваторов ЕТ-20:
Габаритные размеры экскаватора ЕТ-20:
Сменные виды рабочего оборудования:
· Грейфер копающий
· Грейфер погрузочный (пятичелюстной)
· Гидромолот
· Гидроножницы
· Рыхлитель
Грейфер копающий
Грейфер погрузочный
Гидромолот
Гидроножницы
Рыхлитель
2. Расчет производительности
Теоретическую производительность одноковшового экскаватора с обратной лопатой рассчитывается по формуле:
Где V - вместимость ковша экскаватора, м3; tэ - средняя продолжительность цикла, ч.
м3/ч
Техническую производительность одноковшового экскаватора с обратной лопатой рассчитывается по формуле:
Где кn - коэффициент наполнения; кр - коэффициент разрыхления.
м3/ч
Эксплуатационная производительность одноковшового экскаватора с обратной лопатой рассчитывается по формуле:
Где Кв - коэффициент использования по времени, он учитывает время, потребное на регулировку машины, пересмену и подготовка машины к работе (Кв=0,95).
м3/ч
3. Расчет гидропривода при t=-20?С.
3.1 Данные для расчета
Насос 310.3.56.03: qн=56 смі/об nн=1500 об/мин рн=20 МПа ?он=0.95
Рукава высокого давления:
1. РВД1 dy=12 мм L=400 мм
2. РВД3 dy=12 мм L=1000 мм
3. РВД4 dy=12 мм L=1200 мм
4. РВД5 dy=12 мм L=1500 мм
5. РВД8 dy=12 мм L=2050 мм
6. РВД11 dy=20 мм L=1850 мм
7. РВД12 dy=20 мм L=650 мм
Жесткий трубопровод между РВД8 и РВД4 dy=12 мм L=3000 мм
Жесткий трубопровод между РВД4 и РВД5 dy=12 мм L=2000 мм
Масло ВМГЗ:
Кинематическая вязкость V=220*мІ/с
Плотность ю=880 кг/мі
3.2 Нейтральная позиция гидрораспределителя
Номинальное значение подачи рабочей жидкости для насоса марки 310.56 определяется:
Qн=Qном=qн*nн*?он
Где, q- рабочий объем, см?
Nн - частота вращения насоса, об/мин
?он - коэффициент подачи насоса (объемный КПД)
Qн=Qном= м?/с
Предложим, что весь поток жидкости от насоса идет через распределитель, а перепускной клапан с настройкой 20 МПа закрыт.
3.2.1 Расчет потерь давления
Потери давления в трубопроводах
Гидравлические потери определяются для каждого расчетного случая и складываются из потерь давления в трубопроводах, местных сопротивлениях и элементах гидропривода. Различают суммарные гидравлические потери в гидроприводе ДРпр, а также гидравлические потери в напорной ДРн и сливной ДРсл гидролиниях.
Потери давления в РВД-10:
Потери давления на трение при движении жидкости находятся по формуле:
ДРтр =
где л - коэффициент потерь по длине трубопровода;
н - средняя скорость потока жидкости, м/с2;
с - плотность рабочей жидкости, кг/м3;
L и d - длина и внутренний диаметр рассматриваемого участка трубопровода, м.
При ламинарном течении жидкости для жестких трубопроводов
л = 2300
для гибких трубопроводов
л =1600
где Re - число Рейнольдса.
,
где н - средняя скорость потока жидкости, м/с;
х - кинематическая вязкость, м2/с;
d - внутренний диаметр трубопровода.
Среднюю скорость потока жидкости определяем по формуле
где Q - расход жидкости, м3/с;
м/с
- ламинарное
л =
ДРтр = кПа
Потери давления в остальных трубопроводах рассчитываются аналогично.
гидропривод экскаватор давление гидроцилиндр
3.2.2 Потери давления в элементах гидропривода
Гидрораспределители, гдроклапаны, гидрозамки, фильтры. Потери давления в указанных элементах гидропривода приводятся в технических характеристиках, либо их можно определить по их гидравлическим характеристикам при расчетных значениях скорости течения (расхода) и вязкости рабочей жидкости по формуле:
,
где ом.сопр -коэффициент местного сопротивления гидропривода;
для золотникового распределителя оэ=4
Потери давления в распределителе:
м/с
кПа
Потери давления в фильтре:
Для фильтра - оэ=2,5
м/с
кПа
3.2.3 Потери давления в местных сопротивлениях
Потери давления на местных сопротивлениях обусловлены изменением направления или величиной скорости потока. К местным сопротивлениям относятся, например, изгибы трубопроводов, тройники и поворотные соединения, переходники, соединяющие участки труб, входы и выходы из гидроэлементов и т. д.
Где ом.сопр- коэффициент местного сопротивления; в- поправочный коэффициент, учитывающий зависимость потерь на местном сопротивлении от числа Rе при ламинарном режиме течения (при Rе<1600, в=1)
Потери давления в штуцере:
Для штуцера - оэ=0,12
м/с
кПа
3.2.4 Суммарные гидравлические потери в гидроприводе:
Суммарные гидравлические потери в гидроприводе определяются для каждого расчетного случая и складываются из потерь давления в трубопроводах, местных сопротивлениях и элементах гидропривода:
ДРпр = ?ДРтр+?ДРм.сопр +?ДРэ
ДРпр= 53,5•2 + 152,19•2 + 244•2 + 3•2 + 7,3•8 = 1 МПа
Сведем полученные данные в таблицу 1
Таблица 1
Потери давления в нейтральной позиции распределителя
|
Qн, м3/с |
V, м/с |
dy, м |
Re |
л |
О |
ДР, кПа |
Ю, кг/м3 |
, м/с |
||
|
РВД 10 |
1,33•10-3 |
4,24 |
0,02 |
385 |
0,208 |
53,5 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 11 |
1,33•10-3 |
4,24 |
0,02 |
385 |
0,208 |
152,19 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Распределитель |
1,33•10-3 |
11,8 |
0,012 |
4 |
244 |
880 |
||||
|
Фильтр |
1,33•10-3 |
1,66 |
0,032 |
2,5 |
3 |
880 |
||||
|
Штуцер |
1,33•10-3 |
11,8 |
0,012 |
0,012 |
7,3 |
880 |
||||
|
Суммарные гидравлические потери: ДРпр=1 МПа |
3.3 Захват ковшом грунта
Номинальное значение подачи рабочей жидкости для насоса марки 310.56 определяется:
Qн = Qном = qн*nн*?он
Где, q- рабочий объем, см?
nн- частота вращения насоса, об/мин
?он- коэффициент подачи насоса (объемный КПД)
Qн = Qном = м?/с
Предложим, что весь поток жидкости от насоса идет через распределитель, а перепускной клапан с настройкой 20 МПа закрыт.
3.3.1 Расчет потерь давления в напорной гидролинии:
Гидравлические потери определяются для каждого расчетного случая и складываются из потерь давления в трубопроводах, местных сопротивлениях и элементах гидропривода. Различают суммарные гидравлические потери в гидроприводе ДРпр, а также гидравлические потери в напорной ДРн и сливной ДРсл гидролиниях.
3.3.2 Потери давления в трубопроводах:
Потери давления в РВД 8:
Потери давления на трение при движении жидкости находятся по формуле:
ДРтр =
где л - коэффициент потерь по длине трубопровода;
н - средняя скорость потока жидкости, м/с2;
с - плотность рабочей жидкости, кг/м3;
L и d - длина и внутренний диаметр рассматриваемого участка трубопровода, м.
При ламинарном течении жидкости для жестких трубопроводов
л = 2300
для гибких трубопроводов
л =1600
где Re - число Рейнольдса.
,
где н - средняя скорость потока жидкости, м/с;
х - кинематическая вязкость, м2/с;
d - внутренний диаметр трубопровода.
Среднюю скорость потока жидкости определяем по формуле
где Q - расход жидкости, м3/с;
м/с
- ламинарное
л =
ДРтр = кПа
Потери давления в остальных трубопроводах рассчитываются аналогично.
3.3.3 Потери давления в элементах гидропривода
Гидрораспределители, гидроклапаны, гидрозамки, фильтры. Потери давления в указанных элементах гидропривода приводятся в технических характеристиках, либо их можно определить по их гидравлическим характеристикам при расчетных значениях скорости течения (расхода) и вязкости рабочей жидкости по формуле:
,
где ом.сопр -коэффициент местного сопротивления гидропривода;
для золотникового распределителя оэ=4
Потери давления в распределителе:
м/с
кПа
Потери давления в фильтре:
Для фильтра - оэ=2,5
м/с
кПа
Потери давления в гидрозамке ЗМ:
Для гидрозамка - оэ=2,5
м/с
кПа
3.3.4 Потери давления в местных сопротивлениях
Потери давления на местных сопротивлениях обусловлены изменением направления или величиной скорости потока. К местным сопротивлениям относятся, например, изгибы трубопроводов, тройники и поворотные соединения, переходники, соединяющие участки труб, входы и выходы из гидроэлементов и т. д.
Где ом.сопр- коэффициент местного сопротивления; в- поправочный коэффициент, учитывающий зависимость потерь на местном сопротивлении от числа Rе при ламинарном режиме течения (при Rе<1600, в=1)
Потери давления в штуцере:
Для штуцера - оэ=0,12
м/с
кПа
3.3.5 Суммарные гидравлические потери в гидроприводе:
Суммарные гидравлические потери в гидроприводе определяются для каждого расчетного случая и складываются из потерь давления в трубопроводах, местных сопротивлениях и элементах гидропривода:
ДРпр = ?ДРтр+?ДРм.сопр +?ДРэ
ДРпр= 53,5•2 + 152,19 +1298 + 1516 + 759,7 + 1011 + 950 + 633 + 253 +
244•2 + 3 + 47,9 + 7,3•16 = 7282,8 кПа = 7,3 МПа
3.4 Расчет потерь давления в сливной гидролинии:
Расчет рабочей жидкости на выходе гидродвигателя:
При определении расхода рабочей жидкости на выходе из гидроцилиндра следует учитывать его схему включения. При схеме включения с поршневой рабочей полостью используем формулу:
м3/с
3.4.1 Потери давления в трубопроводах:
Потери давления в жестком трубопроводе:
Потери давления на трение при движении жидкости находятся по формуле:
ДРтр =
где л - коэффициент потерь по длине трубопровода;
н - средняя скорость потока жидкости, м/с2;
с - плотность рабочей жидкости, кг/м3;
L и d - длина и внутренний диаметр рассматриваемого участка трубопровода, м.
При ламинарном течении жидкости для жестких трубопроводов
л = 2300
для гибких трубопроводов
л =1600
где Re - число Рейнольдса.
,
где н - средняя скорость потока жидкости, м/с;
х - кинематическая вязкость, м2/с;
d - внутренний диаметр трубопровода.
Среднюю скорость потока жидкости определяем по формуле
где Q - расход жидкости, м3/с;
м/с
- ламинарное
л =
ДРтр = кПа
Потери давления в остальных трубопроводах рассчитываются аналогично.
3.4.2 Потери давления в элементах гидропривода
Гидрораспределители, гдроклапаны, гидрозамки, фильтры. Потери давления в указанных элементах гидропривода приводятся в технических характеристиках, либо их можно определить по их гидравлическим характеристикам при расчетных значениях скорости течения (расхода) и вязкости рабочей жидкости по формуле:
,
где ом.сопр -коэффициент местного сопротивления гидропривода;
для золотникового распределителя оэ=4
Потери давления в распределителе:
м/с
кПа
Потери давления в фильтре Ф2:
Для фильтра - оэ=2,5
м/с
кПа
Потери давления в гидрозамке ЗМ:
Для гидрозамка - оэ=2,5
м/с
кПа
3.4.3 Потери давления в местных сопротивлениях
Потери давления на местных сопротивлениях обусловлены изменением направления или величиной скорости потока. К местным сопротивлениям относятся, например, изгибы трубопроводов, тройники и поворотные соединения, переходники, соединяющие участки труб, входы и выходы из гидроэлементов и т. д.
Где ом.сопр- коэффициент местного сопротивления; в- поправочный коэффициент, учитывающий зависимость потерь на местном сопротивлении от числа Rе при ламинарном режиме течения (при Rе<1600, в=1)
Потери давления в штуцере:
Для штуцера - оэ=0,12
м/с
кПа
3.4.5 Суммарные гидравлические потери в сливной гидролинии:
Суммарные гидравлические потери в гидроприводе определяются для каждого расчетного случая и складываются из потерь давления в трубопроводах, местных сопротивлениях и элементах гидропривода:
ДРпр = ?ДРтр+?ДРм.сопр +?ДРэ
ДРпр =176 + 441 + 662 + 705 + 529 + 1058 + 905 + 107 + 118 + 2,4 + 23,3
+ 3,5•12 = 4,7 МПа
Таблица 3
Напорная гидролиния
|
Qн, м3/с |
V, м/с |
dy, м |
Re |
л |
О |
ДР, кПа |
Ю, кг/м3 |
, м/с |
||
|
РВД 10 |
1,33•10-3 |
4.24 |
0.02 |
385 |
0.208 |
53.5 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 11 |
1,33•10-3 |
4.24 |
0.02 |
385 |
0.208 |
152.19 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 8 |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.124 |
1298 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Жесткий трубопровод |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.099 |
1516 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 4 |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.124 |
759.7 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Жесткий трубопровод |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.099 |
1011 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 5 |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.124 |
950 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 3 |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.124 |
633 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 1 |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.124 |
253 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Распределитель |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
4 |
244 |
880 |
||||
|
Фильтр |
1,33•10-3 |
1.66 |
0.032 |
2.5 |
3 |
880 |
||||
|
Гидрозамок |
1,33•10-3 |
6.6 |
0.016 |
2.5 |
47.9 |
880 |
||||
|
Штуцер |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
0.12 |
7.3 |
880 |
||||
|
Суммарные гидравлические потери в напорной гидролиии ДРпр= 7.3 МПа |
Таблица 4
Сливная гидролиния
|
Qн, м3/с |
V, м/с |
dy, м |
Re |
л |
о |
ДР, кПа |
Ю, кг/м3 |
, м/с |
||
|
РВД 1 |
0.93•10-3 |
8.2 |
0.02 |
447 |
0.179 |
176 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 3 |
0.93•10-3 |
8.2 |
0.02 |
447 |
0.179 |
441 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 5 |
0.93•10-3 |
8.2 |
0.012 |
447 |
0.179 |
662 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Жесткий трубопровод |
0.93•10-3 |
8.2 |
0.012 |
447 |
0.143 |
705 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 4 |
0.93•10-3 |
8.2 |
0.012 |
447 |
0.179 |
529 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Жесткий трубопровод |
0.93•10-3 |
8.2 |
0.012 |
447 |
0.143 |
1058 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 8 |
0.93•10-3 |
8.2 |
0.012 |
447 |
0.179 |
905 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 11 |
0.93•10-3 |
3 |
0.012 |
273 |
0.293 |
107 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Распределитель |
0.93•10-3 |
8.2 |
0.012 |
4 |
118 |
880 |
||||
|
Фильтр |
0.93•10-3 |
1.16 |
0.032 |
2.5 |
2.4 |
880 |
||||
|
Гидрозамок |
0.93•10-3 |
4.6 |
0.016 |
2.5 |
23.3 |
880 |
||||
|
Штуцер |
0.93•10-3 |
8.2 |
0.012 |
0.12 |
3.5 |
880 |
||||
|
Суммарные гидравлические потери в сливной гидролинии: ДРпр= 4.7 МПа |
3.5 Расчет фактического усилия на штоке гидроцилиндра
Фактическое усилие на штоке гидроцилидра определяется в зависимости от схемы включения. С поршневой рабочей полостью:
Rц =[(Pном-ДРн)•FП -ДРсл•FШ]•згм. ц
где ДРн и ДРсл - гидравлические потери соответственно в напорной и сливной гидролиниях;
згм. ц - гидромеханический кпд гидроцилиндра.
Подставляем вычисленные величины и получаем:
кН
3.6 Высыпание грунта из ковша
Номинальное значение подачи рабочей жидкости для насоса марки 310.56 определяется:
Qн = Qном = qн*nн*?он
Где, q- рабочий объем, см?
nн- частота вращения насоса, об/мин
?он- коэффициент подачи насоса (объемный КПД)
Qн = Qном = м?/с
Предложим, что весь поток жидкости от насоса идет через распределитель, а перепускной клапан с настройкой 20 МПа закрыт.
3.6.1 Расчет потерь давления в напорной гидролинии:
Гидравлические потери определяются для каждого расчетного случая и складываются из потерь давления в трубопроводах, местных сопротивлениях и элементах гидропривода. Различают суммарные гидравлические потери в гидроприводе ДРпр, а также гидравлические потери в напорной ДРн и сливной ДРсл гидролиниях.
3.6.2 Потери давления в трубопроводах:
Потери давления в РВД 4:
Потери давления на трение при движении жидкости находятся по формуле:
ДРтр =
где л - коэффициент потерь по длине трубопровода;
н - средняя скорость потока жидкости, м/с2;
с - плотность рабочей жидкости, кг/м3;
L и d - длина и внутренний диаметр рассматриваемого участка трубопровода, м.
При ламинарном течении жидкости для жестких трубопроводов
л = 2300
для гибких трубопроводов
л =1600
где Re - число Рейнольдса.
,
где н - средняя скорость потока жидкости, м/с;
х - кинематическая вязкость, м2/с;
d - внутренний диаметр трубопровода.
Среднюю скорость потока жидкости определяем по формуле
где Q - расход жидкости, м3/с;
м/с
- ламинарное
л =
ДРтр = кПа
Потери давления в остальных трубопроводах рассчитываются аналогично.
3.6.3 Потери давления в элементах гидропривода
Гидрораспределители, гдроклапаны, гидрозамки, фильтры. Потери давления в указанных элементах гидропривода приводятся в технических характеристиках, либо их можно определить по их гидравлическим характеристикам при расчетных значениях скорости течения (расхода) и вязкости рабочей жидкости по формуле:
,
где ом.сопр -коэффициент местного сопротивления гидропривода;
для золотникового распределителя оэ=4
Потери давления в распределителе:
м/с
кПа
Потери давления в фильтре:
Для фильтра - оэ=2,5
м/с
кПа
Потери давления в гидрозамке ЗМ:
Для гидрозамка - оэ=2,5
м/с
кПа
3.6.4 Потери давления в местных сопротивлениях
Потери давления на местных сопротивлениях обусловлены изменением направления или величиной скорости потока. К местным сопротивлениям относятся, например, изгибы трубопроводов, тройники и поворотные соединения, переходники, соединяющие участки труб, входы и выходы из гидроэлементов и т. д.
Где ом.сопр- коэффициент местного сопротивления; в- поправочный коэффициент, учитывающий зависимость потерь на местном сопротивлении от числа Rе при ламинарном режиме течения (при Rе<1600, в=1)
Потери давления в штуцере:
Для штуцера - оэ=0,12
м/с
кПа
3.6.5 Суммарные гидравлические потери в гидроприводе:
Суммарные гидравлические потери в гидроприводе определяются для каждого расчетного случая и складываются из потерь давления в трубопроводах, местных сопротивлениях и элементах гидропривода:
ДРпр = ?ДРтр+?ДРм.сопр +?ДРэ
ДРпр= 53,5•2 + 152,19 + 1298 +1516 + 759,7 + 1011 + 950 + 633 + 253 +
244•2 + 3 + 47,9 + 7,3•16= 7282,8 кПа = 7,3 МПа
3.7.1 Расчет потерь давления в сливной гидролинии:
Расчет рабочей жидкости на выходе гидродвигателя:
При определении расхода рабочей жидкости на выходе из гидроцилиндра следует учитывать его схему включения. При схеме включения со штоковой рабочей полостью используем формулу:
м3/с
3.7.2 Потери давления в трубопроводах:
Потери давления в РВД 5:
Потери давления на трение при движении жидкости находятся по формуле:
ДРтр =
где л - коэффициент потерь по длине трубопровода;
н - средняя скорость потока жидкости, м/с2;
с - плотность рабочей жидкости, кг/м3;
L и d - длина и внутренний диаметр рассматриваемого участка трубопровода, м.
При ламинарном течении жидкости для жестких трубопроводов
л = 2300
для гибких трубопроводов
л =1600
где Re - число Рейнольдса.
,
где н - средняя скорость потока жидкости, м/с;
х - кинематическая вязкость, м2/с;
d - внутренний диаметр трубопровода.
Среднюю скорость потока жидкости определяем по формуле
где Q - расход жидкости, м3/с;
м/с
- ламинарное
л =
ДРтр = кПа
Потери давления в остальных трубопроводах рассчитываются аналогично.
3.7.3 Потери давления в элементах гидропривода
Гидрораспределители, гдроклапаны, гидрозамки, фильтры. Потери давления в указанных элементах гидропривода приводятся в технических характеристиках, либо их можно определить по их гидравлическим характеристикам при расчетных значениях скорости течения (расхода) и вязкости рабочей жидкости по формуле:
,
где ом.сопр -коэффициент местного сопротивления гидропривода;
для золотникового распределителя оэ=4
Потери давления в распределителе:
м/с
кПа
Потери давления в фильтре Ф2:
Для фильтра - оэ=2,5
м/с
кПа
Потери давления в гидрозамке ЗМ:
Для гидрозамка - оэ=2,5
м/с
кПа
3.7.4 Потери давления в местных сопротивлениях
Потери давления на местных сопротивлениях обусловлены изменением направления или величиной скорости потока. К местным сопротивлениям относятся, например, изгибы трубопроводов, тройники и поворотные соединения, переходники, соединяющие участки труб, входы и выходы из гидроэлементов и т. д.
Где ом.сопр- коэффициент местного сопротивления; в- поправочный коэффициент, учитывающий зависимость потерь на местном сопротивлении от числа Rе при ламинарном режиме течения (при Rе<1600, в=1)
Потери давления в штуцере:
Для штуцера - оэ=0,12
м/с
кПа
3.7.5 Суммарные гидравлические потери в сливной гидролинии:
Суммарные гидравлические потери в гидроприводе определяются для каждого расчетного случая и складываются из потерь давления в трубопроводах, местных сопротивлениях и элементах гидропривода:
ДРпр = ?ДРтр+?ДРм.сопр +?ДРэ
ДРпр =360 + 900 + 1350 + 1428 + 1080 + 2142 + 1845 + 214 + 497•2 + 6 +
97 + 15•12 = 10,6 МПа
Таблица 4
Напорная гидролиния
|
Qн, м3/с |
V, м/с |
dy, м |
Re |
л |
о |
ДР, кПа |
Ю, кг/м3 |
, м/с |
||
|
РВД 10 |
1,33•10-3 |
4.24 |
0.02 |
385 |
0.208 |
53.5 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 11 |
1,33•10-3 |
4.24 |
0.02 |
385 |
0.208 |
152.19 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 8 |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.124 |
1298 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Жесткий трубопровод |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.099 |
1516 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 4 |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.124 |
759.7 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Жесткий трубопровод |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.099 |
1011 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 5 |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.124 |
950 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 3 |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.124 |
633 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 1 |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
646 |
0.124 |
253 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Распределитель |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
4 |
244 |
880 |
||||
|
Фильтр |
1,33•10-3 |
1.66 |
0.032 |
2.5 |
3 |
880 |
||||
|
Гидрозамок |
1,33•10-3 |
6.6 |
0.016 |
2.5 |
47.9 |
880 |
||||
|
Штуцер |
1,33•10-3 |
11.8 |
0.012 |
0.12 |
7.3 |
880 |
||||
|
Суммарные гидравлические потери в напорной гидролиии ДРпр= 7.3 МПа |
Таблица 5
Сливная гидролиния
|
Qн, м3/с |
V, м/с |
dy, м |
Re |
л |
о |
ДР, кПа |
Ю, кг/м3 |
, м/с |
||
|
РВД 1 |
1.9•10-3 |
16.8 |
0.02 |
916 |
0.087 |
360 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 3 |
1.9•10-3 |
16.8 |
0.02 |
916 |
0.087 |
900 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 5 |
1.9•10-3 |
16.8 |
0.012 |
916 |
0.087 |
1350 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Жесткий трубопровод |
1.9•10-3 |
16.8 |
0.012 |
916 |
0.069 |
1428 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 4 |
1.9•10-3 |
16.8 |
0.012 |
916 |
0.087 |
1080 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Жесткий трубопровод |
1.9•10-3 |
16.8 |
0.012 |
916 |
0.069 |
2142 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 8 |
1.9•10-3 |
16.8 |
0.012 |
916 |
0.087 |
1845 |
880 |
220•10-6 |
||
|
РВД 11 |
1.9•10-3 |
6 |
0.012 |
545 |
0.146 |
214 |
880 |
220•10-6 |
||
|
Распределитель |
1.9•10-3 |
16.8 |
0.012 |
4 |
497 |
880 |
||||
|
Фильтр |
1.9•10-3 |
2.4 |
0.032 |
2.5 |
6 |
880 |
||||
|
Гидрозамок |
1.9•10-3 |
9.4 |
0.016 |
2.5 |
97 |
880 |
||||
|
Штуцер |
1.9•10-3 |
16.8 |
0.012 |
0.12 |
15 |
880 |
||||
|
Суммарные гидравлические потери в сливной гидролинии: ДРпр= 10,6 МПа |
3.8 Расчет фактического усилия на штоке гидроцилиндра
Фактическое усилие на штоке гидроцилидра определяется в зависимости от схемы включения. Со штоковой рабочей полостью:
Rц =[(Pном-ДРн)•Fш -ДРсл•Fп]•згм. ц
где ДРн и ДРсл - гидравлические потери соответственно в напорной и сливной гидролиниях;
згм. ц - гидромеханический кпд гидроцилиндра.
Подставляем вычисленные величины и получаем:
кН
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте был рассмотрен экскаватор ЕТ - 20. Было изучена техническая характеристика экскаватора. При выполнении курсового проекта был проведен поверочный расчет гидропривода механизма захвата ковшом грунта при t=-20?C:
· при включении распределителя в нейтральную позицию
· при включении распределителя на две рабочие положения золотника распределителя
В результате расчетов были получены фактический максимальное усилие гидроцилиндра, фактическая скорость и перепад давления на гидроцилиндре.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Техническое обслуживание и ремонт дорожно-строительных машин: Учеб. пособие для нач. проф. образования / М.Д. Полосин, Э.Г. Ронинсон. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 352 с.
2. Машинист дорожных и строительных машин: Учеб. пособие для нач. проф. образования / Митрофан Дмитриевич Полосин. - М.: Издательский центр «Академия», 2002. - 288 с.
3. Стандарт предприятия СТП КГТУ 01-06
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Назначение 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 12.06.2019Определение размеров базы одноковшового экскаватора. Расчет элементов рабочего оборудования и гидроцилиндров. Анализ схемы усилий, действующих на оборудование прямой лопаты гидравлического экскаватора. Проверка устойчивости экскаватора к опрокидыванию.
курсовая работа [864,8 K], добавлен 09.06.2016Расчет объемного гидропривода универсального одноковшового экскаватора. Описание принципиальной гидравлической схемы. Выбор насоса. Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости, потерь давления в гидролиниях, гидроцилиндров.
курсовая работа [69,3 K], добавлен 19.02.2014Техническая характеристика, устройство, назначение и работа экскаватора. Расчет активных и реактивных сил и давлений в гидроцилиндрах рабочего оборудования при копании гидроцилиндром ковша. Определение технической производительности экскаватора.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 27.10.2022Определение давления в гидроцилиндре. Вычисление диаметра, штока поршня и длины его хода. Потери давления в гидросистеме по всасывающей, нагнетательной и сливной линии. Потери давления из-за местных сопротивлений и установки гидроарматуры в трубопроводах.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 04.05.2014Расчёт нерегулируемого объёмного гидропривода возвратно-поступательного движения. Определение расчётного давления в гидросистеме, расхода рабочей жидкости в гидроцилиндре, потребной подачи насоса. Выбор гидроаппаратуры. Тепловой расчёт гидросистемы.
курсовая работа [166,7 K], добавлен 06.02.2011Обзор существующих конструкций. Тяговый расчет экскаватора. Расчет на прочность, гидроцилиндра тяги, гидромолота, устойчивости экскаватора с рыхлительным оборудованием. Определение капитальных затрат, годовой эксплуатационной производительности машины.
дипломная работа [729,2 K], добавлен 09.02.2009Гидравлический расчет статических характеристик гидропривода с машинным регулированием. Выбор управляющего устройства давления. Расчет и выбор трубопроводов. Расчет потерь давления и мощности в трубопроводе. Определение теплового режима маслобака.
курсовая работа [122,4 K], добавлен 26.10.2011Кинематическая схема ходового механизма экскаватора. Определение геометрических размеров зубчатых колес и их кинематических параметров. Расчет мощности на валах механизма. Определение крутящих моментов на валах передачи. Промежуточный вал редуктора.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 25.02.2011Расчёт рабочих, геометрических параметров и выбор насоса, типоразмеров элементов гидропривода. Определение расхода рабочей жидкости проходящей через гидромотор. Характеристика перепада и потерь давления, фактического давления насоса и КПД гидропривода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.06.2011
