Расчет объемного гидропривода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования РФ

Тверской государственный технический университет

Кафедра гидравлики, теплотехники и гидропривода

Контрольная работа

по дисциплине: Гидравлические и пневматические системы

тема: Расчет объемного гидропривода

Тверь, 2012

Введение

Настоящее методическое указание составлено для студентов механических специальностей дневной и заочной форм обучения, выполняющих курсовую работу по теме: расчет объемного гидропривода.

Цель выполнения работы является закрепление теоретических знаний и получение практических навыков по расчету и проектированию объемных гидропередач.

Контрольная работа включает в себя следующие разделы:

· Задание

· Гидравлическую схему гидропередачи

· Предварительный расчет гидропривода

· Выбор насосов и гидродвигателей

· Выбор рабочей жидкости

· Выбор гидроаппаратуры

· Расчет и назначение трубопроводов системы гидропередачи

· Гидравлический расчет системы гидропередачи

· Поверочный расчет гидропередачи и определение режима ее работы

· Тепловой расчет в рабочем режиме гидропередачи

· Заключение о работоспособности

Расчтно-пояснительная записка выполняется на листах формата А4, графики и характеристики на миллиметровой бумаге.

На титульном листе приводится название министерства, университета, кафедры, название работы, фамилия и инициалы студента, факультет и группа, руководитель работы, должность, фамилия и инициалы. Рукописный текст записки выполняется чернилами с одной стороны листа. Машинописный формат текста Times New Roman 14. Допускается ксерокопирование рисунков сложных конструкций гидравлических агрегатов и устройств. При проведении расчетов формулы должны быть приведены в буквенной форме, а название параметров объяснены в тексте перед подстановкой числовых данных и вычислений. Обозначение в формулах и схемах должны строго соответствовать друг другу. Ссылки на литературные источники, ГОСТы выделяются квадратными скобками и должны соответствовать списку литературы, приводимому в конце записки.

1. Исходные данные для расчета гидропривода

Рассчитать и спроектировать объемную гидропередачу привода рабочего органа строительно-дорожной машины по следующим данным:

Давление гидропередачи, .

Усилие на рабочем органе машины F=140 [кН].

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.

2.1 Выбор схемы: открытая, закрытая

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 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:

N_г.п. = [Вт];

N_г.п. = [Вт];

Расход гидропередач:

Q_г.п. = [м³/с]

Q_г.п. = [м³/с] =44,8 л/мин

Основные гидравлические параметры гидропередачи:

; ; .

4. Подбор и назначение гидроагрегатов передачи

4.1 Подбор гидравлического насоса

Условия назначения насоса: p насоса. p г.п; Q насоса. Q г.п; Nнасоса N г.п.

Исходя из данных условий, выбираем насос типа НАР 40/200 .

Насосы типа НА

^/

Назначение. Регулируемые аксиально-поршневые насосы типа НА предназначены для подачи масла под давлением до 22 МПа в гидросистемы различных машин и агрегатов. В зависимости от вида управления подачей насосы имеют следующие четыре исполнения:

НАР - с механизмом ручного регулирования подачи и переменным направлением потока масла;

НАС - со следящим гидравлическим механизмом регулирования подачи и переменным направлением потока масла;

НА4М - с механизмом электрогидравлического регулирования подачи и переменным направлением потока масла;

НАД - с регулятором мощности с постоянным направлением потока масла;

НАД1 - с регулятором давления с постоянным направлением потока масла.

,

- перепад на распределителе (гидравлические потери)

- коэффициент местного сопротивления распределителя

5.1.1 Назначение и устройство распределителя Р-16

гидропривод схема насос двигатель

Гидрораспределитель секционный Р-16 предназначен для управления пуском, остановкой, направления потока рабочей жидкости и предохранения гидросистемы от перегрузки давлением. Область применения - в гидравлических системах: тракторов, сельскохозяйственных, дорожных и других мобильных машин.

5.2 Клапан предохранительный

Условие подбора:

,

5.2.1 Клапаны предохранительные с переливным золотником. Назначение, устройство и принцип действия

Клапаны предохранительные с переливным золотником (рис) 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.

5.3 Подбор фильтра, подбирается по чистоте фильтрации, а также из условия

-перепад давления на фильтре, при котором обеспечивается нужный расход (пропускная способность фильтра при давление);

_ф- коэффициент местного сопротивления фильтра;

- плотность рабочей жидкости [Индустриальное 12 (ГОСТ 1707-51)]

Фильтры напорные типа ФГМ 32

Назначение. Фильтры напорные типа ФГМ 32 предназначены для очистки минеральных масел от механических примесей при температуре от 0 до 80 C. Диапазон температур окружающей среды от минус 40 до плюс 40 C. Используются в станочном оборудовании, в прессовых, дорожно-строительных и других машинах.

Фильтры иготавливаются 4 габаритов на номинальное давление 32МПа: 1ФГМ, 2ФГМ, 3ФГМ, 4ФГМ. Тонкость фильтрации: 5, 10, 25, 40 мкм. Вид присоединения: К - коническая резьба, М - метрическая резьба.

Фильтр напорный типа ФГМ 32 состоит из фильтроэлемента 1, стакана 2, головки 3 с подводным и отводным отверстиями, индикатор степени засорения 4.

6. Расчет гидравлических линий гидропередачи и назначение их диаметра

; [м] [мм] = dстанд

Т.к. давление в гидросистеме превышает 16 МПа, значит допустимое значение скорости рабочей жидкости составляет 6 м/с.

=0,0139м = 14 мм.

6.2 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)

6.3 Проверка. Вычисляем действительную скорость в трубопроводе

= = 4,56 м/с,

т.е. условие , выполняется.

, где

-потери давления по длине трубопровода;

- потери давления в местных сопротивлениях.

где - плотность масла ( = 873 кг/м3);

- коэффициент гидравлических потерь;

В результате построения диаграммы рабочих режимов гидропередачи был получен параметр регулирования насоса Uн = 0,815 при котором гидравлическая схема выдерживает заданные нагрузки и скорости на выходном звене и работает в рабочем режиме с параметрами: Pгп = 20 МПА ; Qг.п = 747 см3/с; згп = 0,75.

Таким образом, рассчитанная в данной курсовой работе гидропередача является работоспособной и может использоваться в реальной конструкции.

Литература

Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник - М.: Машиностроение,1983.

Размещено на Allbest.ru