Тепловой режим работы гидропривода

Размещено на http://www.allbest.ru/

					УК 39-350-2000	Лист
						1
Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата

Содержание

1. Техническое задание

1.1 Назначение и основания для разработки:

1.2 Условия эксплуатации

1.3 Требования по безопасности и экологии

2. Принципиальная гидравлическая схема

3. Предварительный расчет гидравлического привода

3.1 Выбор рабочей жидкости

3.2 Расчет мощности гидропривода и его номинального давления

3.3 Выбор гидрооборудования

3.3.1 Насосы и гидродвигатели

3.3.2 Гидрораспределители

3.3.3 Фильтры

3.3.4 Предохранительные и обратные клапана

3.3.5 Гидрозамок

4. Приближенный расчет теплового режима работы гидропривода

5. Поверочный расчет гидропривода

5.1 Расчет гидравлических потерь

5.2 Внешние статические характеристики гидропривода

5.3 Внутренние статические характеристики гидропривода

5.4 Коэффициент полезного действия исполнительных механизмов

7. Ведомость покупных изделий

8. Список возможных неисправностей

9. Вывод

10. Список используемой литературы

гидропровод тепловой механизм давление

1. Техническое задание

1.1 Назначение и основания для разработки:

В данной курсовой работе спроектирована гидравлическая система навесного оборудования скрепера для борьбе с наледью, спрессованным снегом и прочими проявлениями климата. Кроме этого, скреперы могут использоваться для снятия твердых напольных покрытий.

Разработка и конструирование по настоящим техническим требованиям выполняется в соответствии с заданием на курсовую работу по дисциплине «Гидравлический привод и средства автоматики» специальности 141100 - «Энергетическое машиностроение»

Состав и технические требования.

ГС должна включать:

Насосную установку, включающую:

Насос регулируемый;

Бак;

Манометр;

Термометр.

Система подъёма и опускания ковша, включающую:

Золотниковый гидрораспределитель;

ГЦ1, ГЦ2;

2 гидрозамка.

Система привода задней стенки, включающую:

Золотниковый гидрораспределитель; ГЦ3.

Система подъёма и опускания передней заслонки, включающую:

Золотниковый гидрораспределитель; ГЦ4;

Перепускной клапан.

Система фильтрации рабочей жидкости, включающую:

Фильтр;

Переливной клапан;

Манометр.

Исходные данные на разработку ГС:

Гидроцилиндры подъема и опускания ковша:

R₁+ R₂ =160 кН, V₁=V₂=0.08 м/с.

Гидроцилиндр привода задней стенки:

R₃+ R₄ =20 кН, V₃=0.1 м/с.

Гидроцилиндр подъема и опускания передней заслонки:

R₅+ R₆=120 кН, V₄=0.15 м/с.

1.2 Условия эксплуатации

Рабочее давление в системе не более 25 МПа.

Температура окружающей среды от -40 ^оС до +40 ^оС.

Максимальная температура РЖ не более 60 ^оС.

Конструкция изделия должна быть технологична.

Присоединение гидроаппаратуры - резьбовое.

Ресурс работы не менее 5000 ч.

Гарантийный срок службы не менее 5 лет.

Общий срок эксплуатации изделия не менее 10 лет.

1.3 Требования по безопасности и экологии

Изделие должно быть пожаровзрывобезопасно при соблюдении правил эксплуатации.

Применяемые в конструкции изделия материалы и покрытия при соударении не должны приводить к возникновению искр.

2. Принципиальная гидравлическая схема

Рис. 2.1 Принципиальная гидравлическая схема самоходного скрепера

Принципиальная гидравлическая схема скрепера включает гидробак 1, три регулируемых насоса 3, которые питают гидроцилиндры для подъёма и опускания ковша 10, гидроцилиндр привода задней стенки 11, гидроцилиндр для подъёма и опускания передней заслонки 12.

Управление гидроцилиндрами осуществляется секционным распределителям с электромагнитным многопозиционным управлением 8. Предохранительный клапан 4 предназначен для поддержания постоянного давления в системе. Обратный клапан 9 для пропускания потока жидкости в одном направлении и запирании его в обратном направлении.

Жидкость очищается фильтром 2 с переливным клапаном. В напорной линии насоса и в сливной линии установлены манометры 6, позволяющие измерять давление в линиях. В баке расположен датчик 7 дистанционного термометра.

3. Предварительный расчет гидравлического привода

3.1 Выбор рабочей жидкости

Кроме основной функции рабочего тела - передачи энергии от насоса к гидравлическому двигателю, рабочая жидкость выполняет также другие важные вспомогательные функции: смазывает трущиеся поверхности, предохраняет их от коррозии, охлаждает гидравлическую систему, удаляет из системы продукты износа трущихся пар.

Кроме того, рабочая жидкость не должна быть токсичной, агрессивной по отношению к материалам уплотнений, не должна выделять пары и газы, образовывать пену, она должна иметь высокую температуру вспышки и низкую температуру застывания, должна быть дешевой.

В ГП ПТМ применяются только загущенные минеральные масла(на основе нефтяных масел), состоящие из маловязкой масляной основы и полимерной вязкостной присадки. Благодаря добавлению присадок увеличиваются вязкость и химическая стойкость масел при повышенных температурах, уменьшается вспенивание, увеличивается долговечность, и улучшаются их антикоррозийные свойства.

Выбор марки минерального масла определяется температурными условиями, режимом работы ГП и его номинальным давлением, которым должно соответствовать важнейшее физическое свойство масла - вязкость, завышение или занижение вязкости масла приводит к ухудшению эксплуатационных свойств ГП.

В последнее время получают распространение недавно разработанные масла МГ-20, МГ-30, ВМГ3, отличающиеся хорошей смазочной способностью и антикоррозийными свойствами. Масло ВМГ3 пригодно для всесезонной эксплуатации ГП на открытом воздухе в районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока (где граничные температуры окружающего воздуха от -40 до +40°С).

Выбираем масло ВМГ3 ТУ 38-1-196-68, температурные пределы применения от -40 до +50°С, температура застывания -60°С, вспышки +135°С. В предварительном расчете будем вести расчет при запуске t=-40°С (н=1150·10^-6 м³/с, и плотность с=895 кг/мі) и при рабочей температуре t=+40°С (н=15·10^-6 м³/с, и плотность с=834 кг/мі).

3.2 Расчет мощности гидропривода и его номинального давления

Мощность привода регулируемого насоса определяется по формуле [2]:

N_ср=1/;

где - общий КПД (для гидропривода с объемным регулированием для получения оптимального КПД процесса управления =0,9);

T - относительное время работы с нагрузкой (Т=1);

R - нагрузка гидроцилиндра;

V - скорость перемещения штока гидроцилиндра;

n - число одновременно работающих гидроцилиндров;

М - момент на гидромоторе;

щ - окружная скорость вращения гидромотора;

к - число одновременно работающих гидромоторов;

Максимальная мощность привода регулируемого насоса определяется по формуле [2]:

N_max=1/(R V+М_max щ _max)=1/0,85(120*0,15)=21,17 кВт.

Номинальное давление выбираем из ряда по таблице 1.

Таблица 1

, кВт……	До 0,1	0,1…1	1…5	5…20	свыше 20
, Мпа….	1.0	1…6,3	6,3…10	10…16	16…25

Выбираем P_п=25 МПа.

3.3 Выбор гидрооборудования

3.3.1 Насосы и гидродвигатели

Для правильного выбора типоразмера насоса необходимо обеспечение максимальных нагрузок и скоростей гидродвигателей. Наименьшая подача насоса является сумма расходов параллельно включенных двигателей [2]:

Q_н=Q_двi;

При раздельной подаче нескольких гидродвигателей или нескольких групп гидродвигателей подачу насоса необходимо определить по той группе, одновременно включенных гидродвигателей, для которых требуется наибольший расход.

Зададимся, что потери давления в гидролиниях от насоса до гидродвигателей составляют 20% от номинального, тогда:

Р_д=0.8P_н=0,82510⁶=2010⁶ Па;

где Р_д - рабочее давление гидродвигателя.

Основными условиями правильного выбора гидродвигателей является обеспечение необходимой нагрузки и скорости для гидроцилиндра и момента и угловой скорости для гидромотора.

Гидроцилиндры

При цикличном характере рабочего процесса машины переменная нагрузка и скоростные параметры гидроцилиндров (рис.1) должны быть определены из условия обеспечения R_max и V_max.

Рис. 4 Манипуляции стрелой

Эффективная площадь гидроцилиндра определятся по формуле [4]:

А_эфi=R_i/(P_дгц);

где _гц - КПД гидроцилиндра.

Диаметр поршня цилиндра [4]:

.

1. Гидроцилиндры подъема и опускания стрелы:

A_эф1,2= R_1,2 /(P_д•гц) =16•10⁴/(20•10⁶•0,98)=0,81610^-2 м²;

2. Гидроцилиндр подъема и опускания рукояти:

A_эф3,4= R_3,4 /(P_д•гц) =2•10⁴/(20•10⁶•0,98)=1,0210^-2 м²;

3. Гидроцилиндр подъема и опускания ковша:

A_эф5,6= R_5,6 /(P_д•гц) =12•10⁴/(20•10⁶•0,98)= 0,01210^-2 м²;

По данным площадям, и диаметрам поршня цилиндра, а также давления в системе подбираем нужные нам цилиндры фирмы HYDAC INTERNATIONAL и заносим их в таблицу 2[9]:

технические данные гидроцилиндров:

1. Поршень: ?40 мм … ?100 мм

2. Шток: ?22 мм … ?70 мм

3. Ход поршня: до 2000 мм

4. Рабочее давление: p_n = 25 МПа (250 бар)

5. Испытательное давление: p_p = 1,5p_n

6. Максимальная скорость поршня: Vmax = 0,5 м/с

7. Диапазон температур:

- рабочей жидкости: -45°С ч +80°С

- окружающей среды: -40°С ч +50°С

8. Рабочая жидкость: гидравлические масла, вязкость н = 10 ч 450 сСт

9. Необходимая тонкость фильтрации рабочей жидкости: < 100 мкм

10. Полный КПД: >0,95

11. Дополнительная оснастка:

- наконечники штоков: навинчиваемые, ввинчиваемые, приварные, специальные по заказу

- двухсторонние гидрозамки

- картриджные тормозные клапаны

- датчики для измерения длины выдвижения штока в диапазоне от 25 мм до 4000 мм.

В гидроцилиндрах используются уплотнения BUSAK-SHAMBAN, MERKEL, HALLITE, EVCO и INCO или другие уплотнения по требованию заказчика.

При проектировании гидроцилиндров применяется метод конечных элементов.

Рис. 5 Гидроцилиндр

Таблица 2

№	AL	d	CX	EP	EX	LT	MS	M1	XO	Z
1	40	22	25	23	20	32.7	31	28	252	7
2	100	70	50	40	35	60	65	62.5	385	6

Маркировка:

1. H1 MP5/6/6/A1X/B2CAUMAA

2. H1 MP5/6/6/A2X/B2CAUMAA

У выбранных гидроцилиндров А_эф1.2.5.6= и А_эф3.4=, расход Q_1.2.5.6=78.54•10^-4 м³/с и Q_3.4=7,5•10^-4 м³/с.

Насосы системы:

На основе Q_max, P_п, N_max из каталогов подбираем регулируемый насос :

Q_max=4*Q_м2+2*Q_ц=4*47.1+2*7.5=203.4 л/мин;

P_п=25 МПа; N_max=21,17 кВт.

Выбираем насос фирмы Rexroth c характеристиками:

Q_max= 228 л/мин; N_max=2650 кВт; V_m = 160.4 см³; m = 45 кг; М_max = 451 Нм; n_max=1450 об/мин; модель A2F160/60R-VAB05

Рис. 6 Аксиально-поршневой гидронасос

Насос управления:

Возьмем насос фирмы Rexroth c характеристиками:

Q_max= 27 л/мин; V_m = 4,93 см³; m = 2,5 кг; n_max=5600 об/мин;

модель A2F05/61R-PAB06

Рис. 7 Аксиально-поршневой гидронасос

3.3.2 Выбор гидрораспределителей

Для того чтобы производить дальнейший выбор гидроаппаратуры, необходимо рассчитать диаметры гидролиний по формуле [4]:

приняв скорости течения жидкости:

- V_н=4 м/с - в напорной линии;

- V_сл=2 м/с - в сливной линии.

Далее необходимо округлить диаметры до ближайших стандартных и уточнить скорости в гидролиниях по формуле:

Полученные данные занесем в таблицу 3.

Таблица 3

№	операция	dн,мм	dсл,мм	Vн,м/c	Vсл,м/c
1	ГЦ(3,4)	9	12,5	3,93	2,03
2	ГЦ(1,2,5,6)	22	31,,5	4,13	2,04

Далее выбираем гидрораспределители:

В данном гидроприводе будем использовать распределители фирмы Rexroth. В линии управления гидродвигателями (Р1,Р3-Р6) выберем распределители 4-х линейные трехпозиционные с электромагнитным управлением и пружиной возврата типа 4WE. Для них Q_ном = до 120 л/мин; P_ном=21 МПа.

Рис. 8 Гидрораспределитель типа 4WE

Рис. 9 Потери давления в распределителях типа 4WE

Распределители выберем 4-х линейными трехпозиционными с электрогидравлическим управлением и пружиной возврата типа Z4WEН. Для них Q_ном = до 300 л/мин; P_ном=21 МПа.

3.3.5 Фильтры

Фильтры очищают рабочую жидкость от абразивных частиц (кварцевый песок, полевой шпат и др.), которые проникают в гидросистему через воздушный фильтр и уплотнители штоков гидроцилиндров, а также при дозаправках рабочей жидкостью и ремонте. Кроме того, рабочая жидкость в процессе эксплуатации загрязняется продуктами износа деталей гидрооборудования. Таким образом, в рабочей жидкости всегда присутствуют в определенном количестве твердые механические примеси.

В данном гидроприводе для очистки рабочей жидкости применяются фильтры с бумажным фильтрующими элементами, которые обеспечивают нормальную тонкость очистки, задерживая частицы от 20 мкм.

Фильтры выбираются по следующим параметрам: по условному проходу, давлению, температуре воздуха.

Выберем фильтры фирмы HYDAC INTERNATIONAL модели RF:

Фильтр на сливной магистрали:

d_у=12,5 мм;

Q_ном=300 л/мин;

Рис. 10 Фильтр сливной магистрали

Рис. 11 Потери давления на фильтре

3.3.4 Предохранительные и обратные клапана

Предохранительный клапан предназначен для сброса рабочей жидкости в сливную магистраль при превышении допустимого давления. Натяжение пружины в регулируемом предохранительном клапане можно менять. Обратные клапаны применяются для прохождения жидкости в одном направлении и предотвращения прохода в обратном. Предохранительные клапаны выбираются по следующим параметрам: условному проходу, номинальному давлению. Обратные клапаны выбираются по следующим параметрам: условному проходу, номинальному расходу, номинальному давлению.

В данном гидроприводе будем использовать предохранительные клапана фирмы Rexroth типа DBD и обратные клапана типа S. Для них: P_max= до 63 МПа, Q_max= до 500 л/мин и P_max=31,5 МПа, Q_max=450 л/мин соответственно.

Рис. 12 Предохранительный клапан

Рис. 13 Обратный клапан

3.3.5 Гидрозамок

Гидрозамки предназначены для запирания жидкости. Это делается для того, что бы постоянно не поддерживать давление на гидроцилиндрах.

Выбран гидрозамок фирмы BoschRexroth типа Z1SRA

а) б)

Рисунок 7 Изображение (а) и схема(б) гидрозамка Z1SRA [5]

Таблица 6

Технические характеристики [5]

Типоразмер	Z1SRA-40-F-2
Диаметр условного прохода, мм	40
Максимальная подача, л/мин	400
Номинальное давление, МПа	31,5
Вязкость раб. жидкости, мм2/с	от 2,8 до 500
Размеры LxDxH, мм	67,5x60x70
Масса, кг	7,4

Гидрозамок Z1SRA состоит из: 1 - Корпус; 2 - Запорный элемент; 3 -Пружина.

Рисунок 8 Габаритные размеры

4. Приближенный расчет теплового режима работы гидропривода

Надежная эффективность работы ГП возможна в условиях теплового оптимального состояния, обеспечивающее постоянство рабочих характеристик. Основной причиной является гидросопротивление в ГП. Дополнительной причиной является объемные и гидромеханические потери характерные объемным и механическим КПД.

Повышение температуры РЖ прежде всего связано с внутренним трением масла, особенно при дросселировании жидкости. Все потери мощности в ГС в конечном итоге превращаются в тепло.

Температуру жидкости можно снизить при помощи охлаждения, но установка их в ГП усложняет их эксплуатацию. Поэтому при проектировании стремятся создать такую гидросхему, при которой можно не применять искусственное охлаждение (увеличение диаметра труб, уменьшение количества гидроаппаратуры).

Количество тепла выделяющегося в ГП определяется потерями мощности в ГП [4]:

;

где N_н - мощность насоса;

N_д - мощность двигателя; _гп - КПД гидропривода.

Количество тепла, учитывая мощность насоса:

Условие приемлемости теплового режима в системе гидропривода [4]:

;

где - перепад давления между рабочей жидкостью и воздухом на установившемся режиме.

и - максимально допустимая температура рабочей жидкости и воздуха.

- максимально допустимый перепад между температурами рабочей жидкостью и воздуха.

^оС.

Площадь поверхности теплообмена, необходимого для поддержания перепада определяется по формуле [4]:

, м²;

где - коэффициент теплопередачи, Вт/;

Для гидропривода, без принудительного обдува K_Б = 15 Вт/ по рекомендации [1].

;

Фактическая площадь гидропривода определяется по формуле:

;

где S_б - фактическая площадь гидробака, м²;

- фактическая площадь всех элементов ГП, м².

Приближенно S_б определяется как [2]:

где - объем гидробака, м³.

Вместимость гидробака должна соответствовать его функциональному назначению. Предварительно вместимость бака выбирают .

Принимаем объем гидробака 750 л.

.

В каталогах на оборудование нет значений по внутреннему объему элементов, но имеются их габаритные размеры. И представив каждый элемент гидросистемы в виде параллелепипеда вычисляем объем и площадь по формулам:

, м³;

,м².

где L_i, H_i, D_i - соответственно длина, высота, ширина элемента.

Результаты заносятся в таблицу 4.

Определение объемов и площадей гидроаппаратуры

Таблица 4

№	Оборудование	Кол-во	Объем, м3*10-3	Площадь, м2
	Насос:
1	А4VG	2	0,125	0,454
2	A2F0	1	0,0493	0,15
	Цилиндры:
3	подъёма ковша	2	0,0634	0,215
4	управления заслонкой	2	0,0317	0,212
5	управления задней стенкой ковша	2	0,0317	0,212
	Распределители:
6	Подъема ковша	1	0,00227	0,01975
7	Управления заслонкой	1	0,00227	0,01975
8	задней стенки ковша	1	0,00227	0,01975
	Клапана:
9	предохранительные	2	0,0624	0,207
10	обратные	1	0,0325	0,0241
	Трубопроводы
11	dy=9		1,4	0,564
12	dy=12		3,13	0,738
13	dy=22		1,12	0,561
14	dy=32,5		5,63	0,353
В сумме			14,643	4.2234

м².

По условию:

Так как фактическая площадь S_пр теплоотдающих поверхностей элементов гидропривода меньше требуемой по условиям теплообмена S_треб, необходимо увеличить эту площадь, например, введением оребрения бака или установкой теплообменника.

Основным требованием при выборе теплообменника является наличие необходимой теплоотдающей поверхности [1]:

S_Т = S_ТРЕБ - S_ГП = 104- 9.59 = 94.4 м².

Выбираем теплообменник: КМ6-СК-2.01 А

условный проход D_у = 40 мм;

поверхность теплообмена =100 м².

5. Поверочный расчет гидравлического привода

Обычно невозможно подобрать насос, гидродвигатели, которые обеспечивали бы точные значения основных заданных параметров гидропривода, определяющих рабочий процесс гидросистемы. Поэтому необходимо провести поверочный расчет.

Поверочный расчет необходим для уточнения основных параметров и характеристик гидропривода и проверки соответствия параметров выбранного гидрооборудования, требуемым для выполнения поставленной задачи. Исходными данными для поверочного расчета являются параметры и технические характеристики применяемого гидрооборудования, а также результаты предварительного расчета.

Поверочный расчет гидропривода выполняют для двух значений вязкости v_min и v_max, которые выбирают из технической документации на гидрооборудование, имеющей наиболее узкий допускаемый для эксплуатации диапазон вязкости рабочей жидкости. При отсутствии таких данных предельные значения вязкости рабочей жидкости устанавливают, исходя из эксплуатационного диапазона температуры рекомендуемой рабочей жидкости.

6. Расчет гидравлических потерь

При проектировании гидропривода необходимо знать потери давления рабочей жидкости, так как они позволяют установить эффективность спроектированного гидропривода и определить предел его работоспособности при = _min.

Потери давления в гидросистеме, обусловленные трением жидкости о стенки трубопроводов и гидрооборудования и внутренним трением жидкости, зависят от длины, диаметра и формы трубопроводов, скорости течения и вязкости рабочей жидкости, разветвленности гидросистемы, режима течения жидкости в трубопроводе. Для расчета потерь давления необходимо знать гидравлическую схему соединений, внутренний диаметр и длину трубопроводов, подачу насоса и марку рабочей жидкости.

Гидравлические потери складываются из потерь на гидравлическое трение, потерь в местных сопротивлениях и потерь в гидроаппаратуре.

При реальном проектировании конструктор разбивает напорный и сливной трубопроводы на отдельные участки, в каждом из которых скорость и диаметр трубопровода считаются постоянными. Но числа Рейнольдса на различных участках трубопровода будут различными, более того режим течения жидкости может быть в одной точке ГП ламинарным, а в другой турбулентным.

Путевые потери давления жидкости определяются по формуле Дарси-Вейсбаха [2]:

P_l=,

где - коэффициент гидравлических потерь,

d - внутренний диаметр трубопровода,

V - скорость течения жидкости,

- плотность рабочей жидкости,

l - суммарная длина трубопровода;

при ламинарном течении [2]:

- для гибких труб:

=;

- для металлических труб:

=;

где Re - число Рейнольдса [2]:

Re=;

при турбулентном течении (формула Альтшуля)

=0,11(;

где _экв - эквивалентная шероховатость стенок для резино-металических шлангов _экв=0.03 мм [1].

Местные сопротивления в трубопроводах вызываются различными факторами: резкое изменение конфигураций живого сечения потока, течения с изменением скорости, соединение и разъединение потоков.

Величина местных потерь давления определяется по формуле Вейсбаха [2]:

P_M=,

где - коэффициент местного сопротивления.

Суммарные потери на трение можно определить по формуле [2]:

P_s=P_l+P_M;

Расчет гидравлических потерь в напорной магистрали при t=+40єC

Таблица 5

гидролинии	Q,м^3/c	V,м/c	d,мм	L,м	Re	л	ДРl,Па	УДРl,Па	о	ДРM,Па	ДРs,Па
				гибк.	тверд.		гибк.	тверд.	гибк.	тверд.
Н1-ГЦ3,4,5,6-Б	0,00197	4,01	9	1	1	6681	0,0359	0,0359	9629	9629	19257,6	25,3	169519	188777
Н1-ГЦ1,2-Б	0,00267	2,94	22	1	1	6661	0,0357	0,0357	3781	3781	7561,5	14,4	51854	59415

Расчет гидравлических потерь в сливной магистрали при t=+40єC

Таблица 6

гидролинии	Q,м^3/c	V,м/c	d,мм	L,м	Re	л	ДРl,Па	УДРl,Па	о	ДРM,Па	ДРs,Па
				гибк.	тверд.		гибк.	тверд.	гибк.	тверд.
Н1-ГЦ3,4,5,6-Б	0,00025	0,51	9	1	1	849	0,0587	0,0587	59	59	118	32,3	1022	1140
Н1-ГЦ1,2-Б	0,000157	1,73	22	1	1	3922	0,0404	0,0404	683	683	1367	19,5	12705	14072

Расчет гидравлических потерь в напорной магистрали при t=-40єC

Таблица 7

гидролинии	Q,м^3/c	V,м/c	d,мм	L,м	Re	л	ДРl,Па	УДРl,Па	о	ДРM,Па	ДРs,Па
				гибк.	тверд		гибк.	тверд.	гибк.	тверд.
Н1-Ц3,4,5,6-Б	0,00025	0,51	9	1	1	11,1	7,22	5,78	33565	26852	60418	25,14	2739	63157
Н1-ГЦ1,2-Б	0,00157	1,73	22	1	1	51,2	1,56	1,25	61616	49293	110909	14,4	17974	128883

Расчет гидравлических потерь в сливной магистрали при t=-40єC

Таблица 8

гидролинии	Q,м^3/c	V,м/c	d,мм	L,м	Re	л	ДРl,Па	УДРl,Па	о	ДРM,Па	ДРs,Па
				гибк.	тверд.		гибк.	тверд.	гибк.	тверд.
Н1-ГЦ3,4,5,6-Б	0,00125	0,28	9	1	1	8,1	9,822	7,858	9812	7849	17661	32,3	1022	18683
Н1-ГЦ1,2-Б	0,00157	1,25	22	1	1	43,8	1,804	1,472	32164	25731	57895	19,5	12705	70601

Рис. 14 График зависимости гидравлических потерь в гидролинии Н1-ГЦ1,2-Б

Рис. 15 График зависимости гидравлических потерь в гидролинии Н1-ГЦ3,4,5,6-Б

Рис. 16 График зависимости гидравлических потерь в гидролинии Н1-ГЦ5,6-Б

Потери при температуре t=-40°С составили 52%, а при t=+40 °С составили 2% от давления питания системы.

6.2 Внешние статические характеристики гидропривода

Рис. 17 Внешняя статическая характеристика гидропривода при работе гидроцилиндров задней стенки ковша

Рис. 18 Внешняя статическая характеристика гидропривода при работе гидроцилиндров управления заслонкой и подъем опускание ковша

5.3 Внутренние статические характеристики гидропривода

Регулируемый параметр:

,

где V_он- рабочий объем насоса, V_max- максимальный рабочий объем насоса

Рис. 19 Внешняя статическая характеристика гидропривода при работе гидроцилиндров задней стенки ковша

Рис. 20 Внешняя статическая характеристика гидропривода при работе гидроцилиндров управления заслонкой и подъем опускание ковша

6.4 Коэффициент полезного действия исполнительных механизмов

Полезная мощность отдельного контура гидропривода определяется по формуле [6]:

_гп = 100%,

где N_пол - полезная мощность гидродвигателя [7];

N_затр -мощность насоса [7].

N_пол=,

N_затр.=,

где Q_д - расход гидродвигателя;

P_д -перепад давлений на гидродвигателе;

Q_н - номинальная подача насоса;

P_н - давление питания насоса;

_н - КПД насоса.

Для основных исполнительных механизмов гидропривода получим:

1. Гидроцилиндры подъёма задней стенки:

N_пол=

N_затр.=

_гп = 100% = .

2. Гидроцилиндр подъема и опускания ковша:

N_пол=

N_затр.=

_гп = 100% = .

3. Гидроцилиндр управления заслонкой:

N_пол=

N_затр.=

_гп = 100% = .

Рис. 21 Зависимость КПД от нагрузки на цилиндрах движения ковша

Рис. 22 Зависимость КПД от нагрузки на гидроцилиндрах управления заслонкой и задней стенкой ковша

7. Ведомость покупных изделий

	Оборудование	Кол-во	Стандартное обозначение (тип)	Завод-изготовитель
	Насосы:
1	Насос системы	1	A4VG	Bosh Rexroth AG (Германия), г. Екате-ринбург.
2	Насос управления	1	A2F	Bosh Rexroth AG (Германия), г. Екате-ринбург.
	Гидроцилиндры:
		2	Типа HYD..WHC	HYDAC INTERNATIONAL, г. Москва
3	подъема ковша	2	Типа HYD..WHC	HYDAC INTERNATIONAL, г. Москва
4	управления задней стенки и заслонкой ковша	2	Типа HYD..WHC	HYDAC INTERNATIONAL, г. Москва
	Распределители:
5	4-х линейные трехпозиционные с электромагнитным управлением и пружиной возврата	4	4WE	Bosh Rexroth AG (Германия), г. Екате-ринбург.
	Клапана:
6	предохранительные клапана	4	DBD	Bosh Rexroth AG (Германия), г. Екате-ринбург.
7	Обратные клапана	1	S	Bosh Rexroth AG (Германия), г. Екате-ринбург.
8	Фильтр	1	Типа RF	HYDAC INTERNATIONAL, г. Москва
9	Манометр	4	Типа МТП-100/3-ВУ-100-2,5 УХЛ4	Елецкий завод Гидропривод

8. Список возможных неисправностей

Неполадка	Возможные причины и неполадки	Способы выявления и устранения неполадки
Насос не подает жидкость	а) неправильное вращение вала насоса;	Немедленно выключить привод во избежании задира насоса из-за отсутствия смазки. Проверить соответствие направления вращения вала насоса требуемому.
	б) Чрезмерно низкий уровень жидкости в баке;	Долить жидкость до отметки маслоуказателя.
	в) Засорение всасывающей трубы или фильтра;	Прочистить засорившиеся элементы. Включить на 20 мин. Насосный агрегат. Прочистить фильтроэлемент.
	г) Поломка насоса;	Заменить насос
	д) Чрезмерно велика вязкость жидкости;	Заменить жидкость на рекомендуемую для данного типа насоса.
	е) Подсос воздуха во всасывающей магистрали.	Проверить, нет ли механических повреждений (трещин, пробоин). Проверить герметичность присоединений, расположенных выше уровня жидкости в баке.
Насос не создает давление в полости нагнетания	а) Насос не подает жидкость в систему;	То же
	б) Чрезмерный износ насоса (большие внутренние утечки);	Проверить производительность насоса на холостом ходу и под нагрузкой. При резком снижении объемного КПД против паспортных данных заменить насос
	в) Большие внешние утечки по валу, через корпус насоса, через трубопроводы или уплотнения гидроагрегатов;	Проверить, нет ли раковин и повреждений в корпусе насоса. При обнаружении - отремонтировать корпус или заменить насос. Проверить исправность уплотнений.
Неполадка	Возможные причины и неполадки	Способы выявления и устранения неполадки
	г) Большие внутренние утечки в гидроагрегатах;	Заменить неисправные. Подтянуть соединения трубопроводов. При обнаружении обильного слива масла из заторможенных гидроагрегатов устранить негерметичность поршневых пар (заменить уплотнения и т.д.)
	д) Открыт слив через предохранительный клапан.	Проверить подтянут ли предохранительный клапан, в закрытом ли положении находится распределитель. Снять клапан, разобрать, проверить состояние демпферного отверстия, пружины, запорного элемента и его седла. Устранить замеченные неисправности, промыть, собрать и установить клапан.
Шум и вибрации в гидроприводе	а) Большое сопротивление во всасывающей магистрали;	Прочистить всасывающие патрубки насоса.
	б) Пузырьки воздуха в засасываемой жидкости;	Устранить попадание воздуха в жидкость, принять меры против пенообразования и засасывания пены.
	в) Засорение воздушного сапуна в гидравлическом баке;	Прочистить сапун
	г) Неисправности насоса (выход из строя подшипников, перекос муфты);	Проверить центрирование валов насоса и приводного электродвигателя, исправность соединительной муфты, крепление насоса и двигателя. Устранить замеченные дефекты.
	д) Вибрации предохранительного клапана;	Снять клапан, разобрать и проверить соединения деталей.
	е) Нежесткое соединение трубопроводов.	Поставить промежуточные опоры.

Неполадка	Возможные причины и неполадки	Способы выявления и устранения неполадки
Резкое уменьшение скорости движения при росте нагрузки.	а) Большие внутренние и внешние утечки в насосе, гидравлической сети или цилиндре.
Постепенное уменьшение скорости при неизменной нагрузке	а) Загрязненность рабочей жидкости	Заменить жидкость и промыть гидропривод керосином 1,2 мин или чистой рабочей жидкостью
	б) Засорение фильтров и других аппаратов цепи питания рассматриваемого гидродвигателя	Промыть аппаратуру
	в) Повышение утечек вследствие понижения вязкости масла при нагревании	Заменить жидкость на другую с большим коэффициентом вязкости.
Повышенное давление в полости нагнетания при холостом ходе или в режиме разгрузки насоса.	а) Повышенные потери давления в гидроприводе вследствие неправильного выбора типоразмеров проточных аппаратов и условного прохода трубопроводов, а также в следствие некачественного монтажа;	Проверить соответствие типоразмеров аппаратов и условного прохода трубопроводов потребляемому расходу; при несоответствии - заменить аппараты и трубопроводы. Проверить качество монтажа, сократить число промежуточных соединений.

9. Вывод

В данном курсовом проекте был разработан гидропривод самоходного скрепера.

Был произведен расчет:

основных параметров гидропривода;

потерь давления по длине, в местных сопротивлениях и в гидрооборудовании;

теплового режима.

Также был осуществлен подбор гидравлического оборудования и построение статических характеристик.

Составлена ведомость покупных изделий для гидропривода.

Параметры гидропривода: гидросистема с постоянным давлением питания, которое равно 20 МПа;

Максимальный расход рабочей жидкости 7,510^-3 м³/с;

Диапазон температур: от -40 до 40^оC,

Рабочая жидкость: масло ВМГЗ ТУ38-1-196-68.

Тепловой расчет показал, что использование искусственного охлаждения рабочей жидкости (применение теплообменника) обязательно, так как суммарная площадь гидрооборудования меньше требуемой.

Размещено на Allbest.ru

...