Гидравлические машины. Расчет вышки
Выбор и обоснование номинального давления, рабочей жидкости, мощности и подачи насоса, а также его главных технических параметров. Расчет гидроцилиндров, направляющей и регулирующей аппаратуры, фильтра и трубопроводов. Потери давления в гидросистеме.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.03.2016 |
| Размер файла | 132,4 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
насос гидроцилиндр фильтр трубопровод
Гидравлический привод получил широкое распространение в нефтегазовой отрасли. Этому способствует ряд преимуществ по сравнению с другими: простота бесступенчатого регулирования скорости рабочего органа в широких пределах, превращение поступательного движения в возвратно - поступательное; возможность быстрого и частого реверсирования плавным торможением и разгоном; малая инертность; большая удельная энергоемкость; легкость автоматизации управления и защиты; самосмазываемость оборудования, его высокая надежность; возможность широкой унификации и стандартизации конструктивных элементов. Масштабы применения гидравлических приводов непрерывно растут.
Широкое распространение механизмов с гидроприводами требует улучшение подготовки специалистов, занимающихся проектированием, изготовлением, эксплуатацией и ремонтом судовой техники и средств механизации портового хозяйства. Выполнение учебных процессов, курсовой работы по гидроприводу способствует решению этой задачи. В настоящей работе рассматриваются основные положения и порядок расчета объемного гидропривода.
1. Исходные данные
Разработать схему и подобрать элементы системы гидропривода подъемного устройства буровой вышки. Усилие при подъеме P=7,5 т, скорость выдвижения штока V=0,200 м/с, длина штока h=3 м. Характеристики климатической зоны: Крайний Север и Сибирь. Режим работы гидропривода: легкий, до 100 включений в час.
Рисунок 1. Расчетная схема буровой вышки
2. Выбор номинального давления
В соответствии с нормальным рядом давлений по ГОСТ 6540 - 74 и ГОСТ 12445 - 77 назначаем номинальное давление в гидросистеме: Pн = 25 МПа.
3. Выбор рабочей жидкости
Выбор марки масла должен производиться с учетом режима работы гидропривода, климатических и температурных условий, соответствия вязкости, номинальному давлению, а также рекомендации заводов изготовителей гидромашин.
Назначаем гидроприводу легкий режим работы, эксплуатация будет проводиться в районах Крайнего Севера и Сибири (граничные температуры - 50…+35°С). В соответствии с назначенными условиями выбираем масло АМГ-10. АМГ-10 пригодно для всесезонной эксплуатации гидроприводов в районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока без сезонной смены.
Характеристики АМГ - 10:
1. Вязкость: при t = 50°C, v = 10 · 10 -6 м2/с;
при t = 0°C, v = 42 · 10 -6 м2/с.
2. Плотность при 50°С, с = 890 кг/м3.
3. Температура застывания (не выше) - 70°С.
4. Температурные пределы, применяемые по уровню вязкости:
кратковременный режим от - 60 до +50°С;
длительный режим от - 50 до +45°С.
5. Температура вспышки в открытом тигле 92°С.
4. Расчет мощности и подачи насоса
Заданной силой является сила тяжести:
Н,
где m = 7500 кг - заданная грузоподъемность;
g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения;
Полезная мощность на штоке гидроцилиндра:
кВт,
Мощность насосной установки:
кВт,
где = 1,1 - коэффициент запаса по усилию,
= 1,2 - коэффициент запаса по скорости,
= 1 - количество одновременно работающих гидроцилиндров.
Расход рабочей жидкости в гидросистеме:
м3/с =46,8 л/мин.
Расчетная подача:
л/мин.
5. Выбор насоса
Учитывая расчетную подачу, номинальное давление в гидросистеме выбираем насос аксиально-поршневой регулируемый НАРФ74М-45/32.
Характеристики насоса:
· Подача (расход) Qном = 57 л/мин;
· Давление Pном = 32 МПа;
· Частота вращения nном = 25 =1500 об/мин;
· Мощность N=40,5 кВт.
Расчетный рабочий объем насоса
см3/об,
где =0,97 - объемный к. п. д.
Действительная подача насоса
л/мин = 0,00079 м3/с
Выбранный насос должен развивать давление
МПа,
где МПа - номинальное давление в гидросистеме;
МПа - суммарные потери давления в гидросистеме (см. п. 10)
Мощность, потребляемая для привода насоса:
кВт,
где =0,87 - общий к.п.д.
6. Выбор и расчет гидроцилиндров
Выбираем гидроцилиндр поршневой одноштоковый двойного действия.
Давление в напорной плоскости гидроцилиндра
МПа.
Из стандартного ряда по ГОСТ 12445-80 выбираем = 25 мм.
Сливное давление МПа
Эффективная (рабочая) площадь поршня
м2
где МПа - номинальное давление в гидросистеме.
Определим диаметр поршня
м 60 мм
где - отношение длины окружности к её диаметру.
Из стандартного ряда по ГОСТ 6540 - 68 выбираем D = 65 мм.
Из соотношения между диаметром поршня и цилиндра мм.
Из стандартного ряда по ГОСТ 6540 - 68 выбираем мм.
Таблица 1. Параметры и расчетные зависимости гидроцилиндров с односторонним штоком.
|
Параметры |
Расчетные зависимости |
||
|
При выталкивании штока |
При втягивании штока |
||
|
Эффективная площадь поршня |
м2 |
||
|
Усилие на штоке |
|||
Расход жидкости:потребныйдействительный |
м3/см3/с |
м3/см3/с |
|
КПД:ОбъёмныйМеханическийобщий |
7. Выбор направляющей и регулирующей аппаратуры
Выбираем гидрораспределитель 40МН, так как
Характеристики гидрораспределителя:
· Номинальный расход Qгр = 4,2· 10-3 м3/с;
· Номинальное давление Pгр = 32 МПа.
8. Выбор фильтра
Выбираем фильтр 0,02 Г41 - 14.
Характеристики фильтра:
· Рабочее давление Pф = 6,5 МПа;
· Перепад давлений Pф = 0,1 МПа;
· Пропускная способность Qф = 1,2 ·10-3 м3/с;
· Размер частиц 1частиц = 0,2 мм = 200 мкм.
9. Выбор трубопроводов
Внутренний диаметр всасывающего трубопровода:
мм,
где =1,0 м/с - средняя скорость рабочей жидкости.
Принимаем по ГОСТ 8734-75 трубу: dвс.вн.= 32 мм, dвс.нар = 35 мм.
Действительная скорость рабочей жидкости:
м/с;
Внутренний диаметр напорного трубопровода:
м/с,
где = 5 м/с - средняя скорость рабочей жидкости.
Принимаем по ГОСТ 8734 - 75 трубу: dнап.вн = 16 мм, dвс.нар = 22 мм.
Действительная скорость рабочей жидкости:
м/с.
Внутренний диаметр сливного трубопровода:
мм,
где = 2 м/с - средняя скорость рабочей жидкости.
Принимаем по ГОСТ 8734 - 75 трубу: dсл.вн = 25 мм, dсл.нар = 30 мм.
Действительная скорость рабочей жидкости:
м/с.
Таблица 2. Исходные данные для расчета гидравлических потерь
|
№ участка |
Назначение |
Расход Q, л/мин |
Скорость v, м/с |
Диаметр d, мм |
Длина участка L, м |
|||
|
допуст. |
вычисл. |
вычисл. |
станд. |
|||||
|
1 |
Всасывающий |
46,8 |
1 |
1 |
31,47 |
31,5 |
0,5 |
|
|
2 |
Напорный |
46,8 |
5,5 |
3,88 |
13,42 |
16 |
12 |
|
|
3 |
Сливной |
46,8 |
2 |
1,59 |
22,25 |
25 |
7 |
10. Расчет потерь давления в гидросистеме
Определение режима течения жидкости по числу Рейнольдса:
где v = 10,4· 10-6 кг/м3 - вязкость при t = 50°C.
Re = 3028 > 2300 - течение турбулентное.
Коэффициент гидравлического трения на всасывающем трубопроводе:
.
0,174.
Расчет потерь трения по длине на всасывающем трубопроводе:
Па,
где = 0,5 м - длина всасывающего трубопровода;
= 890 кг/м3 - плотность при t = 50°C.
Определение течения жидкости на напорном трубопроводе:
где v = 10,4 · 10-6 кг/м3 - вязкость при t = 50°C.
Re = 5969 > 2300 - течение турбулентное.
Коэффициент гидравлического трения на напорном трубопроводе:
.
Расчет потерь трения по длине на напорном трубопроводе:
Па,
где = 7 м - длина напорного трубопровода;
= 890 кг/м3 - плотность при t = 50°C.
Определение течения жидкости на сливном трубопроводе:
где v = 10,4· 10-6 кг/м3 - вязкость при t = 50°C.
Re = 3822 > 2300 - течение турбулентное.
Коэффициент гидравлического трения на сливном трубопроводе:
.
Расчет потерь трения по длине на напорном трубопроводе:
Па,
где = 7 м - длина сливного трубопровода;
= 890 кг/м3 - плотность при t = 50°C.
Суммарные потери на трение по длине:
Па.
Суммарный коэффициент местных потерь на всасывающем трубопроводе:
,
где = 1,5 - коэффициент местных сопротивлений на повороте;
=0,5 - коэффициент местных потерь на входе.
Местные потери на всасывающем трубопроводе:
Па,
Суммарный коэффициент местных потерь на напорном трубопроводе:
,
где = 1,5 - коэффициент местных потерь на повороте;
= 1,3 - коэффициент местных потерь на тройнике;
= 0,5 - коэффициент местных потерь на гидрораспределителе.
Местные потери на напорном трубопроводе:
Па,
Суммарный коэффициент местных потерь на сливном трубопроводе:
,
где = 1,5 - коэффициент местных потерь на повороте;
= 1,0 - коэффициент местных потерь на выходе;
Местные потери на сливном трубопроводе:
Па,
где = 0,1 МПа - коэффициент местных сопротивлений на фильтре (см. п. 8).
Суммарные потери в местных сопротивлениях трубопровода:
Па.
Суммарные потери в гидросистеме:
ПаМПа
11. Определение мощности и КПД гидропривода
Полная мощность гидропривода:
кВт.
КПД гидропривода:
.
12. Тепловой расчет гидропривода
Тепловой поток:
кВт,
где kp = 0,3 - коэффициент для среднего режима работы.
Суммарная площадь:
м2,
где = 35 - коэффициент теплоотдачи наружных поверхностей гидросистемы;
= 60°С - температура рабочей жидкости;
= 20°С - температура окружающей среды (воздуха).
Номинальный объем бака:
м3,
где k = 2 - коэффициент среднего режима работы.
Теплообменник необходимо устанавливать в гидросистеме, если > , проверим данное условие.
м.
Параметры бака:
· длина a = 0,4 м;
· ширина м;
· высота c = 2 · a = 2 · 0,4 =0,8 м.
Схема бака представлена на рисунке.
Схема бака
Высота рабочей жидкости:
м;
Площадь первой поверхности бака:
м2;
Площадь второй поверхности бака:
м2;
Площадь третьей поверхности бака:
м2;
Суммарная площадь поверхности бака:
м2;
Следует установить теплообменник, так как = 1,79 м2 > = 1,136 м2.
Количество тепла, отбираемого теплообменником:
Вт кВт
Список используемой литературы
1. С.В. Петрашев, А.С. Огай, А.Ю. Золотуев. Расчет и выбор элементов объемного гидропривода. 2007 г. 30 стр.
2. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям.
3. ГОСТ 8734 - 75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор номинального давления, расчет и выбор гидроцилиндров и гидромоторов. Определение расхода жидкости, потребляемого гидродвигателями, подбор гидронасоса. Выбор рабочей жидкости, расчет диаметров труб и рукавов. Расчет потерь давления в гидросистеме.
курсовая работа [171,8 K], добавлен 17.12.2013Выбор рабочей жидкости манипулятора. Расчет мощности и подачи насосов. Определение параметров распределителя. Выбор регулирующей и направляющей гидроаппаратуры. Расчет диаметров трубопроводов, потерь давления во всасывающем трубопроводе. Выбор фильтров.
курсовая работа [969,7 K], добавлен 09.06.2012Исходные данные для расчета гидросистемы. Расчет внешней нагрузки на выходном звене гидропривода. Обоснование уровня номинального давления в гидросистеме. Выбор рабочей жидкости. Расчет мощности, подачи гидронасосов, их выбор. Значения скоростей поршней.
курсовая работа [190,3 K], добавлен 05.06.2009Описание шлифовального станка и его функциональное назначение. Выбор и обоснование номинального давления в гидросистеме привода, выбор рабочей жидкости. Определение основных параметров гидродвигателей, их выбор. Основные параметры и выбор силового насоса.
курсовая работа [61,9 K], добавлен 11.09.2010Выбор рабочей жидкости для гидропривода. Расчет производительности насоса. Расчет и выбор трубопроводов. Особенность избрания золотниковых распределителей. Определение потерь давления в гидросистеме. Вычисление энергетических показателей гидропривода.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.01.2022Назначение величины рабочего давления в гидросистеме, учет потерь. Определение расчетных выходных параметров гидропривода, диаметров трубопроводов. Расчет гидроцилиндров и времени рабочего цикла. Внутренние утечки рабочей жидкости; к.п.д. гидропривода.
курсовая работа [869,4 K], добавлен 22.02.2012Области применения карьерного самосвала БелАЗ-7555В, его конструктивное исполнение. Выбор гидроцилиндра, гидромотора, насоса, направляющей аппаратуры, регулирующей аппаратуры, фильтра и бака. Гидравлический расчет трубопроводов и гидроцилиндра.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.06.2021Вычисление параметров гидродвигателя, насоса, гидроаппаратов, кондиционеров и трубопроводов. Выбор рабочей жидкости, определение ее расхода. Расчет потерь давления. Анализ скорости рабочих органов, мощности и теплового режима объемного гидропривода.
курсовая работа [988,0 K], добавлен 16.12.2013Работа гидравлической принципиальной схемы. Выбор рабочей жидкости и величины рабочего давления. Расчет основных параметров и выбор гидродвигателя, гидравлических потерь в магистралях. Выбор регулирующей аппаратуры и вспомогательного оборудования.
курсовая работа [639,6 K], добавлен 09.03.2014Расчёт 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 06.02.2011Выбор номинального давления, расчет и выбор гидроцилиндров гидромотора. Определение расхода жидкости, потребляемого гидродвигателями, выбор гидронасоса. Подбор гидроаппаратов и определение потерь давления в них. Проверочный расчет гидросистемы.
курсовая работа [165,3 K], добавлен 24.11.2013Выбор гидродвигателей по заданным нагрузкам. Расчет гидроцилиндров, гидромоторов, потерь давления в гидросистеме, диаметров трубопроводов для контуров. Проверочный расчет гидросистемы, определение КПД. Расчет гидропривода и поверхности теплоотдачи.
курсовая работа [261,0 K], добавлен 14.01.2014Описание работы схемы объемного гидропривода. Расчет и выбор насоса. Основные требования при выборе параметров гидроаппаратов и кондиционеров рабочей жидкости. Потери давления в гидролиниях и гидроаппаратах. Усилия и скорости рабочих органов насоса.
курсовая работа [337,0 K], добавлен 12.01.2016Расчёт 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 17.06.2011Работа гидравлической схемы. Силы, действующие на гидродвигатели. Полезный расход рабочей жидкости, обоснование и выбор ее марки. Гидравлические потери в напорной и сливной магистралях. Выбор насоса и расчет мощности приводного электродвигателя.
курсовая работа [213,8 K], добавлен 26.10.2011Расчет и подбор основных параметров гидродвигателей. Определение полезных перепадов давления и расходов рабочей жидкости. Вычисление гидравлических потерь в напорной и сливной магистралях. Выбор насоса и расчет мощности приводного электродвигателя.
курсовая работа [318,3 K], добавлен 26.10.2011Разработка и расчет технологических параметров привода захвата, вращения, кантователя. Обоснование насосной станции и регулирующей аппаратуры. Расчет трубопровода. Определение числа Рейнольдса. Принцип работы фильтра. Расчет местных потерь давления.
курсовая работа [164,7 K], добавлен 01.12.2015Составление принципиальной гидросхемы и описание ее работы в автоматическом режиме. Расчет параметров и выбор гидроаппаратуры. Потери давления в гидросистеме. Максимально необходимый расход жидкости двумя насосами. Диаметр трубопровода в линии нагнетания.
курсовая работа [246,1 K], добавлен 29.10.2012Принцип действия и схема привода автокрана. Определение мощности гидропривода, насоса, внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости. Выбор гидроаппаратуры, кондиционеров рабочей жидкости. Расчет гидромоторов, потерь давления в гидролиниях.
курсовая работа [479,5 K], добавлен 19.10.2009Гидросистема трелевочного трактора ЛТ-154. Выбор рабочей жидкости. Расчет гидроцилиндра, трубопроводов. Выбор гидроаппаратуры: гидрораспределителя, фильтра, дросселя, предохранительного клапана. Выбор насоса, расчет потерь напора в гидроприводе.
курсовая работа [232,7 K], добавлен 27.06.2016
