Гидравлический привод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

гидравлический энергетический гидропривод механический

Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика проектируемого объекта

1.2 Принцип работы и свойства гидравлической схемы

2. Расчетная часть

2.1 Исходные данные

2.2 Предварительный энергетический расчет. Выбор номинального давления

2.3 Выбор гидродвигателя

2.4 Выбор насоса

2.5 Выбор рабочей жидкости

2.6 Выбор направляющей и регулирующей аппаратуры

2.7 Гидравлический расчет трубопроводов

2.8 Расчет КПД гидросистемы

2.9 Тепловой расчет гидросистемы

2.10 Расчет механической и регулировочной характеристики гидропривода

2.11 Расчет на прочность элементов цилиндра

Заключения и выводы



Введение

Самосвалы серии БелАЗ-7548 грузоподъемностью 42 тонны в 70-80 годах являлись основным технологическим транспортом на карьерах, а также на всех крупных стройках гидротехнических объектов. Этими машинами перевезены миллионы тонн породы при строительстве.

По мере освоения БелАЗом выпуска самосвалов все большей грузоподъемности они стали в основном использоваться на вспомогательных работах. В последнее время сфера их деятельности значительно расширилась, они все больше стали применяться на карьерах средней и малой мощности промышленности нерудных и строительных материалов, при добыче редкоземельных полезных ископаемых в труднодоступных районах, на разработках местной промышленности по добыче полезных ископаемых для предприятий энергетической и строительной индустрии, а также как вспомогательный транспорт на крупных предприятиях по всей стране.

За время производства 42-тонных самосвалов заводом-производителем проделана большая работа по совершенствованию конструкции его узлов и систем, внедрению передовых технических решений, новых высокопрочных материалов и прогрессивных технологий изготовления. Механизм подъема кузова в самосвалах этой модели оснащен объемным гидроприводом.

Гидропривод это совокупность устройств - гидромашин объемного действия и гидроаппаратов, предназначенных для передачи механической энергии и преобразования движения посредством жидкости.

К достоинствам гидропривода относят:

- возможность создания больших передаточных отношений и бесступенчатое регулирование скорости движения выходного звена и усилий в широком диапазоне;

- высокая удельная мощность (вес гидропривода, приходящийся на 1 кВт передаваемой мощности составляет не более 23 Н);

- малая инерционность, что обеспечивает быстрый пуск, реверс, останов (момент инерции подвижных элементов гидропривода в 5..6 раз меньше, чем у электромашин той же мощности);

- возможность просто и надежно предохранять элементы гидропривода и рабочей машины от перегрузок.

Недостатки гидропривода:

- потери энергии значительно выше, чем в электроприводе (гидропривод имеет более низкий КПД);

- влияние условий эксплуатации (температуры) на характеристики гидропривода;

- постепенное снижение КПД в процессе эксплуатации - за счет роста утечек жидкости по мере износа деталей привода.



1. Общая часть

1.1 Характеристика проектируемого объекта

Карьерный самосвал БелАЗ-7548 (рис.1, а) и его модификации грузоподъёмностью 42 т выпускаемые производственным объединением «Белорусский автомобильный завод» предназначены для перевозки вскрышных пород и полезных ископаемых на открытых разработках, а также грунта на строительстве крупных промышленных и гидротехнических объектов по технологическим дорогам в различных климатических условиях

а) БелАЗ-7548 б) БелАЗ-7547

Рисунок 1 Самосвал БелАЗ грузоподъемностью 42т.



Модели самосвала Белаз 7548

В зависимости от установленного на самосвале двигателя завод выпускал следующие модели:

Белаз 7548А - г/п 42т с двигателем ЯМЗ 240НМ-1Б мощностью 368 кВт (500лс)

Белаз 75483 - г/п 42т с двигателем ЯМЗ 8401.10-02 мощностью 405 кВт (550лс)

Белаз 75481 - г/п 42т с двигателем КТА 19С мощностью 441 кВт (600лс).

БелАЗ-7548 снят с производства в 2002 году. Заменен на БелАЗ-7547.

Технические характеристики его приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики БелАЗ-7548 :

БелАЗ	75481	75483	7548A	7548D
Двигатель	ЯМЗ-8401.10-06	КТА-19С	ЯМЗ-240НМ2	DEUTZ BF 8M 1015C
Мощность кВт (л.с.)	405 (550)	448 (600)	368 (500)	400 (544)
Трансмиссия	ГМП (5+2)
Шины	21.00-33
Максимальная скорость, км/ч	50
Радиус поворота, м	10.7
Масса, т	30
Габариты, мм
- длина	8090
- ширина	4620
- высота	4280
Объем платформы, м3
- геометрический	21/19
- с шапкой 2:1	26

Карьерные самосвалы БелАЗ-7547 (рис 1, б) грузоподъёмностью 45 т предназначены для перевозки горной массы и сыпучих грузов на открытых разработках полезных ископаемых, при сооружении крупных промышленных и гидротехнических объектов по технологическим дорогам в различных климатических условиях.

По заказу потребителя машины могут быть укомплектованы централизованной системой смазки, кондиционером, взвешивающим устройством.

Наибольшая эффективность достигается при работе в комплексе с экскаваторами и погрузчиками с вместимостью ковша 6м3.

Технические характеристики его приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Технические характеристики БелАЗ-7547 :

БелАЗ	75471	75473	7547	754D
Двигатель	ЯМЗ-8401.10-06	КТА-19С	ЯМЗ-240НМ2	DEUTZ BF 8M 1015C
Мощность кВт (л.с.)	405 (550)	448 (600)	368 (500)	400 (544)
Трансмиссия	ГМП (5+2)
Шины	21.00-35
Максимальная скорость, км/ч	50
Радиус поворота, м	10.2
Масса, т	33
Габариты, мм
- длина	8090
- ширина	4620
- высота	4390
Объем платформы, м3
- геометрический	21/19
- с шапкой 2:1	26

В настоящее время на Оскольском электрометаллургическом комбинате применяют карьерные самосвалы БелАЗ-7548 грузоподъемностью 42т.

1.2 Принцип работы и свойства гидравлической схемы

Опрокидывающий механизм - гидравлический, обеспечивает подъем, опускание и остановку платформы в любом промежуточном положении. Опрокидывающий механизм состоит из двух телескопических гидравлических цилиндров, трех шестеренных насосов, панели управления, блока гидрораспределителей управления, масляного бака и маслопроводов. Принципиальная схема гидравлической системы опрокидывающего механизма представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 Принципиальная схема гидравлической системы опрокидывающего механизма 1-масляный бак; 2-насос рулевого управления; 3,4-насосы опрокидывающего механизма; 5-панель управления; 6-гидрораспределитель; 7,12-обратные клапаны; 8-блок гидрораспределителей управления; 9,10-гидрораспределители управления; 11-гидроцилиндры; 13-золотник подключения рулевого управления (элемент панели управления); 14-гидросистема рулевого управления; 15-фильтр.

В нейтральном положении выключателя на панели приборов оба электромагнита гидрораспределителя 8 обесточены. Рабочая жидкость от насоса 2 поступает к гидрораспределителю 8 и через клапан 13 переключения насоса в гидросистему 14 рулевого управления. От насосов 3 и 4 рабочая жидкость через каналы в золотнике гидрораспределителя 6 поступает во всасывающую гидролинию насоса 2.При установке выключателя в положение “подъем” золотник гидрораспределителя 9 под действием якоря электромагнита смещается вправо (по рисунку) и рабочая жидкость от насоса 2 через гидрораспределитель 9 по гидролинии управления поступает в левую (по рисунку) торцовую полость золотника гидрораспределителя 6 и золотника 13. Золотники 6 и 13 смещаются в крайнее правое (по рисунку) положение, и поток рабочей жидкости от насосов 2, 3 и 4 через гидрораспределитель 6 и золотник 13 подается в поршневые полости гидроцилиндров 11. При этом рулевое управление порожнего или груженого самосвала отключается.

При выдвижении последних ступеней гидроцилиндров (третьих -- в трехступенчатых и четвертых -- в четырехступенчатых) рабочая жидкость из штоковых (подпоршневых) полостей через дроссель вытесняется в сливную гидролинию. Дроссель в гидролинии опускания обеспечивает давление рабочей жидкости в штоковых полостях гидроцилиндров 2,5-3,0МПа, необходимое для торможения платформы в конце подъема. При приближении груженой платформы к максимальному углу подъема центр тяжести ее смещается назад, ближе к оси. При этом уменьшается необходимое для подъема платформы усилие и соответственно снижается давление рабочей жидкости в напорной гидролинии подъема.

В момент полного растяжения гидроцилиндров открываются установленные в поршнях перепускные клапаны, и рабочая жидкость перетекает из поршневых полостей в штоковые и по гидролинии опускания во всасывающую гидролинию насосов. При установке выключателя в положение “опускание” золотник гидрораспределителя 10 под действием якоря электромагнита смещается в правое (по рисунку) положение и рабочая жидкость поступает в правую (по рисунку) торцовую полость золотника гидрораспределителя 6.Золотник смещается в крайнее левое (по рисунку) положение и штоковые полости гидроцилиндров сообщаются с напорной гидролинией насосов 3 и 4, а поршневые -- со сливной гидролинией. Рабочая жидкость, подаваемая насосами 3 и 4, заполняет штоковые полости гидроцилиндров и происходит принудительное опускание платформы.

Рабочая жидкость, подаваемая насосом 2, поступает в гидросистему рулевого управления. После заполнения штоковых полостей рабочей жидкостью поток ее от насосов 3 и 4 подается через гидрораспределитель 6 во всасывающую гидролинию насосов через дроссель, и платформа начинает опускаться под действием собственного веса. Для остановки платформы в любом промежуточном положении необходимо выключатель на панели приборов установить в положение'' нейтраль ''.

Техническое обслуживание опрокидывающего механизма заключается в промывке бака, проверке герметичности и своевременной подтяжке соединений маслоприводов и шлангов, проверке уровня и замене рабочей жидкости и фильтрующих элементов масляного бака и сапуна. Уровень рабочей жидкости должен находиться посередине между метками указателя уровня масла. При замене масла очистить сливную магнитную пробку.

Ежедневно перед началом и по окончании работы самосвала:

- производить внешний осмотр шестеренчатых насосов;

- следить, чтобы не было утечек в местах соединения гидролиний и присоединения их к насосам, в местах стыка деталей насоса между собой и насоса с фланцем привода;

- проверить надежность крепления насоса с фланцем привода и крышки с корпусом насоса.

Загрязненная рабочая жидкость является основной причиной преждевременного износа и неисправностей узлов опрокидывающего механизма и рулевого управления и, в особенности, насосов высокого давления. Поэтому, для гидросистемы опрокидывающего механизма необходимо применять рабочую жидкость класса чистоты не ниже 12 по ГОСТ17216-71. При заправке бака рабочей жидкостью и при доливке ее необходимо исключить попадание во внутренние полости гидросистем посторонних примесей и воды.

Рисунок 2 - Принципиальная гидравлическая схема опрокидывающего механизма: Н - аксиально-поршневой насос переменной производительности; А1 - гидрораспределитель; А2 - блок управления; А7 - автомат разгрузки насоса; Р9, Р10, Р1, Р2 - распределители; КП1-КП3 - предохранительные клапаны; К1 - переливной клапан; К3 - двухмагистральный клапан; РД - редукционный клапан; Ф1, Ф2 - фильтры; Ц13, Ц14 - цилиндры опрокидывающе-го механизма; М1, М2 - манометры (устанавливаются при диагностике гидросистемы); I - в гидросистему рулевого управления и тормозных систем; II - из коллектора рулевого управления



Поток рабочей жидкости от насоса по напорным гидролиниям через распределитель А1 поступает в поршневые полости гидроцилиндров Ц13 и Ц14, звенья которых раздвигаются и поднимают плат-форму. При этом штоковые полости гидроцилиндров соединяются гидрораспределителем Р2 со сливом в бак через фильтр Ф2.

Предохранительные клапаны КП1 и КП2 непрямого действия состоят их основного клапана и вспомогательного. При перегрузке гидросистемы вспомогательные клапаны открываются и сообщают полость за дросселем основных клапанов со сливной гидролинией.

Перепад давления, возникший в результате расхода жидкости через дроссель, нарушает равновесие основных клапанов. Они открываются и сообщают напорные гидролинии со сливом. Насос выходит на нулевую производительность.

При установке выключателя на панели приборов в положение “Опускание” золотник гидрораспределителя Р9 перемещается в крайнее правое (по рисунку) положение. Рабочая жидкость по гидролинии управления поступает в верхние (по рисунку) торцевые полости золотников гидрораспределителей Р1 и Р2 и перемещает их в крайнее нижнее (по рисунку) положение.

Поток рабочей жидкости от насоса по напорной гидролинии поступает в штоковые полости гидроцилиндров Ц13 и Ц14, звенья которых складываются и платформа опускается. При этом поршневые полости гидроцилиндров соединяются гидрораспределителями Р1 и Р2 со сливом в масляный бак че-рез фильтр Ф2.

Для остановки платформы в любом промежуточном положении в процессе подъема или опускания переключатель необходимо установить в положение “Нейтраль”. При этом золотники Р9, Р1 и Р2 устанавливаются в среднее положение. Рабочая жидкость в поршневых и штоковых полостях гидроцилиндров запирается и платформа удерживается в промежуточном положении.

При включенном на панели приборов переключателе реверсора тягового электропривода в положение “Вперед”, при наличии сигнала от датчика положения платформы о том, что она находится в положении “платформа опущена”, при установке переключателя управления платформой в положение “Опускание” включается плавающее положение платформы, при этом на электромагнит гидрораспределителя Р10 подается ток. Золотник гидрораспределителя перемещается и соединяет задроссельные полости переливных клапанов К1 со сливной гидролинией. Давление за дросселем переливного клапана уменьшается, клапан открывается и соединяет поршневые полости гидроцилиндров со сливной гидролинией, что исключает подъем платформы.

ДЛЯ ИСКЛЮЧЕНИЯ ЖЕСТКОЙ ПОСАДКИ ПЛАТФОРМЫ НА РАМУ ПРИ ОПУСКАНИИ ПОРОЖНЕЙ ПЛАТФОРМЫ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ПОСЛЕ СКЛАДЫВАНИЯ ПЕРВОЙ СТУПЕНИ УСТАНОВИТЬ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ РЕВЕРСОРА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА В ПОЛОЖЕНИЕ “ВПЕРЕД”, А ЗАТЕМ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ПЛАТФОРМЫ УСТАНОВИТЬ В ПОЛОЖЕНИЕ “НЕЙТРАЛЬ”.

Для исключения самопроизвольного опускания платформы при маневрировании самосвала во время разгрузки электромагнит гидрораспределителя Р10 отключается от сети выключателем блокировки опускания платформы, установленным на панели приборов.

14.2 Узлы опрокидывающего механизма

Насос. В гидросистеме опрокидывающего механизма установлен аксиально-поршневой насос A11VLO260 переменной производительности фирмы «Вosch Rexroth». Насос устанавливается на третьей поперечине рамы.

Привод насоса 7 (рисунок 14.2) осуществляется от фланца тягового генератора 1 карданным валом 3 через фланец 4, установленный на шлицевом валу насоса.

Насос 7 с кронштейном 5 установлен соосно с тяговым генератором.

Допустимое смещение осей:

- в вертикальной плоскости 0 - 40 мм, регулировать пластинами 13;

- в горизонтальной плоскости до 3-х мм, регулировать перемещением кронштейна 5;

- перекос осей до 0,5 мм на длине 100 мм.

Аксиально-поршневой насос переменной производительности с бесступенчатым регулированием потока рабочей жидкости.

Насос состоит из качающего узла и блока регулятора. Качающий узел преобразует крутящий момент на валу в возвратно-поступательное движение поршней, которые за первую половину оборота всасывают рабочую жидкость, а за другую половину оборота нагнетают ее.

Качающий узел включает вал 3 (рисунок 14.3), установленный в корпусе 5 на подшипниках 4 и 12. Со стороны приводного конца вала насос закрывается крышкой 1 с манжетой 2. Блок цилиндров 10 установлен на приводном вале на шлицах. Поршни 18 перемещаются в цилиндрах блока, всасывая и нагнетая рабочую жидкость через пазы распределителя 15 в каналы блока регулятора 8 и нагнетающую линию насоса.

Блок регулятора предназначен для бесступенчатого изменения подачи насоса. Величина хода поршней определяется углом наклона опорной плиты 6, который определяется положением золотника клапана отсечки расхода рабочей жидкости по давлению и ограничению максимальной подачи 21. Клапан отрегулирован на максимальное давление 17,5 МПа.

Золотник клапана 20 отрегулирован на давление 3 - 3,2 МПа и служит для ограничения расхода рабочей жидкости в систему рулевого управления.

Минимальная и максимальная подача насоса ограничивается регулировочными винтами 7.

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ РЕГУЛИРОВКА НАСОСА ВИНТАМИ 7 И РЕГУЛИРОВКА КЛАПАНОВ 20 И 21! РЕГУЛИРОВКУ ДОЛЖНЫ ОСУЩЕСТВЛЯТЬ СПЕЦИАЛЬНЫЕ СЕРВИСНЫЕ СЛУЖБЫ ИЛИ ОБУЧЕННЫЙ ПЕРСОНАЛ.

Насос является основной и наиболее дорогой частью гидросистемы, поэтому надежная работа насоса служит залогом успешной работы гидросистемы в целом.

Основные причины снижения срока службы и возникновения неисправностей насоса:

- загрязнение рабочей жидкости или использовании ее с отработанным ресурсом;

- использование несогласованных марок рабочих жидкостей или не в соответствии с сезоном эксплуатации;

- перегрев рабочей жидкости;

- попадание воздуха во всасывающую магистраль из-за не герметичности всасывающих магистралей;

- разрежение во всасывающей магистрали более 0,2 атм. из-за загрязнения воздушного фильтра сапуна, низкого уровня рабочей жидкости или неполного открытия заслонки масляного бака;

- запуск насоса после ремонта гидросистемы без предварительного заполнения рабочей жидкостью дренажной полости и магистрали всасывания или запуск с поднятой платформой и соответственно уменьшенным уровнем рабочей жидкости в масляном баке.



Рисунок 14.2 - Установка насоса объединенной гидравлической системы: 1 - фланец тягового генератора; 2, 6, 9 - болты; 3 - карданный вал; 4, 10 - фланцы; 5 - кронштейн насоса; 7 - аксиально-поршневой насос; 8 - лонжерон рамы правый; 11 - гайка; 12 - втулка; 13 - регулировочные пластины; 14 - стяжка

Для исключения работы насоса без смазки после ремонта или технического обслуживания гидросистемы при пуске двигателя самосвала необходимо предусмотреть принудительное удаление воздуха из завоздушенных всасывающих магистралей, для чего:

- открыть заслонку масляного бака;

- ослабив пробку 19, удалить воздух из корпуса насоса. После удаления воздуха пробку затянуть.



Рисунок 14.3 - Аксиально-поршневой насос:

1 - крышка; 2 - манжета; 3 - приводной вал; 4, 12 - подшипники; 5 - корпус насоса; 6 - опорная плита; 7 - регулировочный винт; 8 - блок регулятора; 9, 14 - пружины; 10 - блок цилиндров; 11 - рычаг; 13, 16 - плунжер; 15 - распределитель; 17 - тяга; 18 - поршень; 19 - пробка; 20, 21 - клапаны

Фильтр. В напорной линии аксиально-поршневого насоса установлен фильтр Ф1 (смотри рисунок 14.1).

В корпусе 6 (рисунок 14.4) установлен фильтрующий элемент 7. Для обеспечивания герметичности с одной стороны фильтрующего элемента находится заглушка 4, с другой стороны - втулка 10, в канавки которых установлены уплотнительные кольца. Заглушка, фильтрующий элемент и втулка поджимаются пружиной 3 к крышке фильтра 13, которая навернута на корпус.

В крышку фильтра вмонтирован перепускной клапан, который срабатывает при загрязнении фильтрующего элемента. Фильтр отделяет из рабочей жидкости механические примеси размером более 0,01 мм.

В крышку фильтра вмонтирован индикатор засоренности 16, который при загрязнении фильтрующего элемента подает сигнал на контрольную лампу на панели приборов. При срабатывании контрольной лампы заменить фильтрующий элемент.

Рисунок 14.4 - Фильтр:

1 - пробка; 2, 5, 9, 15, 17, 18 - уплотнительные кольца; 3, 12 - пружины; 4 - заглушка; 6 - корпус фильтра; 7 - элемент фильтрующий; 8 - шайба защитная; 10 - втулка; 11 - клапан; 13 - крышка фильтра; 14 - направляющая клапана; 16 - индикатор засоренности

Сливной коллектор установлен в сливной линии гидросистемы и предназначен для очистки рабочей жидкости от загрязнителей металлического происхождения (стружка, окалина и т.д.).

Рабочая жидкость по сливным маслопроводам через отверстия в корпусе 3 (рисунок 14.5) поступает во внутреннюю полость. Магниты 4 очищают рабочую жидкость от металлических частиц, и она поступает на слив в масляный бак.

Рисунок 14.5 - Сливной коллектор: 1 - кольцо; 2 - сепаратор магнитный; 3 - корпус; 4 - магнит

Патрубок всасывающий с магнитом.

Во всасывающем патрубке 1 (рисунок 14.6) насоса установлен магнитный сепаратор 3. Он предназначен для очистки рабочей жидкости от загрязнителей металлического происхождения (стружка, окалина и т.д.).

Рисунок 14.6 - Патрубок всасывающий с магнитом:

1 - патрубок всасывающий; 2 - кольцо; 3 - сепаратор магнитный; 4 - болт

Гидрораспределитель предназначен для изменения направления потока рабочей жидкости от насоса к штоковым и поршневым полостям гидроцилиндров или на слив в масляный бак.

Он состоит из двух нагнетательных корпусов 1 и 3 (рисунок 14.7), сливного корпуса 2, двух распределителей золотникового типа 5, двух переливных клапанов 8, трех предохранительных клапанов непрямого действия. Каждый предохранительный клапан состоит из клапана 6 и вспомогательного клапана 7.

Золотники 13 гидрораспределителей - трехпозиционные, с пружинным возвратом в нейтральное положение. Золотники перемещаются давлением рабочей жидкости поступающей от блока управления, которое подводится к торцевым крышкам 9 гидрораспределителей.

Предохранительный клапан работает следующим образом. При превышении давления в гидросистеме выше давления настройки клапана 27, клапан открывается и соединяет задросельную полость клапана 19 со сливом. При этом клапан 19 перемещается, сжимая пружину 20, и соединяет нагнетательную линию насоса со сливом. Стержень 24 поддерживает клапан настройки 27 и препятствует автоколебаниям клапана.

При включении плавающего положения платформы гидрораспределитель блока управления соединяет задроссельные полости переливных клапанов 8 со сливной гидролинией. Давление за дросселем переливного клапана уменьшается, клапан открывается и соединяет поршневые полости гидроцилиндров со сливной гидролинией, что исключает подъем платформы при движении самосвала. От насоса поток рабочей жидкости подводится к каналам VII и VIII. При нейтральном положении золотника каналы VII и VIII соединены с каналом III. При подводе управляющего давления от блока управления в каналы I или V золотник 13 смещается и направляет поток рабочей жидкости от насоса через каналы II или IV в определенные полости гидроцилиндров. При этом обратные полости соединяются со сливной гидролинией.



Рисунок 14.7 - Гидрораспределитель: 1, 3 - нагнетательные корпуса; 2 - сливной корпус; 4 - переходная плита; 5 - распределитель; 6 - клапан; 7 - вспомогательный клапан; 8 - переливной клапан; 9, 21, 22 - крышки; 10, 12, 16 - опоры пружин; 11, 15 - хвостовики; 14, 20, 28 - пружины; 13 - золотник; 17 - корпус; 18 - седло; 19 - клапан; 23 - заглушка; 24 - стержень; 25 - седло; 26 - корпус; 27 - клапан настройки; 29 - поршень; 30 - регулировочный болт; 31 - крышка пружины; I, V - каналы подвода управляющего давления от блока управления; II, IV - каналы, связанные с поршневыми и штоковыми полостями гидроцилиндров; VI, IX - полости, связанные со сливной гидролинией; III, VII, VIII - полости, связанные с напорными гидролиниями от насоса; X - канал управления переливным клапаном

Блок управления предназначен для управления подъемом, опусканием и остановкой платформы в промежуточных положениях. Он состоит из корпуса 19 (рисунок 14.8), к которому крепятся гидрораспределители 15 с электромагнитным управлением. В канале корпуса размещены гильза 9 и золотник 11 редукционного клапана, который настраивается на определенное давление регулировочным болтом 1. Каналы в корпусе маркируются буквами ударным способом.

Редукционный клапан снижает давление рабочей жидкости, поступающей от насоса до (4±0,2) МПа, и поддерживает его постоянным в гидросистеме управления опрокидывающего механизма.

Для настройки редукционного клапана подвести давление 4 - 20 МПа рабочей жидкости в канал Р, отвести слив в бак из канала Т1, присоединить манометр с пределом измерений 10 МПа к ниппелю 21 и открыть запорную иглу 24. При выключенных электромагнитах настроить редукционный клапан регулировочным болтом 1 на давление (4±0,2) МПа.

Рисунок 14.8 - Блок управления: 1 - болт регулировочный; 2 - гайка; 3 - крышка пружины; 4 - заглушка пружины; 5, 10, 12 - уплотнительные кольца; 6 - пружина клапана; 7, 13 - крышки; 8 - упор пружины; 9 - гильза; 11 - золотник; 14 - заглушка гильзы; 15 - гидрораспределитель; 16 - контргайка; 17 - толкатель ручного управления аварийный; 18 - винт; 19 - корпус блока управления; 20 - крышка защитная; 21 - ниппель для подключения манометра; 22 - болт; 23 - пробка; 24 - игла запорная; 25 - корпус клапана; X, Y - каналы для подвода давления к полостям панели управления (подъем-опускание); А, B - каналы управления переливными клапанами в режим "плавающего положения"; T, Т1, Т2 - каналы слива в бак; P - канал подвода рабочей жидкости от насоса; R - ручное устройство аварийного управления

Автомат разгрузки насоса поддерживает давление рабочей жидкости в гидросистеме рулевого управления и тормозной системы в пределах 13,5 - 17 МПа посредством управления линией “LS” регулятора насоса переменной производительности. От насоса рабочая жидкость поступает через коллектор рулевого управления на зарядку пневмогидроаккумуляторов и по каналу II (смотри рисунок 14.1) поступает в вывод Р (рисунок 14.9) автомата разгрузки насоса.

Рабочая жидкость по каналам в корпусах 2 и 14, плунжере 12 поступает под торец золотника 6 и перемещает его вниз (по рисунку), при этом открывается проход рабочей жидкости из вывода Р к выводу А. Далее через двухмагистральный клапан рабочая жидкость поступает в блок регулятора насоса и выводит его на максимальную производительность.

При достижении давления в пневмогидроаккумуляторах 17 - 17,5 МПа плунжер 12, шарики 11 и 15 преодолевая усилие пружины 18 перемещаются вправо (по рисунку), шарик 11 перекрывает подвод рабочей жидкости к торцевой полости золотника 6, в это время шарик 15 открывает проход рабочей жидкости из торцевой полости золотника 6 на слив. При этом золотник 6 под действием пружины 3 перемещается вверх (по рисунку) перекрывая подвод рабочей жидкости из вывода Р в вывод А, при этом открывается проход рабочей жидкости из вывода А к выводу Т. Линия управления блока регулятора насоса соединяется через выводы А и Т автомата разгрузки со сливом и насос выводится на минимальную производительность.

При этом давление в нагнетательной линии насоса уменьшается с 17 - 17,5 МПа до 2 - 2,8 МПа. Настройка верхнего давления рабочей жидкости в пневмогидроаккумуляторах производится изменением усилия сжатия пружины регулировочным болтом 22.

При снижении давления рабочей жидкости в пневмогидроаккумуляторах до 14 - 13,5 МПа плунжер 12 и шарики 11 и 15 усилием пружины 18 возвращаются в исходное положение. В верхнюю торцевую полость золотника 6 по каналам подается рабочая жидкость под давлением, плунжер перемещается вниз соединяя выводы Р и А.

Рисунок 14.9 - Автомат разгрузки насоса: 1 - заглушка; 2, 14 - корпуса; 3, 10, 18 - пружины; 4 - пробка; 5, 13 - гильзы; 6 - золотник; 7, 17, 22 - болты; 8, 20 - крышки; 9, 19 - заглушки; 11, 15 - шарики; 12 - плунжер; 16 - сухарь; 21 - гайка Р - вывод, соединенный с коллектором; Т - вывод, соединенный со сливом; А - вывод, соединенный с линией “LS” регулятора насоса переменной производительности

Клапан двухмагистральный выполняет в гидросистеме роль логического элемента “или”, обеспечивает соединение вывода II с одной из гидравлических линий I или III в зависимости от величины давления в них.

Клапан состоит из корпуса 4 (рисунок 14.10) внутри которого установлен упор 1, гильза 2 и крышка 7, которая заворачивается в резьбовое отверстие корпуса. Внутри гильзы 2 перемещается золотник 3. Герметичность соединений обеспечивается уплотнительными кольцами.

Рисунок 14.10 - Клапан двухмагистральный:

1 - упор; 2 - гильза; 3 - золотник; 4 - корпус; 5 - уплотнительное кольцо; 6 - защитное кольцо; 7 - крышка I - вывод к автомату разгрузки насоса; II - вывод к линии “LS” регулятора насоса; III - вывод к блоку управления

Цилиндры опрокидывающего механизма - телескопические, трехступенчатые, с одной ступенью двойного действия.

В процессе подъема рабочая жидкость поступает через полость I (рисунок 14.11) по внутренней трубке 7 в поршневую полость III. Под давлением рабочей жидкости крышка 10 и жестко связанная с ней наружная труба 11 перемещается. В конце выдвижения наружная труба буртиком упирается в буртик второй выдвижной трубы 17 и начинается ее выдвижение. Затем выдвигается третья труба 18 вместе со втулкой 6. При полностью выдвинутой третьей трубе втулка перемещает толкатели 16, открывает шарики 15 перепускных клапанов и сообщает поршневую и штоковую полости между собой. Рабочая жидкость, нагнетаемая насосом, сливается в масляный бак.

Опускание платформы происходит принудительно. Рабочая жидкость подается через полость IV в штоковую полость II, и труба 18 вместе с втулкой 6 перемещается вниз до упора стопорной гайки 3 в головку цилиндра 23. Вытесняемая из поршневой полости III рабочая жидкость по внутренней трубе 7 сливается в масляный бак. Складывание первой и второй ступени происходит под весом порожней платформы.

На самосвалах, изготавливаемых со второго квартала 2015г, в опрокидывающем механизме устанавливаются цилиндры измененной конструкции (рисунок 14.11а).

В процессе подъема рабочая жидкость поступает через полость IV по внутренней трубке 14 в поршневую полость III. Под давлением рабочей жидкости крышка 28 и жестко связанная с ней болтами 25 наружная труба 18 перемещаются. В конце выдвижения наружная труба ограничительным кольцом 12 упирается в буртик второй выдвижной трубы 17 и начинается ее выдвижение до упора ограничительным кольцом 32 в буртик трубы 16.



Рисунок 14.11 - Цилиндр опрокидывающего механизма:

1 - стопорное кольцо; 2, 5, 8, 12, 22, 25, 30, 31 - уплотнительное кольцо; 3 - ограничительная гайка; 4, 27, 34 - предохранительное кольцо; 6 - втулка; 7 - внутренняя труба цилиндра; 9 - шток с поршнем; 10 - крышка цилиндра; 11 - наружная труба; 13 - ограничительное кольцо; 14 - гнездо клапана; 15 - шарик; 16 - толкатель; 17, 18 - труба цилиндра; 19, 20, 24, 28, 33 - направляющее кольцо; 21, 29, 32, - защитная шайба; 23 - головка цилиндра; 26 - защитное кольцо I - полость, сообщающаяся с поршневой полостью; II - штоковая полость; III - поршневая полость; IV - полость, со-общающаяся со общающаяся со штоковой полостью

Крепление гидроцилиндров к раме и платформе осуществляется при помощи сферических подшипников 5 (рисунок 14.12). Смазка нижних и верхних опор производится через масленки 6.



Рисунок 14.12 - Установка цилиндра опрокидывающего механизма:

1 - кронштейн; 2 - цилиндр опрокидывающего механизма; 3 - крышка; 4 - сальник; 5 - сферический подшипник; 6 - масленка

Масляный бак объединенной гидросистемы опрокидывающего механизма, рулевого управления и тормозных систем несущей конструкции, сварной устанавливается на левом лонжероне рамы.

Рабочая жидкость из бака поступает к насосу при открытой заслонке 17 (рисунок 14.13) через всасывающие патрубки 6, расположенные в днище бака. Слив рабочей жидкости в бак из гидросистемы происходит через каналы в плите 3.

Уровень рабочей жидкости в баке контролируется визуально верхним и нижним указателями через глазки 11 уровня. Уровень рабочей жидкости должен быть не выше середины верхнего глазка при разряженных пневмогидроаккумуляторах и не ниже середины нижнего глазка при заряженных пневмогидроаккумуляторах.

Масляный бак оборудован электрическим датчиком, который при понижении уровня рабочей жидкости до аварийного, а также при работе опрокидывающего механизма подает сигнал на включение контрольной лампы, расположенной на панели приборов, датчиком засоренности фильтрующего элемента 14 фильтра и датчиком контроля температуры рабочей жидкости.

Избыток рабочей жидкости сливается через сливные клапаны 4. Для полного слива рабочей жидкости из бака дополнительно отворачиваются магнитные сливные пробки 7.

Перед снятием всасывающих рукавов насоса масляный бак перекрывается заслонкой 17. Заслонка закрывается вращением колпака 18 против часовой стрелки.

Перед пуском двигателя после ремонта гидросистемы заслонку необходимо открыть, так как при закрытой заслонке рабочая жидкость не будет поступать к насосу и он выйдет из строя.

В корпусе бака в сливной магистрали гидросистемы установлен одноступенчатый масляный фильтр с предохранительным клапаном 12, срабатывающим при загрязнении фильтрующего элемента 14.

Заправка бака рабочей жидкостью производится от маслораздаточной колонки через горловину, закрытую пробкой 15 или специальным заправочным устройством через заправочный клапан 5.



Рисунок 14.13 - Масляный бак:

1 - сапун; 2 - корпус бака; 3 - плита; 4 - сливной клапан; 5 - заправочный клапан; 6 - всасывающие патрубки; 7 - проб-ка сливная магнитная; 8 - корпус заправочного клапана; 9 - шарик; 10 - крышка; 11 - глазок; 12 - предохранительный клапан; 13 - крышка фильтра; 14 - фильтрующий элемент; 15 - пробка; 16 - корпус фильтра с сеткой; 17 - заслонка; 18 - колпак; 19 - прижим фланца

Датчик положения платформы.

На задней поперечине рамы установлен датчик 1 (рисунок 14.14) положения платформы.

При подъеме платформы на угол более 30 датчик срабатывает, при этом на панели приборов загорается контрольная лампа, информирующая водителя о том, что платформа находится в поднятом положении.

Механизм ограничения подъема платформы.

Для автоматического отключения подъема платформы предназначен механизм ограничения. При подъеме на 43 - 450 (конец подъема) срабатывает бесконтактный датчик 7 (смотри рисунок 14.14). Происходит размыкание электрической цепи питания электромагнита подъема и автоматическая остановка платформы, вследствие чего уменьшаются динамические нагрузки на гидроцилиндры.

Установка и регулировка датчика положения платформы и датчика механизма ограничения подъема платформы производится при монтаже самосвала (смотри инструкцию по монтажу) после установки платформы во избежание повреждения датчиков.

Рисунок 14.14 - Установка датчика положения платформы и датчика механизма ограничения подъема платформы: 1, 7 - датчики; 2, 5, 8 - болты; 3, 6, 9 - кронштейны; 4 - шпилька; 10 - пружина; 11 - кронштейн выключателя; 12 - натяжитель пружины; 13 - рычаг выключателя

2. Расчетная часть

2.1 Исходные данные

Наименование показателя	Кол-во
Усилие, кН	50
Скорость, м/с	0,16
Частота вращения вала гидромотора nм , об/мин	1500
Длина гидролинии от бака к насосу (всасывающей) lвс, м	0,6
Длина гидролинии от насоса к распределителю (напорной) lнап, м	3,5
Длина гидролинии от распределителя к ГЦ (исполнительной) lисп, м	2,5
Максимальная температура рабочей жидкости tж, 0С	6,5
Максимальная температура рабочей жидкости tж, 0С	50
Температура окружающей среды tокр0С	20

Гидросхема

1 - насос нерегулируемый с постоянным направлением потока жидкости 2 - гидромотор нерегулируемый, реверсивный 3 - четырёх линейный трёх позиционный гидрораспределитель 4 - регулируемый дроссель 5 - предохранительный клапан 6 - ёмкость жидкости (бак под атмосферным давлением) 7 - фильтр 8 - гидроцилиндр одноштоковый с двухсторонним подводом жидкости 9 - гидрозамок двустороннего действия 10 - делитель

2.2 Предварительный энергетический расчет. Выбор номинального давления

При предварительном расчете привода на основании принятого нагрузочного режима определяются нагрузки на его выходное звено, принимается номинальное давление.

Средняя мощность механизма Nср, кВт, для гидропривода поступательного движения определится:

Nср=N вых= F• х

где F- усилие, кН

х- скорость выходного звена механизма, м/с

Nср=45•0,16=7,2 кВт

Мощность на входе гидродвигателя, Nвх, кВт, при з0 = 0,88

Nвх=(1/з0)•Nср

где з0 =0,88- объемный КПД

Nвх=(1/0,88) •7,2=8,1 кВт

Давление в гидросистеме зависит от типа насоса и назначения гидропривода. Давления насоса должно быть тем больше, чем больше нагрузка или мощность приводимого в движение механизма. Малые давления приводят к возрастанию габарита и веса, но способствуют плавной и устойчивой работе; большие давления, снижая габариты и вес, усложняют конструкцию и эксплуатацию гидросистем, уменьшают долговечность гидрооборудования. Номинальное давление обычно выбирают на основании существующих рекомендаций и статистических данных, полученных при практическом использовании машин данного типа. При этом за величину расчетного давления принимают номинальное давление насосов, серийно выпускаемых промышленностью и использованных в машинах, аналогичных проектируемой.

Номинальное давление в гидросистеме Рн назначают в соответствии с нормальным рядом давлений по ГОСТ 12445-80 (Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Номинальные давления) (МПа):1,0;1,6; 2,5; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32.

Рекомендуются следующие соотношения мощности гидропривода и номинального рабочего давления:

Таблица

Мощность, кВт	до 0,1	0,1 - 1,0	1,0 - 5,0	5,0 - 20,0	свыше 20
Номинальное давление, МПа	1,0	1,0 - 6,3	6,3 - 10	10,0 - 16,0	16,0 - 25,0

Выбираем номинальное давление Pн=10 МПа

Рабочее давление, Рраб, МПа в соответствии с рассчитанной мощностью

Рр = Рн •( F/Fмакс )

Рр=10•(45/49,5)=9 МПа

Номинальная мощность гидродвигателя, Nн, кВт определится:

Nн=(Nвых•Pн )/Pр (2.4)

Nн=(7,2•10)/9=8 кВ

Таким образом, гидродвигатель должен иметь номинальное рабочее давление Рном=10 МПа и номинальную мощность не менее Nн=8 кВт, а насос должен иметь максимальное рабочее давление не ниже Pном=10 МПа.

Мощность приводного двигателя, Nпр кВт:

Nпр=Nвх /зд (2.5)

где зд - механический КПД приводного двигателя, которую принимаем равной 0,9

Nпр=8,1/0,9=9 кВт

2.3 Выбор гидродвигателя

Выбор осуществляется по его внутреннему диаметру, исходя из требуемой рабочей площади FT в м2

R - усилие на штоке, кН

P - давление жидкости в гидросистеме, МПа

k - коэффициент запаса по усилию (k = 1, когда дроссель).

м2

Исходя из Fт, внутренний диаметр dп определяется:

Диаметр округляется до стандартного ближайшего размера:

По принятому значению dп, выбирается диаметр штока:

Диаметр округляется до стандартного ближайшего размера:

Далее выбираем гидромотор. Выбор его осуществляется по требуемой мощности .

Заданная мощность гидромотора определяется:

М - заданное значение момента,

кВт

По справочной литературе выбирается необходимый гидромотор. При этом учитывается, что мощность гидромотора должна быть не менее 1,1…1,25 от заданной, а угловая скорость вала и рабочее давление гидромотора должна быть не менее заданных.

Выбираю аксиально-поршневой гидромотор МР-0,25/10

- рабочий объём 250 см3/об

- номинальное давление 10 МПа

- крутящий момент 380 Нм

- Угловая скорость вращения 17 с-1

- Частота вращения 160 об/мин

- полный КПД 0,89



2.4 Выбор насоса

Основной параметр для выбора насоса является требуемая подача Qт и заданное давление P.

Расход жидкости определяется:

V - заданная скорость перемещения выходного звена гидродвигателя (штока гидроцилиндра), м/с

Fпр - рабочая площадь со стороны подвода жидкости в гидроцилиндр, м2

m - число одновременно работающих цилиндров (m=1)

nоб - объёмный КПД гидроцилиндра (nоб=1)

По полученному значению требуемой подачи выбирается насос. Подача его должна быть на 5% больше требуемой для компенсации потерь

Выбираю радиально-поршневой насос НП-120 со следующими параметрами:

- рабочий объём

- рабочее давление 10МПа

- частота вращения с-1

- КПД полный 0,85

- масса, 115 кг

- производительность

Теоретическая производительность насоса определяется:

2.5 Выбор рабочей жидкости

Рабочие жидкости бывают на нефтяной и синтетической основе. В основном применяют рабочие жидкости на нефтяной основе с различными улучшающими свойства масел присадками. Присадка способствует сохранению механических свойств масел при повышенных температурах, уменьшают пенообразование, улучшают их сопротивление износу и антикоррозионные свойства. Концентрация присадок в рабочих жидкостях составляет от 0,05% до 22%.

Рабочая жидкость должна удовлетворять двум условиям:

1) Температура застывания должна быть на 15-20 0С ниже наименьшей температуры окружающей среды.

2) При давлении до 7 МПа рекомендуется применять минеральные масла, имеющие =(16,5…20,5) 10-6 м2/с при t =50 0C.

Для данного типа насоса и заданной температуры окружающей среды применимо масло индустриальное 45 со следующими параметрами:

- кинетическая вязкость х = 38-52

- плотность с =890

- температура застывания tз = -100С

- температура вспышки tв = 1900С

2.6 Выбор направляющей и регулирующей аппаратуры

Согласно принципиальной схеме выбираем гидроаппараты: распределитель жидкости, предохранительный клапан, фильтр, установленный в напорном трубопроводе.

Гидроаппаратура выбирается исходя из данных таблиц, при соблюдении следующих условий:

Pn>P

где Pn и P - соответственно номинальное паспортное давление гидроаппарата и расчётный перепад давления на исполнительном органе привода.

Qn>Qб

где Qn и Qб - соответственно номинальный паспортный объёмный расход гидроаппарата и расчётный максимальный расход на входе в исполнительный орган привода.

Выбор распределителя жидкости

Распределитель жидкости выбираем по типу, номинальному давлению и требуемому расходу гидроцилиндра.

Выбираем гидроспределитель типа Р102-АИ64

- номинальное давление Рном = 20 МПа

- номинальный поток Qp = 40

- потери давления ?Pр = 0,3 МПа

-потери расхода Q= 0,2 л/мин

Выбор предохранительного клапана

С целью предохранения гидравлическую систему от недопустимых давлений конструкции машины от перегрузок параллельно напорной гидролинии устанавливают предохранительный клапан.

Выбираю клапан марки 20-200-1-2 с параметрами:

- номинальный поток 100

- номинальное давление 20 МПа

- потери расхода ?Q = 0,20 л/мин

Выбор дросселя

Требуемую скорость выходного звена в приводах с нерегулируемыми гидромашинами можно получить установкой в схему дросселя.

Определяется требуемый расход дросселя:

Определяется площадь расходного окна:

м = 0,62 - коэффициент расхода жидкости

Uдр=1 - параметр регулирования дросселя

с = 890 плотность жидкости

?Pдр - перепад давления в дросселе

Тип дросселя	Параметры
	Номинальное давление Pдр, МПа	Номинальный расход Qдр,	Площадь расходного окна fдр,	Потери давления ?Pдр, МПа
Г77-33	12,5	35	0,21	0,2

Выбираем делитель потока, для деления потока на 2 части с целью синхронизации движения исполнительных органов независимо от величин действующих на них нагрузок.

Выбираю делитель потока КД-12/20

Потери давления 0,8МПа

Выбор фильтра

Выбор фильтра осуществляется в зависимости от необходимости фильтрации.

Выбираю фильтр ФП7 со следующими параметрами:

Номинальный поток

Тонкость фильтрации 25 мкм

Номинальное давление 20 МПа

Потери давления 0,06 Мпа

2.7 Гидравлический расчет трубопроводов

Гидравлический расчет трубопроводов сводится к определению их геометрических параметров (длины трубопровода, внутренний диаметр), потерь энергии на трение при движении жидкости по трубопроводам и потерь на местных гидравлических сопротивлениях.

Соединение гидроаппаратов производится стальными бесшовными трубами. Максимально возможный расход жидкости в сливной гидролинии больше подачи насоса в случае объединения нескольких потоков или когда жидкость сливается из поршневой полости гидроцилиндра с односторонним штоком.

В этом случае максимальный расход определяется:

- площадь поршня,

- площадь штока,

- подача насоса,

Расход жидкости трубопровода взаимосвязан с его внутренним диаметром и скорости движения жидкости.

Для напорных и сливных трубопроводах:

P - давление жидкости в трубопроводе, МПа

Принимаю скорость во всасывающем трубопроводе:

Внутренний диаметр трубопровода определяется:

По ГОСТу принимаю:

для напорных и сливных d = 28 мм D = 38 мм

для всасывающего d = 48 мм D = 56 мм

Длины участков трубопроводов, связывающих отдельные гидроаппараты схемы, зависят от размеров гидромоторов и взаимного расположения аппаратов.

Рассчитываю следующие максимальные значения длин трубопроводов:

всасывающего

напорного (от насоса до распределителя)

напорного (от распределителя до гидродвигателя)

сливного

Потери давления складываются из потерь давления на преодоление сопротивления трубопроводов ?Pтр и местных сопротивлений ?Pм.с.

?P = ??Pтр + ??Pм.с.

Для расчета потерь энергии расчетную гидросхему привода разбивают на участки, отличающихся друг от друга расходом жидкости, диаметром трубопровода, наличием местных сопротивлений. Расчёт потерь энергии производится отдельно для всасывающей, напорной и сливной гидролинии.

Потери давления по длине трубопровода на каждом участке определяется по формуле:

L - длина участка трубопровода со скоростью жидкости Vж,

d - внутренний диаметр трубопровода, м

с - плотность жидкости,

л - коэффициент сопротивления рассматриваемого участка трубопровода.

Для определения л, необходимо посчитать число Рейнольдса для напорной и сливной гидролинии:

х - кинематическая вязкость жидкости,

т.к. Re > 316, то

Для участка от насоса до распределителя:

Для участка то распределителя до гидроцилиндра:

Для сливной магистрали:

Суммарные потери для всасывающей магистрали:

Для напорной магистрали:

?= + = 0,031 + 0,063= 0,094 МПа

Рассчитываю потери давления в гидроаппаратуре, входящей в разработанную схему:

?Pном - потери давления в гидроаппаратуре при номинальном расходе Qном (паспортные данные)

- потери давления в распределителе

-потери давления в делителе потока

- потери давления предохранительном клапане

- потери давления в фильтре

-потери давления в дросселе

= 0,2 МПа

-потери давления на местные сопротивления во всасывающей магистрали

-потери давления на местные сопротивления в сливной магистрали



-потери давления на местные сопротивления в напорной магистрали

-общие потери давления для всасывающей магистрали

-общие потери давления в напорной магистрали

-общие потери давления в сливной магистрали

Общие потери давления

После определения потерь давления в магистралях производятся уточнения параметров гидропривода.

Усилие создаваемое гидроцилиндром при рабочем ходе поршня:

, где

R- заданная полезная нагрузка, кН

Rпд - сила противодавления, кН

Rп - сопротивление уплотнения поршня, кН

Rш - сопротивление уплотнения штока, кН

Rин - сила инерции движущихся частей, кН

= ?Pсл = Мпа

Усилия трения в уплотнениях определяется:

, где

м - коэффициент трения (для резины 0,01)

d - уплотняемый диаметр, м

h - высота активной части манжеты, м

Усилие создаваемое гидроцилиндром при рабочем ходе поршня:

Давление жидкости на выходе из насоса:

Давление настройки предохранительного клапана Pк в МПа

Рц=(Rп+Rш)/Fпр=(0,248+0,125)/0,0038=0,098 Мпа

Скорость рабочего и холостого хода:



, где

- объемный КПД гидроцилиндра

Расхождение расчетной и заданной скоростями не превышает 10%

2.8 Расчет КПД гидросистемы

Мощность, реализуемая на выходном звене гидропривода

кВт

Мощность, затрачиваемая на подачу жидкости насоса

кВт

Общий КПД системы

2.9 Тепловой расчет гидросистемы

В процессе эксплуатации гидросистем масло нагревается. Основной причиной нагрева является наличие гидравлических сопротивлений в системе гидропривода. С возрастанием температуры жидкости интенсифицируется процесс окисления масла, выпадают сгустки смол и шлама, что нарушает нормальную работу гидросистемы. Обычно принимают максимально допустимую температуру масла в баке 55-60°С. При длительной работе гидропривода температурный перепад достигает значения установившегося. Тепловая энергия расходуется на нагревание гидробака с маслом, а также рассеивается в пространство путем теплопередачи от нагретых поверхностей бака, трубопроводов, гидроцилиндров длительной работе гидропривода температурный перепад достигает значения установившегося.

Тепловая энергия расходуется на нагревание гидробака с маслом, а также рассеивается в пространство путем теплопередачи от нагретых поверхностей бака, трубопроводов, гидроцилиндров.

Для установившегося теплового режима температурный период определяется:

, где

- потерянная мощность, кВт

- поверхность теплопередачи,

- коэффициент теплопередачи участка,

кВт



с другой стороны

?T = Tм - Tв, где

Tв - установившаяся температура масла в баке, °С

Tв - температура окружающего воздуха, Tв = 10 °С

Tм = ?T + Tв = 12,8 +20=38,8 °С

Установившаяся температура масла получилась < 60 °С т.е. условие выполнено.

2.10 Расчет механической и регулировочной характеристики гидропривода

Скорость движения выходного звена определяется:

- рабочая площадь поршня,

Qп - фактический полезный расход жидкости затрачиваемый на совершение работы двигателя,

м = 0,62 - коэффициент расхода жидкости

-фактическое значение величины расходного окна дросселя,

Uдр - параметр регулирования дросселя

с = 890 плотность жидкости

?Pдр - перепад давления в дросселе

где - объемные потери в гидроаппарате при его номинальном давлении .

R=0 Uдр=0

R=0 Uдр=0,25

R=0 Uдр=0,5

R=0 Uдр=0,75

R=0 Uдр=1

R=10 Uдр=0

R=10 Uдр=0,25

R=10 Uдр=0,5

R=10 Uдр=0,75

R=10 Uдр=1

R=20 Uдр=0

R=20 Uдр=0,25

R=20 Uдр=0,5

R=20 Uдр=0,75

R=20 Uдр=1

R=30 Uдр=0

R=30 Uдр=0,25

R=30 Uдр=0,5

R=30 Uдр=0,75

R=30 Uдр=1

R=40 Uдр=0

R=40 Uдр=0,25

R=40 Uдр=0,5

R=40 Uдр=0,75

R=40 Uдр=1

R, кН	V, м/с
	U=0	U=0,25	U=0,5	U=0,75	U=1,0
0	0,339	0,289	0,236	0,183	0,133
10	0,339	0,254	0,169	0,089	-0,00035
20	0,339	0,231	0,125	0,0180	-0,090
30	0,339	0,212	0,086	-0,029	-0,16
40	0,339	0,197	0,052	-0,081	-0,20

2.11 Расчет на прочность элементов цилиндра

Толщина стенки цилиндра.

В расчетной практике используется несколько различных формул для определения толщины стенки цилиндра, находящегося под действием внутреннего давления. Условно цилиндры делят на тонкостенные и толстостенные. Тонкостенные (<0,l) цилиндры и трубопроводы рассчитывают по формулам, мм:



где S - толщина стенки цилиндра, мм;

р - разрушающее давление, МПа;

D - внутренний диаметр, мм;

- допускаемое напряжение, МПа.

- предел текучести материала;

n - запас прочности по пределу текучести (обычно в расчетах гидроцилиндров принимается n>2)

Толщина задней стенки цилиндра.

При расчетах толщины h задней крышки цилиндра используют формулы расчета круглых пластин, нагруженных равномерно распределенным давлением

р - разрушающее давление, МПа

Расчет фланцев гидроцилиндра.

По окружности фланцевого соединения действует создаваемое давлением жидкости усилие



p - рабочее давление;

D- внутренний диаметр гидроцилиндра

Усилие затяжки болтов фланца определится

к - коэффициент, учитывающий ослабление затяжки вследствие внутреннего давления к=1,25

Если фланец очень тонкий, опасное сечение окажется на диске фланца.

В этом случае момент сопротивления определится

- вылет фланца;

- диаметр опасного сечения.

При креплении крышек к фланцам на болтах диаметр болта определится

где d - внутренний диаметр резьбы;

Т - усилие, действующее на крышку;

n - количество болтов;

С - поправка к расчетному диаметру (C 3 мм)

- плечо приложения силы.

Таким образом, толщина фланца в опасном сечении определяется из выражения

, следовательно

Расчет элементов крепления поршня.

Соединение поршня со штоком во многих случаях осуществляется с помощью резьбы. Запас прочности резьбового соединения на смятие определится

dH, dB --диаметр резьбы соответственно наружный и внутренний;

...