Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Гидропривод лебедки грузоподъемного крана



Введение

Гидравлическая лебедка - это тяговый механизм, предназначенный для подъема или перемещения груза посредством стального каната, наматываемого на барабан, реже с помощью стальной проволоки или цепи. Лебёдки являются наиболее широко применяемыми грузоподъемными механизмами при выполнении погрузочно-разгрузочных работ в строительстве, на транспорте, на складах, в лесозаготовительном и в сельскохозяйственном производстве, в нефтепромысловых машинах, в нефтегазовом оборудовании, в судостроении и во многих других машинах.

По конструктивному исполнению лебедки изготавливают: стационарные, мобильные, устанавливаемые на передвижные транспортные средства (автомобили, тракторы) или встраиваемые в грузоподъёмные средства на специальных машинах.

Лебёдки изготавливают с ручным, механическим, электрическим или гидравлическим приводом. Гидроприводные лебедки находят все более широкое применение преимущественно благодаря технико-экономическим и эксплуатационным свойствам. Поэтому в данной работе будет произведен расчет гидравлического привода лебедки, а также подобрано необходимое гидравлическое оборудование.



1. Преимущества гидравлических лебедок. Схема гидропривода лебедки

Гидравлические лебедки (рис.1) являются более доступными по сравнению с механическими лебедками. Гибкие шланги удобнее использовать, нежели приводные валы механической автолебедки. Мощность гидравлических лебедок значительно превышает мощность механических, не уступая им в надежности. Отличием гидравлических лебедок от электрических является их герметичность, позволяющая использовать этот вид лебедок в водной среде и даже под водой. Стоит также отметить, что повышение нагрузки для гидравлической лебедки не так страшно, чем для других типов: у механики может сорвать шпонку в редукторе, а у электрической лебедки попросту сгореть двигатель, а вот гидравлическая лебедка просто останавливается. К преимуществам можно отнести высокую надежность самого гидромотора, его устойчивость к перегрузкам, возможность работать под водой (в силу своей герметичности). Кроме того, у гидравлических лебедок есть и другие преимущества по сравнению с механическими и электрическими аналогами:

-бесшумность и плавность работы;

-небольшие габариты и малая масса;

-неприхотливость эксплуатации;

-возможность создания тяговых усилий в интервале от 2 до 30 тонн.

Рисунок 1. Гидравлическая лебедка



Рассмотрим гидравлическая схему гидроприводной лебедки грузоподъемного крана, представленную на рисунке 2.

Рисунок 2. Гидравлическая схема лебедки

кран лебедка грузоподъемный

Гидропривод лебедки обычно состоит из барабана, на который наматывается канат, цепь или стальная проволока, передающая тяговое усилие, редуктора, который увеличивает вращающий момент двигателя в передаточное число раз, приводного электродвигателя, гидромотора, насоса, а также распределителя, предохранительного клапана, обеспечивающих предохранение от перегрузок и спуск груза, а также дополнительные средства, обеспечивающие безопасную эксплуатацию.

Объем и подача рабочей жидкости регулируется с помощью аксиально-поршневого насоса, входящего в гидропривод. Тем самым регулируется скорость вращения барабана.



2. Расчет гидропривода лебедки

2.1 Расчет и выбор гидромотора

кран лебедка грузоподъемный

Расчет привода следует начинать от нагрузки, которая в данном проекте представлена в виде перемещаемого вертикально вверх или вниз груза массой m при помощи лебёдки.

Для расчета гидромотора необходимо предварительно определить наибольший крутящий момент на его валу, которую необходимо преодолевать.

Для проектировочного расчета в данном случае допустимо пренебречь возникающими силами инерции, а крутящий момент (M) можно определить по формуле 1:

, [Нм]

где m-масса груза, кг

D - диаметр барабана, м

- КПД механизма, связанного с гидромотором.

Диаметр барабана D определяется в зависимости от диаметра каната dк [11]:

D = (18…25) dк, [м]

D = (18…25) 0,01 = 0,2 м

= 3462,35 Нм

Мощность (N), прилагаемая к нагрузке зависит от скорости подъема (V) и должна быть не менее:



, [кВт]

= 11, 42 кВт

Рабочий объём гидромотора определяются на основании его крутящего момента (M₂):

M? M₂=

где p-рабочее давление, бар

- рабочий объём гидромотора (расчетный), смі/об

? 0,90 гидромеханический КПД гидромотора.

, [смі/об]

= 219,6 смі/об

M₂=

M? M₂

По рассчитанному рабочему объему гидромотора из каталога [2] выбираем подходящий гидромотор ( q ?)

Подходит гидромотор 310.4.250.00.00.ХЛ1 технические характеристики которого представлены на рисунке 3.



Рисунок 3. Технические характеристики гидромотора

Структурная схема обозначения гидромоторов 310 серии представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Структурная схема обозначений

2.2 Расчет параметров насоса

Заданная подача насоса Q₁=15 л/мин.

Величину подачи насоса (Q₁) можно определить по формуле 1:

/1000 = [л/мин]



где q₁ - рабочий объём насоса, см³/об;

n₁ - частота вращения вала насоса, об/мин;

? 0,9 - объёмный КПД насоса (для предв. расч.)

Рабочий объём насоса (q₁) можно определить по формуле 2:

=

= 11,1/об

Для выбора рабочего объёма насоса по каталогу необходимо предварительно выбрать его привод.

При выборе асинхронного электродвигателя в качестве привода насоса, частота вращения его вала может быть:

n₁ = 3000 - Д [об/мин];

n₁ = 1500 - Д [об/мин];

n₁ = 1000 - Д [об/мин].

D - скольжение, определяемое по каталогу электродвигателей.

Скольжение, S ± 30 % для машин < 1 кВт ± 20 % для машин ? 1 кВт.

n₁ = 1500 об/мин

После выбора приводного двигателя рассчитывается рабочий объём насоса, далее, по каталогу [3] предприятия-изготовителя насосов выбирается конкретный насос с учетом допустимого рабочего давления (р):

Выбран насос 310 серии:

310.2.12.05.09.FY1

Его характеристики:

=11,6 /об - рабочий объем;

n = 1500 об/мин - допустимая частота вращения;

з = 0,95 - КПД.



2.3 Выбор приводного электродвигателя

Выберем электродвигатель из каталога [4] с учётом заданных параметров.

Приводной двигатель мощностью, не более N = 3 кВт, частота вращения n =1500 об/мин;

5A80MB4

n₁= 1500 об/мин - частота вращения вала;

N = 1,5 кВт - мощность.

2.4 Расчет элементов гидросистемы

А) Объём гидробака составляет 2,5…5,0 минутных подачи насоса и рассчитывается по формуле 3:

V_гб = 5?15 ? 75 л

Выберем бак из каталога [5] с учетом рассчитанного объёма.

Маслобак серии Б линейка “Стандарт” объёмом 75 литров.

В) Внутренний диаметр трубопровода определяется по формуле (4)

,

где Q - [л/мин],V - [м/с].

Рекомендуемая скорость потока для различных трубопроводов (V):

? напорный - 3…5 м/с;

? возвратный - 2…3 м/с;

? всасывающий - 0,7 …0,9 м/с.

Внутренний диаметр напорного трубопровода:

Dx=4,6? ?4,6?? 7,97 мм

Внутренний диаметр возвратного трубопровода: Dx=4,6??4,6?? 11,27 мм

Внутренний диаметр всасывающего трубопровода: Dx=4,6??4,6?? 19,9 мм

Округляем полученные диаметры и выбираем их из стандартных значений по таблицам Г.1 и Г.2 [1].

мм; мм; мм.

Толщину стенки металлического трубопровода , м, определяем по следующей формуле:

, где - допускаемое напряжение на растяжение, МПа; d_i - внутренний диаметр трубопровода, м; P - рабочее давление, МПа.

Величина для стали равна (20…140) МПа.

м = 1,3 мм;

м = 1,9 мм;

м = 3,1 мм.



Округляем полученные толщины стенок и выбираем их из стандартных значений по таблицам Г.2 [1].

мм; мм; мм.

С) Возвратный фильтр выберем из каталога [6] с тонкостью фильтрации Д= 25 мкм: OMTF171C25NA

Всасывающий фильтр выберем из каталога [7] тонкостью фильтрации Д= 60 мкм:

SP46A-14 R 60

2.5 Выбор рабочей жидкости

В процессе работы в гидроприводе рабочая жидкость подвергается изменению давления в широком диапазоне (от 0 до 32 МПа), изменению скорости и направления потока жидкости, а также изменению температуры от -30 до +110 °C. Для работы в таких условиях в качестве рабочей жидкости наиболее подходят минеральные масла. Условия работы рассматриваемой в проекте гидросистемы -- это диапазон температур t = минус 60 С…+50 С, при котором гидрооборудование будет полностью работоспособно.

В качестве рабочей жидкости в данном гидроприводе используем минеральное масло NIRO Hydraulic Oil WX (ВМГЗ -60) [8]. Оно производятся из высокоочищенных маловязких базовых масел и содержит сбалансированный пакет присадок, обеспечивающий необходимые вязкостные, низкотемпературные, противоизносные, антиокислительные, антикоррозионные, и антипенные свойства. Масло специально разработано для надежной эксплуатации гидравлических систем в холодном климате с интервалом температур от -60°С до +50°С.

Характеристики минерального масла ВМГЗ -60 приведены в табл. 2.5.



Таблица 2.5 - Характеристики минерального масла ВМГЗ -60

Показатели	Единицы	Значение
Кинематическая вязкость, ГОСТ 33 при 50 ?С, не менее При минус 20 ?С, не более	мм2/c мм2/c	10,2 5,500
Индекс вязкости, ГОСТ 25371		177
Плотность при 30 ?С, ГОСТ 3900	кг/л	0,856
Температура вспышки, ГОСТ 4333	?С	160
Температура потери текучести, ГОСТ 20287	?С	-60
Цвет, ГОСТ 20284		L 0,5

2.6 Выбор гидроаппаратуры

1.Гидрораспределитель с электромагнитным управлением [9] (U=24 VDC) и ручным дублированием: DHE-0713/MV-X24DC, его характеристики представлены на рисунке 5.

Рисунок 5 - Технические характеристики распределителя DHE-0713/MV-X24DC

2. Предохранительный клапан [10] (максимальное давление настройки P=22 МПа) выбираем из каталога: HM-011/210

Характеристики клапана представлены на рисунке 6.



Рисунок 6 - Характеристики предохранительного клапана



Заключение

При выполнении курсового проекта произведен расчет и подбор элементов гидросистемы лебедки грузоподъемного крана согласно заданным в ТЗ условиям работы, а именно:

? гидромотора;

? гидрораспределителя;

? гидронасоса;

? приводного электродвигателя;

? гидробака;

? предохранительного клапана;

? фильтров (возвратного и всасывающего).

Выбрано масло, обеспечивающее легкий запуск и эффективную эксплуатацию гидравлической системы лебедки при низких температурах внешней среды.



Список использованной литературы

1.Апсин В.П., Удовин В.Г. А76 Методические указания по гидравлическим расчетам. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - 43 с.

2.Технопривод [Электронный ресурс]: Гидронасосы и гидромоторы 310 нерегулируемые. URL: http://sd-tehno.ru/310_gidronasosy_gidromotory_nereguliruemye

3.Технический каталог [Электронный ресурс]: Нерегулируемые аксиально-поршневые насосы и гидромоторы. URL: http://www.psm-hydraulics.ru/gallery/product/250/14_1.pdf

4. Технический каталог [Электронный ресурс]: Электродвигатели. URL: http://vemz.nt-rt.ru/images/requests/catalog.pdf

5. Gidrobak.net [Электронный ресурс]: Гидробаки для гидравлики. URL:http://gidrobak.net/maslobak-B/maslobak-B-standart-75l.html

6. SERIE OMTF [Электронный ресурс]: Return filters. URL: http://www.omtfiltri.com/files_cms/4-news2/files/03_OMTF.pdf

7.Таурус [Электронный ресурс]: Фильтры всасывающие сетчатые. URL: https://tau-rus.com/Filtri_SP_SF_SPM_SFM

8.NIRO [Электронный ресурс]: Зимние Гидравлические масла. URL: https://www.totachi.ru/files/NIRO/NIRO_Hydraulic/NIRO_HydraulicOil_W_WX_VMGZ.pdf.

Размещено на Allbest.ru

...