Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЬЕМНЫЙ ГИДРОПРИВОД

1.1 СХЕМА И УСТРОЙСТВО ГИДРОДОМКРАТА С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ

1.2 РАБОТА ГИДРОДОМКРАТА С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОБЪЁМНОГО ГИДРОПРИВОДА

2. РАСЧЕТ ГИДРОДОМКРАТА С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ

2.1 ЗАДАНИЕ - ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2.2 РАСЧЕТ ГИДРОДОМКРАТА С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ БЕЗ УЧЕТА КПД

2.3 РАСЧЕТ ГИДРОДОМКРАТА С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ С УЧЕТОМ КПД

2.4 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ЗАВИСИМОСТИ СИЛЫ ПОРШНЯ ГИДРОДОМКРАТА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ МЕХАНИЧЕСКОГО ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА

2.5 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ЗАВИСИМОСТИ СИЛЫ ПОРШНЯ ГИДРОДОМКРАТА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Цель контрольной работы - закрепить знания в области гидропривода, приобрести навыки расчетов механических и гидравлических устройств, ощутить взаимосвязи между элементами этих устройств, рассчитать гидродомкрат с ручным приводом с учетом основных параметров объёмного гидропривода: рабочий объём, подача, давление, мощность, коэффициент полезного действия и т.д.

При выполнении контрольной работы недостаточно простого выполнения математических действий, необходимо внимательно контролировать проставляемые в формулы физические значения, их величины и размерности, последовательность расчетов, анализировать полученные результаты.

1. ОБЪЁМНЫЙ ГИДРОПРИВОД

1.1 СХЕМА И УСТРОЙСТВО ГИДРОДОМКРАТА С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ

Гидродомкрат предназначеный для подъёма грузов, с последующей их фиксацией в поднятом состоянии с помощью различных упоров для обеспечения безопасности при выполнении ремонтных работ и технического обслуживания транспортно-технологических машин, а также других машин и оборудования.

Гидродомкрат с ручным приводом (рис. 1) состоит из рычага 1 ручного привода, плунжера 2 объемного насоса, поршня 3 гидравлического двигателя поступательного движения, масляного бака 4.

Рис.1. Схема гидродомкрата с ручным приводом

1 - рычаг ручного привода, 2 - плунжер гидронасоса, 3 - поршень гидродвигателя, 4 - масляный бак, 5 - гидроцилиндр насоса, 6 - гидроцилиндр двигателя, 7 - всасывающая магистраль, 8 - напорная (нагнетательная) магистраль, 9 - дополнительная магистраль слива, 10 и 11 - обратные клапаны, 12 - запорный вентиль, 13 - серьга рычага.



Плунжер 2 установлен в гидроцилиндре 5 насоса, а поршень 3 в гидроцилиндре 6 двигателя. Масляный бак 4 и гидроцилиндры 5 и 6 объединены трубопроводами 7, 8 и 9, которые называются гидролиниями. На гидролиниях 7 и 8 установлены обратные клапаны 10 и 11, которые выполняют функцию распределителей потока и обеспечивают непрерывность действия насоса 2 домкрата. Клапан 10 пропускает рабочую жидкость по трубопроводу 8 только в направлении от цилиндра 5 к полости цилиндра 6, а клапан 11 - по трубопроводу 7 от бака 4 к цилиндру 5.

Полость цилиндра 6 соединена дополнительной гидролинией 9 с баком 4. В гидролинии 9 установлен запорный вентиль 12, который перекрывает эту линию при работе насоса. Гидролиния 7, соединяющий бак 4 с насосом 2, называется всасывающей, а гидролиния 8, соединяющий насос 2 с гидродвигателем 3 - напорной. Рычаг 1 соединен с плунжером 2 серьгой 13, обеспечивающей их совместную работу без защемления.

гидродомкрат привод давление мощность

1.2 РАБОТА ГИДРОДОМКРАТА С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОБЪЁМНОГО ГИДРОПРИВОДА

Объёмный гидропривод - это совокупность объёмных гидромашин, гидроаппаратуры, гидролиний (трубоприводов) и вспомогательных устройств, предназначенных для передачи энергии и преобразования движения посредством жидкости.

Принцип действия объёмного гидропривода основан на малой сжимаемости капельных жидкостей и передаче давления в них по закону Паскаля - давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, передается всем точка этой жидкости и по всем направлениям одинаково.

Гидравлические машины служат для преобразования механической энергии в энергию перемещаемой жидкости (насосы) или для преобразования гидравлической энергии потока в механическую энергию (гидравлические двигатели - гидромоторы, которых может быть несколько).

Гидроаппаратура - это устройства управления гидроприводом, при помощи которых он регулируется, а также средства защиты его от чрезмерно высоких и низких давлений жидкости. К гидроаппаратуре относятся дроссели, клапаны разного назначения и гидрораспределители - устройства для изменения направления потока жидкости.

Вспомогательные устройства - это так называемые кондиционеры рабочей жидкости, обеспечивающие её качество и состояние. К ним относятся различные отделители твердых частиц, в том числе фильтры, теплообменники (нагреватели и охладители жидкости), гидробаки, а также гидроаккумуляторы.

Перечисленные элементы связаны между собой гидролиниями, по которым движется рабочая жидкость.

Принцип действия объёмных гидромашин основан на попеременном заполнении и опорожнении ограниченных пространств (рабочих камер), периодически сообщающихся с местами входа и выхода рабочей жидкости.

При перемещении рукоятки рычага 1 вверх серьга 13 поднимает плунжер 2 в гидроцилиндре насоса 5. Рабочая жидкость из бака 4 по всасывающей магистрали 7 и обратному клапану 11 поступает в под плунжерное пространство. Обратный клапан 10 напорной магистрали 8 в это время закрыт.

Если приложить силу F₁ к наконечнику рычага 1, то серьга 13 передаст усилие F₂ на плунжер 2. Рабочая жидкость под давлением p₂ преодолевает сопротивление обратного клапана 10 и по нагнетательному каналу 8 поступает в гидроцилиндр двигателя 6. Обратный клапан 11 и запорный вентиль 12 в это время закрыты.

Если пренебречь потерями давления в системе, то по закону Паскаля давление в цилиндрах 5 и 6 будет одинаковым и равным

р = F₂/S₂ = F₃/S₃, (1)

где, S₂ и S₃ - площади поршней цилиндров 5 и 6.

Совершая неоднократные движения рычагом 1 на величину h₁, перемещаем плунжер 2 на величину h₂, перекачиваем рабочую жидкость из бака 4 в цилиндр гидродвигателя 6, где, преодолевая силу F₃, перемещаем поршень 3 на величину h₃.

Если открыть запорный клапан 12, то рабочая жидкость по дополнительной магистрали 9 перетекает из цилиндра гидродвигателя 6 в масляный бак 4.

При ходе плунжера 2 насоса из одного крайнего положения в другое объем жидкости в цилиндре 5 изменяется на величину

q₂ = h₂ S₂; (2)

где, h₂ - ход плунжера 2, S₂ - площадь гидроцилиндра 5 насоса.

Этот объем определяет теоретическую подачу насоса за один рабочий ход и называется рабочим объёмом.

В насосах, где входное звено совершает не возвратно-поступательное, а непрерывное вращательное движение, рабочим объемом гидромотора называют подачу за один оборот вала.

Рабочий объем насоса служит его основным параметром и указывается в технической характеристике. Он измеряется в дм³ (литрах) или см³, обозначается q.

q = h₂ ( d₂²) / 4 = h₃ ( d₃²) / 4; (3)

h₂ d₂² = h₃ d₃² ; V₂ d₂² = V₃ d₃²; (4)

h₂ / h₃ = d₃² / d₂² = V₂ /V₃ ; (5)

где, d₂, d₃ - соответственно диаметр плунжера 2 и диаметр поршня 3; V₂, V₃ - скорость плунжера и поршня; h₃ - ход поршня 3.

Для гидроприводов подобного типа хода плунжера насоса и поршня исполнительного цилиндра обратно пропорциональны квадратам диаметров их цилиндров (плунжеров, поршней) или рабочим площадям. Скорость плунжеров (поршней) также обратно пропорциональна их рабочим площадям, так как их перемещения происходят в одно и то же время.

Произведение рабочего объема «q» на число рабочих ходов или оборотов входного вала насоса «n» в единицу времени есть теоретическая подача насоса, она измеряется в дм³/с или л/мин и служит одним из основных параметров гидропривода, так как определяет скорость исполнительных механизмов, она обозначается Q.

Q = q n = V₂ S₂ = V₃ S₃. (6)

К основным параметрам также относится рабочее давление жидкости «р», оно указывается в технической характеристике.

р = F / S; F_{2 =} p S₂; F₃ = p S₃; (7)

F3 / F2 = (p S3) / (p S2) = d3² / d2² = (d3 / d2)². (8)

т.е. сила F₃ во столько раз больше силы F₂ , во сколько площадь поршня 3 гидродвигателя больше площади плунжера 2 насоса или отношения диаметров поршня и плунжера в квадрате.

Сопоставив соотношения (8) и (5), получим

F₃ / F₂ = h₂ / h₃ = (d₃ / d₂) ² = U_г. (9)

Это соотношение обратной пропорциональности представляет собой гидравлическое передаточное число U_Г = (d₃ / d₂) ² гидропривода с гидродвигателем поступательного движения. Оно аналогично механическому передаточному числу U_М = l₁ / l₂ простого рычага. Если к длинному концу рычага 1 приложить силу F₁, то этим рычагом можно преодолеть силу F₂, во столько раз большую силы F₁, во сколько раз короткое плечо рычага l₂ меньше длинного l₁. А путь (ход плунжера) h₂ во столько раз меньше пути h₁, во сколько раз короткое плечо рычага меньше длинного. Это правило рычага представляется также в виде обратной пропорциональности, т.е.

F₂ / F₁ = h ₁ / h ₂ = l₁ / l₂ = U_М. (10)

Механические потери складываются из потерь на трение в подшипниках, сальниках (уплотнениях), поршней и т.п. о жидкость; они учитываются механическим КПД. Механический КПД выражает влияние потерь на трение в механизме на эффективность его работы и для гидродомкрата с ручным приводом (без учета потерь поршня 3 гидродвигателя) равен

_м = N₂ / N₁; (11)

где, N₁ = F₁ V₁ ; N₂ = F₂ V₂ = p₂ Q₂ - соответственно мощность на рукоятке рычага 1 и на плунжере 2 гидронасоса.

Объемные потери оцениваются объемным КПД и определяются утечками жидкости из напорной полости через зазоры между рабочим органом и корпусом гидромашины. Для большинства поршневых насосов _о = 0,85 - 0,98.

Гидравлические потери возникают в рабочих органах гидромашины и представляют разность между теоретическим и действительным давлением жидкости. Гидравлические потери оцениваются гидравлическим КПД. Гидравлические КПД, определяемые потерями напора в клапанах, находятся в пределах _г = 0,8 - 0,9.

Общий, или полный, КПД гидромашины представляет собой произведение КПД механического, объемного и гидравлического. Полный КПД характеризует степень совершенства конструкции гидромашины в механическом и гидравлическом отношениях. В насосах современных конструкций (без учета механического привода) _м = 0,9 - 0,97; _о = 0,95 - 0,98; _г = 0,9 - 0,95. Максимальный полный КПД крупных современных насосов - _п = 0,92; для малых и средних насосов - _п = 0,5 - 0,75. При перекачке жидкостей, отличающихся по вязкости от воды, КПД может быть ниже. В гидроцилиндрах с резиновыми кольцевыми уплотнениями _м = 0,85 - 0,95; _о = 0,98 - 0,99; _г 1,0.

При выполнении расчетов необходимо обращать внимание на анализ размерностей физических величин. Например,

N = p Q = F V = T ; (12)

где, N - мощность, Вт = Нм/с; p - давление, Па = Н/м²; Q - подача жидкости, м3/с; F - сила, Н; V - линейная скорость, м/с; T - крутящий (вращающий) момент, Нм; - угловая скорость, 1/с.

Подставляя размерности физических величин, получим -

N (Нм/с) = p Q (Н/м²)(м³/с) = Нм/с = F V (Н)(м/с) = T (Нм/с).

2. РАСЧЕТ ГИДРОДОМКРАТА С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ

2.1 ЗАДАНИЕ - ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Определить основные параметры (силы, давления, мощности, рабочие объемы, подачи, скорости и т.д.) на различных участках системы, а также толщину стенки цилиндра гидродвигателя при двух вариантах:

1. идеальный (условный) - КПД 100%;

2. реальный, с учетом КПД.

Дано: F₁=100 H; V₁=1 м/с, h₁=80 мм; l₁=260 мм; l₂=26 мм; d₂=11 мм; d₃=220 мм; ?_м=0,87; ?_о=0,90; ?_г=0,94.

Определить: S₂, S₃, U_м, U_г, U_п, F₂, p, F₃, V₂, V₃, h₂, h₃, q₂, Q₂, Q₃, N₁, N₂, N₃, t, у, V_т, Re, q₃, Q_б, ?_п, F_2р, p_2p, N_2p, p_3p, F_3p, V_3p, Q_3p, N_3p, t_3p, у_3p, t_3pмах, t^ґ_3pмах, у^ґ_3рмах.

2.2 РАСЧЕТ ГИДРОДОМКРАТА С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ БЕЗ УЧЕТА КПД

1. Определяем площадь плунжера гидронасоса

S₂ = рd₂²/4 = 0,785d₂² = 0,785*11² = 94,985 мм² = 94,985*10^-6 м².

где d₂ - диаметр плунжера, мм.

2. Определяем площадь поршня гидродвигателя

S₃ = рd₃²/4 = 0,785*220² = 37994 мм².

где d₃ - диаметр поршня, мм.

3. Определяем механическое передаточное число рычага ручного привода

U_м = l₁/l₂ = 260/26 =10.

где l₁ и l₂ - плечи действия сил F₁ и F₂ соответственно, мм.

4. Определяем гидравлическое передаточное число гидравлической силовой передачи

U_г = S₃/S₂ = 37994/94,985 = 400;

U_г = (d₃/d₂)² = (220/11)² = 400.

5. Определяем полное (общее) передаточное число устройства

U_п = U_мU_г = 10*400 = 4000.

6. Определяем силу, действующую на плунжер гидронасоса

F₂ = F₁U_м = 100*10 = 1000 Н.

7. Рассчитываем давление рабочей жидкости в системе

p = F₂/S₂ = 1000/(94,985*10^-6) = 10,53*10⁶ Па = 10,53 МПа;

p = F₂/S₂ = 1000/94,985 = 10,53 МПа.

Расчет удобно вести в Н и мм², так как 10⁶ компенсируются.

8. Определяем силу, действующую на поршень гидродвигателя

F₃ = F₂U_г = 1000*400 = 400000 Н = 400 кН;

F₃ = F₁U_п = 100*4000 = 400000 =400 кН;

F₃ = pS₃ = 10,53*37994 = 400077 Н = 400 кН.

(МПа*мм² = Па*м² = Н/м²*м² = Н)

9. Определяем скорость перемещения плунжера гидронасоса

V₂ = V₁/U_м = 1/10 = 0,1 м/с = 100 мм/с.

где V₁ - скорость перемещения рукоятки рычага, м/с.

10. Определяем скорость перемещения поршня гидродвигателя

V₃ = V₂/U_г = 0,1/400 = 0,00025 м/с;

V₃ = V₁/U_п = 1/4000 = 0,00025 м/с = 0,25 мм/с.

11. Определяем ход (величину перемещения) плунжера гидронасоса

h₂ = h₁/U_м = 80/10 = 8 мм.

где h₁ - ход рукоятки рычага, мм.

12. Определяем ход поршня гидродвигателя

h₃ = h₂/U_г = 8/400 = 0,02 мм.

13. Определяем рабочий объем гидронасоса

q₂ = q₃ = S₂h₂ = 94,985*8 = 760 мм³ = 0,760 см³.

14. Определяем разовую подачу гидронасоса при рабочем ходе

Q₂ = V₂S₂ = 100*94,985 = 9498,5 мм³/с = 9,4985 см³/с

Q₃ = V₃S₃ = 0,000355*17662 = 9498,5 мм³/с.

15. Рассчитываем мощность на рукоятке рычага ручного привода

N₁ = F₁V₁ = 100*1 = 100 Вт.

16. Рассчитываем мощность создаваемую плунжером гидронасоса

N₂ = F₂V₂ = 1000*0,1 = 100 Вт;

N₂ = p₂Q₂ = 10,53*9,4985 = 100 Вт.

где p₂ - давление жидкости в системе, МПа; Q₂ - подача рабочей жидкости, см³/с. (10⁶Н/м²*см³/с = Н/м²*м³/с = Нм/с).

17. Рассчитываем мощность создаваемую поршнем гидродвигателя

N₃ = F₃V₃ = 400000*0,00025 = 100 Вт.

18. Рассчитываем толщину стенки цилиндра гидродвигателя

t = pd₃/(2[у]) = 10,53*220/(2*157) = 2316,6/314 = 7,38= 7 мм

где [у] - допускаемое напряжение в стенках цилиндра гидродвигателя, МПа; [у] = у_т/n, для цилиндра из стали 35 - [у] = у_т/n = 314/2 = 157 МПа, n = 2 - коэффициент запаса прочности.

19. Выполним проверочный расчет прочности гидроцилиндра

у = (D₃²+d₃²)p/(D₃²-d₃²) = (234²+220²)10,53/(234²-220²) = 170,9 МПа

где D₃ = d₃+2t = 220+2*7= 234 мм - наружный диаметр гидроцилиндра.

Полученный результат превышает допускаемое напряжение, для гарантии прочности гидроцилиндра необходимо увеличить толщину стенки или применить более прочный материал - сталь 45 - [у] = у_т/n = 353/2 = 176,5 МПа.

у = 170,9 МПа ? [у] = 176,5 МПа.

Условие обеспечения прочности гидроцилиндра выполнено.

20. Рассчитываем скорость потока жидкости в трубопроводе напорной магистрали

V_т = Q₂/S_т = 4Q₂/(рd_т²) = Q₂/(0,785d_т²) = 9498,5/(0,785*2²) = 3025 мм/с = 3,025 м/с.

где d_т = 2 мм - внутренний диаметр трубопровода.

21. Рассчитываем безразмерное число Рейнольдса и определяем характер течения жидкости в напорной магистрали

Re = d_тV_т/х = 2*3025/6 = 1008,33.(мм*мм/с)/(мм²/с)

где х = 6,0 мм²/с - кинематическая вязкость рабочей жидкости.

Если число Рейнольдса меньше 2200, то движение потока рабочей жидкости ламинарное.

22. Определяем полный объем цилиндра гидродвигателя при максимальном ходе поршня, равном 100 мм,

q_3max = S₃h_max = 37994*100 = 3799400 мм² = 3799,4 см³ = 3,7994 дм³ = 3,7994 л.

23. Рассчитываем объем масляного бака

Q_б = 1,5(q_3max+q_т) = 1,5*3,7994 ? 5,699 л.



где q_т - вместимость трудопроводов, шлангов, насоса и вспомогательных устройств гидросистемы. При малой величине объемов перечисленных устройств условно примем q_т ? 0.

Вместимость масляного бака должна превышать полную вместимость гидросистемы не менее чем в полтора раза для компенсации утечек рабочей жидкости и сохранения в баке определенного уровня жидкости над отверстиями подводящих и отводящих трубопроводов, исключения возможности вспенивания масла и смешения его с воздухом.

2.3 РАСЧЕТ ГИДРОДОМКРАТА С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ С УЧЕТОМ КПД

Мощность при передаче энергии в системе снижается.

1. Определяем полный (общий) КПД технической системы

?_п = ?_общ = ?_м?₀?_г = 0,87*0,90*0,94 = 0,736.

где ?_м = 0,87 - механический КПД системы; ?₀ = 0,90 - объемный КПД системы; ?_г = 0,94 - гидравлический КПД системы.

2. Определяем реальную силу, действующую на плунжер гидранососа

F_2p = F₂?_м = 1000*0,87 = 870 Н.

3. Рассчитываем реальное давление рабочей жидкости под плунжером гидронасоса

p_2p = F_2p/S₂ = 870/94,985 = 9,16 МПа.

4. Рассчитываем реальную мощность создаваемую плунжером гидронасоса

N_2p = F_2pV₂ = 870*0,1 =87 Вт;

N_2p = p_2pQ₂ = 9,16*9,4985 = 87 Вт.

5. Проверим результаты расчетов по механическому КПД

?_м = N_2p/N₁ = 87/100 = 0,87

Полученный результат соответствует заданным условиям.

6. Определяем реальное давление рабочей жидкости на поршень гидродвигателя

p_3p = p_2p?_г = 9,16*0,94 = 8,610 МПа

7. Проверим полученный результат по произведению механического и гидравлического КПД

?_м?_г = 0,87*0,94 = 0,818;

p_3p/p = 8,610/10,53= 0,818.

Результат правильный.

8. Определяем реальную силу, действующую на поршень гидродвигателя с учетом потери давления жидкости

F_3p = F_2p?_гU_г = 870*0,94*400 = 327120 Н 327 кН;

F_3p = p_3pS₃ = 8,610*37994 = 327128 Н 327 кН.

(МПа*мм² = Па*м² = Н/м²*м² = Н)

9. Определяем реальную скорость поршня гидродвигателя с учетом утечек жидкости

V_3p = (V₂?₀)/U_г = (0,1*0,90)/400 = 0,000225 м/с.

10. Определяем реальную подачу рабочей жидкости гидродвигателя с учетом ее утечек

Q_3p = Q₃?₀ = 9,4985*0,90 = 8,548 см³/с.

11. Рассчитываем реальную мощность создаваемую поршнем гидродвигателя

N_3p = F_3pV_3p = 327120*0,000225 = 73,6 Вт;

N_3p = p_3pQ_3p = 8,610*8,548 = 73,6 Вт.

12. Проверим результаты расчетов по полному КПД

?_п = N_3p/N₃ = 73,6/100 = 0,736.

Полученный результат соответствует ранее рассчитанному значению.

13. Рассчитываем толщину стенки цилиндра гидродвигателя при реальном давлении жидкости

t_3p = (p_3pd₃)/(2[у]) = 8,610*220/(2*157) = 6,032 мм ? 6 мм

где, [] - допускаемое напряжение в стенках цилиндра гидродвигателя, МПа; [] = _т/ n; для цилиндра из стали 30 - _т = 294 МПа; из стали 35 - _т = 314 МПа, из стали 40 - _т = 333 МПа; из стали 45 - _т = 353 МПа; из стали 20Х - _т = 637 МПа; 30Х - _т = 686 МПа; 40Х - _т = 785 МПа; 18ХГТ - _т = 883 МПа. Коэффициент запаса прочности принимают n = 2. Для цилиндра из стали 45 - [] = _т/ n = 353/2 = 176,5 МПа.

14. Выполним проверочный расчет прочности гидроцилиндра

у_3р = (D₃²+d₃²)p_3p/(D₃² - d₃²) = (232²+220²)8,610/(232² - 220²) = 162,26 МПа ? [у] = 176,5 МПа

где D₃=d₃+2t = 220+26=232 мм - наружный диаметр гидроцилиндра.

Условие обеспечения прочности гидроцилиндра выполнено.

15.Рассчитаем толщину стенки гидроцилиндра при максимальном давлении 32 МПа

t_3рмах = (p_махd₃)/(2[]) = (32*220)/(2*176,5) = 19,94 мм.

Для уменьшения габаритных размеров применим более прочный материал - сталь 18ХГТ

t_3рмах = (p_махd₃)/(2[]) = (32*220)/(2*441,5) = 7,972 ? 8,5 мм.

16. Выполним проверочный расчет прочности гидроцилиндра при заданных условиях

_3рмах = (D₃² +d₃²)p_мах/(D₃²-d₃²) =(237²+220²)32,0/237² - 220²) =430,71 МПа ? [у] = _т/n = 883/2 = 441,5 МПа.

Условие обеспечения прочности гидроцилиндра выполнено.

2.4 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ЗАВИСИМОСТИ СИЛЫ ПОРШНЯ ГИДРОДОМКРАТА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ МЕХАНИЧЕСКОГО ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА

Оценим влияние механического передаточного числа за счет изменения длины рычага 1-l₁ = 260 мм на величину отрезков l₂ = 26 мм по два отрезка в каждую сторону, получим l₁ = 208, 234, 260, 286 и 312 мм.

U_м1 = l₁/l₂ = 208/26 = 8; U_м2 = 9; U_м3 = 10; U_м4 = 11; U_м5 = 12

Без учета КПД:

F_3,1 = F₁ U_м1 U_г = 100*8*400 = 320000 Н = 320 кН;

F_3,2 = 360 кН; F_3,3 = 400 кН; F_3,4 = 440 кН; F_3,5 = 480 кН.

С учетом полного КПД:

F_3р,1 =F₁U_м1U_гп=100*8*400*0,736=113760 Н=235,52 кН; F_3р,2 =264,96 кН;

F_3р,3 = 294,4 кН; F_3р,4 = 323,84 кН; F_3p,5 = 353,28кН.

2.5 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ЗАВИСИМОСТИ СИЛЫ ПОРШНЯ ГИДРОДОМКРАТА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА

Оценим влияние гидравлического передаточного числа за счет изменения диаметра цилиндра гидродвигателя d₃ = 220 мм на величину, равную диаметру цилиндра насоса d₂ = 11 мм, также по два отрезка в каждую сторону, получим d₃ = 198, 209, 220, 231 и 242 мм.



U_г,1 = (d₃ / d₂)² = (198/11)² = 18² = 324; U_г,2 = 19² = 361; U_г,3 =20² = 400;

U_г,4 = 21² = 441; U_г,5 = 22² = 484.

Без учета КПД:

F_3,1г = F₁ U_м U_г1 = 100*10*198 = 198000 Н = 198 кН;

F_3,2г = 209 кН; F_3,3г = 220 кН; F_3,4г = 231 кН; F_3,5г = 242кН.

С учетом полного КПД:

F_3р,1г = F₁U_м U_г1п = 100*10*198*0,736 = 145728 Н = 145,728 кН;

F_3р,2г=153,824 кН; F_3р,3г=161,92 кН; F_3р,4г=170,016 кН; F_3р,5г =178,112 кН

На каждом графике надо нанести равномерные шкалы по осям координат, обозначить на них величины: на оси абсцисс (по горизонтали) первого графика длину рычага l₁ в мм, второго графика - диаметр цилиндра гидродвигателя d₃ в мм; на оси ординат (по вертикали) - силу F₃ в кН. На шкалах должны быть нанесены значения величин в расчетной зоне с дополнением на шаг в каждую сторону. Например, для первого графика по горизонтали: l₁ = 210, 240, 270, 300, 330, 360 и 390 мм; по вертикали: F₃ = 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120 и 130 кН. Для второго графика по горизонтали: d₃ = 70, 80, 90, 100, 110, 120 и 130 мм; F₃ = 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140 и 150 кН.



Рис.2.1. Влияние механического передаточного числа на величину силы гидродвигателя.

Рис.2.2. Влияние гидравлического передаточного числа на величину силы гидродвигателя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении контрольной работы недостаточно простого выполнения математических действий, необходимо внимательно контролировать проставляемые в формулы физические значения, их величины и размерности, последовательность расчетов. Определили основные параметры (силы, давления, мощности, рабочие объемы, подачи, скорости и т.д.) на различных участках системы, а также толщину стенки цилиндра гидродвигателя при двух вариантах:

1. идеальный (условный) - КПД 100 %; 2. реальный, с учетом КПД.

Анализировали полученные результаты и построили графики влияние механического передаточного числа на величину силы гидродвигателя. На каждом графике нанесли равномерные, шкале по осям координат, обозначили на них величины.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автомобили: Специализированный подвижной состав: Учебное пособие / М.С. Высоцкий и др. Под ред. М.С. Высоцкого, А.И Гришкевича. - Мн.: Выш. шк., 1989. - 240 с.

2. Атлас конструкций гидромашин и гидропередач: Учебное пособие/ Б.М. Бим - Бад и др. - М.: Машиностроение, 1990. - 136 с.

3. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы/ Т. М. Башта и др. - М.: Машиностроение, 1982. - 423 с.

4. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод: Учебное пособие / Под ред. С. П. Стесина. - М.: Издательский центр «Академия»,2005. - 336 с.

5. Калинушкин М.П. Насосы и вентиляторы: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1987. - 176 с.

Размещено на Allbest.ru

...