Расчет объемного гидропривода мобильной машины

Перечень элементов.docx

Секционный гидрораспределитель P 20
Секционный гидрораспределитель P 16
Гидроцилиндр 1.10.1.У-140х62х400
Гидроцилиндр 1.10.1.У-250х160х2000
Гидроклапана предохранительные
Клапан предохранительный БГ52-15А

Содержание.doc

Расчет параметров гидродвигателей 6
1 Определение параметров гидроцилиндров6
2 Определение параметров и выбор гидромоторов9
Определение параметров и выбор насосов9
Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных приборов11
Расчет трубопроводов 12
Расчет потерь давления в гидросистеме 17
Определение коэффициента полезного действия гидропривода19

Курсовой проект.docx

Расчет объемного гидропривода мобильной машины: курсовая работа по дисциплине «Гидро - и пневмопривод» Задорожный С.С. гр. ПТМ – 32 каф. ПТСДМО. «Краматорск: ДонНАСА 2017 – 21 с. 3 табл. 4 источника.
Объект исследования – объемный гидропривод объемной машины с разомкнутой системой циркуляции рабочей жидкости .
Цель работы – разработать объемный гидропривод мобильной машины.
В результате выполнения работы были определены диаметры гидроцилиндров выбрана марка гидромотора подобраны насосы для питания гидродвигателей подобрана соответствующая гидроаппаратура выполнен расчет трубопроводов и определен коэффициент полезного действия гидропривода. На основании расчетов разработана принципиальная гидравлическая схема мобильной машины.
ДАВЛЕНИЕ ГИДРОЦИЛИНДР ГИДРОМОТОР РАСХОД ПОДАЧА НАСОС ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ КЛАПАН ДЕЛИТЕЛЬ ПОТОКА ФИЛЬТР.
Объемный гидропривод имеет ряд преимуществ которые обуславливают его широкое применение в мобильных машинах. Гидравлические системы позволяют получить значительные усилия на рабочих органах при небольших габаритных размерах элементов гидросистемы а так же позволяют плавно и бесступенчато регулировать скорости движений в широком диапазоне. Гидравлически привод легко автоматизируется.
При применении гидропривода можно значительно упростить элементы механической трансмиссии либо вовсе от них отказаться что в свою очередь значительно облегчает машину и снижает материалоемкость.
Следует принимать во внимание некоторые недостатки объемного гидропривода :
Зависимость работоспособности гидропривода от температуры окружающей среды;
наличие внутренних перетоков и внешних утечек рабочей жидкости;
повышенная чувствительность к эксплуатационным свойствам рабочих жидкостей;
повышенные требования к материалам и качеству изготовления деталей.
Указанные недостатки определяют дальнейшее направление совершенствования и повышения надежности гидравлических систем. Несмотря на указанные недостатки невозможно представить современную машину полностью лишенную элементов гидропривода. Таким образом проектирование объемного гидропривода является интересной и актуальной инженерной задачей.
Расчет параметров гидродвигателей
1Определение параметров гидроцилиндров
Диаметр гидроцилиндра с односторонним штоком определяется в зависимости от схемы его включения и направления действия нагрузки.
При подаче жидкости в поршневую полость :
где R – нагрузка на штоке Н;
– перепад давления на гидроцилиндре Па;
– гидромеханический коэффициент полезного действия гидроцилиндра
– отношение площадей поршневой и штоковой полостей.
Диаметр штока гидроцилиндра определяется из уравнения :
Потеря рабочей жидкости гидроцилиндром :
где S – площадь соответственной рабочей полости гидроцилиндра м2.
– скорость перемещения поршня мс.
– объемный коэффициент полезного действия гидроцилиндра
Площадь поршневой полости определяется по формуле :
Площадь штоковой полости определяется по формуле : (7)
Потери давления в гидроцилиндре зависят от схемы его включения :
Поршневая рабочая полость :
штоковая рабочая полость :
Полная мощность гидроцилиндра определяется по формуле :
где – повний ККД гідроциліндра
2Определение параметров и выбор гидромоторов.
Полезная мощность гидромотора должно равняться :
где – момент на валу исполнительного органа машины Н·м;
– частота вращения исолнительного органа мин.-1;
Принимаем гидромоторГМШ100.
Принимаем передаточное число редуктора определяется по формуле :
где– прийнята частота обертання вала гідромотора мин.-1.
Момент на валу гідромотора :
Потери давления в гидромоторе :
где – общий КПД мотора ;
Потеря рабочей жидкости гідромотором :
где – рабочий объем гидромотора м3.
– объемный КПД гидромотора по паспортным данным .
Результаты расчетов гидродвигателей сводим в таблицу 1.
Таблица 1 – Результаты расчетов гидродвигателей.
Усилие на штоке R кН
Частота вращения мин.-1
Диаметры гидроцилиндровD×d мм
Рабочий объем гидромотора
Расход гидродвигателя лс
Перепад тиску в гидродвигателях МПа
Полная мощность гидродвигателей N кВт
Определение параметров и выбор насосов
Необходимая подача насоса определяется как сумма параллельно работающих двигателей :
где - расход рабочей жидкости гидродвигателем ( гидромотором или гидроцилиндром ) лс;
- коэффициент подачи который учитывает потери рабочей жидкости в гидросистеме
Необходимая подача насоса для первого и второго гидроцилиндров получилась практически одинаковой. Средне арифметическая подача жидкости для двух гидроцилиндров равна 14 лс.
Частота вращения вала насоса равна :
где – необходимая подача насоса лс;
- количество насосов которые работают параллельно лс;
- рабочий объем принятого насоса лс;
- объемный КПД насоса;
Фактическая скорость поршня гидроцилиндра :
где - фактическая частота вращения вала насоса мин -1;
S –площадь полости гидроцилиндра м2;
m –количество параллельно работающих гидроцилиндров.
Фактическая частота вращения вала гидромотора :
гдеm – количество параллельно работающих гидромоторов
Результаты расчета параметров насосов сводим в таблицу 2.
Таблица 2 – Результаты расчетов насосов.
Необх. частота вращения мин.-1
Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных приборов.
По фактической подаче насоса выбираем необходимую гидроаппаратуру :
для первого потока: лмин
- Секційні гідророзподільники Р 20 (Приложение А.9).
- Клапан предохранительный БГ52-15А (Приложение А.12).
для второго потока: лмин
- Секційні гідророзподільники Р 16 (Приложение А.9).
- Фильтр 1.1.32 -25 (Приложение А.18).
- Теплообмінники (Приложение А.19)
Расчет трубопроводов
Диаметры трубопроводов определяются исходя из рекомендованных скоростей жидкости которые составляют для всасывающей гидролинии – для напорной сливной.
Диаметр трубопроводов рассчитывают по формуле:
гдеQ – подача насоса м3с;
v –скорость движения жидкости в трубопроводе мс.
Далее уточняют скорости жидкости в гидролиниях :
Определяют число Рейнольдса :
где кинематическая вязкость рабочей жидкости;
Для ламинарного потока :
где А=150 – для гнучких шлангів;
Потери давления на трение по длине трубопроводов определяют по формуле:
де удельная масса рабочей жидкости кгм3;
длина трубопровода м;
– кінематична в’язкість робочої рідини (при робочої температурі) м2с.
Для робочих рідин що використовуються у гідросистемах машин запропонована формула яка зв’язує кінематичну в’язкість з температурою:
Результаты расчета продольных потер сводим в таблицу 3.
Таблица 3 – Результаты расчета продольных потерь давления.
Диметр трубопровода d мм
Уточненная скорость жидкостиv мс
Режим движения жидкости
Длина трубопроводаl м
Потери давления на трение Мпа
Суммарные потери давления на трение в гидролинии будут равны :
- для первой гидролинии :
- для второй гидролинии :
Расчет потерь давления в гидросистеме
Потери давления на местные сопротивления определяют по формуле Вейсбаха :
где коэффициент местного сопротивления;
v – скорость после местного сопротивления;
удельная масса кгм3;
Результаты расчета потер давления в местных сопротивлениях и гидроаппаратах для каждого потока помещаются в таблицу 4.
Таблица 4 – результаты расчета потерь давления в местных сопротивлениях и гидроаппаратах.
Определение коэффициента полезного действия гидропривода
Коэффициент полезного действия гидропривода определяется по формуле :
де полезная мощность гидродвигателя кВт;
мощность на валу насоса (мощность которая затрачена) кВт.
Полезная мощность гидроцилиндра :
где фактическая скорость поршня кВт;
Полезная мощность гидромотора :
Мощность на валу насоса :
где соответственно фактические подача и давление насоса;
Фактическое давление насоса равно суммарной потере давления по трассе :
Потери мощности в гидроприводе которые превращаются в тепло :
де мощность привода насоса кВт;
полезная мощность гидродвигателя кВт;
Повышение температуры рабочей жидкости до постоянного значения может быть рассчитано по формуле :
При использовании бака объемом 100 л в системе не будет обеспечивается необходимый температурный режим.
Увеличим площадь за счет теплообменника КМ6-СК-1 :
При использовании бака объемом 100 л с теплообменника КМ6-СК-1 в системе будет обеспечивается необходимый температурный режим.
В результате проведенных расчетов были определены параметры гидроцилиндра одностороннего действия (D = 140 мм d = 62 мм) гидроцилиндра двустороннего действия с двусторонним штоком ( D = 250мм d = 160 мм) выбрана марка гидромотора (ГМШ100) разработана принципиальная схема гидропривода. Была подобрана соответствующая регулирующая гидроаппаратура и рассчитаны параметры трубопроводов.
Привод первого и второго гидроцилиндров осуществляется от насоса 210.25 привод гидромотора осуществляется от первого насоса 210.20. КПД первого и второго потоков соответственно составили 57% и 61%.
Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни «Гідро- і пневмопривод» (для спеціальності 7.090214 «Підйомно-транспортні будівельні дорожні машини і обладнання» денної та заочної форм навчання) Укладачі : Б.О. Корольков О.Г. Водолжажченко. – Макіївка : ДонНАБА 2007.
Гідравліка гідромашини гідропривід Т.М. Башта С.С. Руднев Б.Б. Некрасов і др. – М.: «Машинобудування» 1982. – 301 с.
Васильченко В.А. Гідравлічне обладнання мобільних машин. Довідник. – М.: «Машинобудування» 1983. – 301 с.
Мандрус В.. Лещій Н.П. Звягін В.М. Машинобудіна гідравліка. Задачі та приклади розрахунків. Львів «Світ» 1995. – 263 с.