Гидропривод асфальтоукладчика

Записка.doc

Выбор гидродвигателей по заданным нагрузкам4
1 Выбор номинального давления4
2 Расчет гидроцилиндров5
3 Расчет гидромоторов7
4 Подбор гидронасоса8
5 Выбор гидравлической жидкости9
Расчет потерь давления в гидросистеме10
1 Расчет диаметров трубопроводов10
2 Расчет потерь давления по длине трубопроводов12
2.1 Расчет потерь давления на трение в трубопроводах. Величина потерь давления для каждого расчетного участка определяется по формуле:12
2.2 Расчет потерь давления в местных сопротивлениях трубопроводов. Потери давления в местных сопротивлениях рассчитываются по формуле:14
Проверочный расчет гидропривода. Определение КПД18
1 Проверочный расчет гидропривода18
2 Расчет мощности и КПД гидропривода21
Тепловой расчет гидропривода23
Объектом проектирования является объемный гидропривод асфальтоукладчика.
Преимущества гидросистем:
- Значительно увеличивается КПД системы за счет отсутствия пар трения которые присутствуют в механических передачах.
- Высокая надежность системы в условиях правильной эксплуатации.
- Передача больших усилий за счет высокого давления.
Главными задачами проектирования являются расчет основных параметров объемного гидропривода по заданным условиям и на его основе разработка принципиальной гидравлической схемы обеспечивающей выполнение машиной технологических операций.
Гидропривод машины взятой в проекте состоит из:
) гидроцилиндра для подъема и опускания выглаживающей плиты асфальтоукладчика.
) гидроцилиндра для подъема и опускания трамбовочного бруса асфальтоукладчика.
Привод шнекового питателя трамбующего бруса данного асфальтоукладчика будет осуществляться при помощи гидромоторов.
Выбор гидродвигателей по заданным нагрузкам
1 Выбор номинального давления
В настоящее время для увеличения производительности и снижения металлоемкости машин применяемых при производстве строительно-дорожных работ требуется повышать рабочее давление жидкости в гидросистеме. Мы для расчетов принимаем давление в гидравлической системе погрузчика Рном= 25 МПа. Для предварительных расчетов перепад давления принимают на 10 – 20 % меньшим чем выбранное номинальное давление т.е. = 2509=225 МПа.
Принимаем двухконтурную расчетную схему.
Рисунок 1.1 - Схема первого контура
Рисунок 1.2 - Схема второго контура
2 Расчет гидроцилиндров
Мы применяем гидроцилиндры с односторонним штоком. Диаметры гидроцилиндров определяется по формуле:
где FВЫТ - заданное усилие выталкивания гидроцилиндра ГЦ1;
FВТ - заданное усилие втягивания гидроцилиндра ГЦ2;
DP - перепад давления на гидроцилиндре DP = 225 МПа;
hМЦ - механический КПД гидроцилиндра hМЦ=095;
y- коэффициент мультипликации. При расчете гидроцилиндров мы задаемся величиной y =125 по ОСТ 22-1417-79. Принятое значение округляем до ближайшего стандартного.
Принимаем диаметр 1 гидроцилиндра D=125 мм. Максимальный расход необходимый для обеспечения заданной скорости движения гидродвигателя будет равен:
где hОЦ - объемный КПД гидроцилиндра;
V- заданная скорость движения гидроцилиндра;
z- число параллельно установленных гидроцилиндров;
Таблица 1.1- Расчетные данные гидроцилиндров
Заданная скорость мс
Расчетный диаметр мм
3 Расчет гидромоторов
Требуемый рабочий объем гидромотора определяется по формуле:
где М - заданный крутящий момент на валу гидромотора Нм;
DP - перепад давления на гидромоторе DP = 225 МПа;
hмм - механический КПД гидромотора hмм =0958.
Для обеспечения заданной скорости вращения гидромотора необходимо обеспечить расход жидкости определяемый по формуле:
где nM - частота вращения гидромотора с-1;
hоб - объемный КПД гидромотора hоб =095.
Таблица 1.2- Расчетные данные гидромоторов
Заданная скорость с-1
Расчетный рабочий объем см3
Принятый рабочий объем см3
Расчетное значении расхода см3с
4 Подбор гидронасоса
Подбор гидронасоса производится по расходу который необходимо обеспечить в системе. Максимальный расход будет требоваться при работе гидроцилиндра ГЦ№1.
Рабочий объем насоса определяется по формуле:
где - требуемый рабочий объём насоса;
- частота вращения вала насоса;
- объёмный КПД насоса.
Действительная подача насоса рабочего оборудования равна:
где - рабочий объём выбранного насоса;
- объёмный КПД насоса.
Таблица 1.2- Расчетные данные гидронасосов
Требуемая подача см3с
Реальный рабочий объем см3
Действительная подача см3с
5 Выбор гидравлической жидкости
Для использования в гидроприводе назначаем гидравлическую жидкость марки ВМГЗ по ТУ 38-101479-74 которая имеет следующие свойства:
Вязкость – 010·10-4 м2с
Плотность – 865 кгм3
Температура застывания не выше –60оС
Температура вспышки не ниже 135оС
Рабочий диапазон температуры – 50.. + 60 оС
Объем необходимой для заполнения системы жидкости найдем позднее.
Расчет потерь давления в гидросистеме
1 Расчет диаметров трубопроводов
Для расчета трубопроводов гидросистема разбивается на участки при этом учитывается что по расчетному участку должен проходить одинаковый расход и участок должен иметь на всем протяжении одинаковый диаметр.
Определение скоростей движения жидкости по трубопроводам произведем в соответствии со значениями предельных скоростей указанными в таблице 2.1
Таблица 2.1 - Допускаемая скорость потока жидкости при Рном= 25 Мпа
Всасывающий трубопровод
Напорный трубопровод
Минимальный внутренний диаметр определяется по формуле:
где Q - расход жидкости на данном участке равен подаче выбранного насоса Q = 11593 см3с;
[V]-допускаемая средняя скорость движения жидкости на участке определяемая по таблице 2.1.
Для первого участка (всасывающий):
Принимаем диаметр равный 40 мм.
Диаметр трубопровода полученный при расчете округляем в большую сторону до стандартного по ГОСТ 16516-80. Длина трубопроводов определяется исходя из расположения на машине.
Разобьем гидросхему на участки (рисунок 2.1)
Результаты расчетов диаметров трубопроводов сносим в таблицу 2.2
Таблица 2.2 – Расчет трубопроводов
2 Расчет потерь давления по длине трубопроводов
Гидравлические потери в трубопроводах слагаются из потерь на гидравлические трения DРТ и потерь в местных сопротивлениях DРМ. Произведем расчет этих потерь в трубопроводах нашей гидравлической системы.
где -потери давления в гидролинии МПа;
- потери давления в местных сопротивлениях МПа.
2.1 Расчет потерь давления на трение в трубопроводах. Величина потерь давления для каждого расчетного участка определяется по формуле:
где r- плотность рабочей жидкости;
d- диаметр трубопровода на расчетном участке;
V- средняя скорость движения жидкости на расчетном участке.
Расчет проведем для второго напорного участка. Для вычисления коэффициента гидравлического трения l необходимо определить режим движения жидкости по числу Рейнольдса:
где n- кинематическая вязкость жидкости.
При ламинарном движении (RE2300) коэффициент гидравлического трения равен:
При турбулентном движении (RE>2300) для гладких труб:
Таблица 2.3 – Расчёт потерь на трение по длине трубопроводов
2.2 Расчет потерь давления в местных сопротивлениях трубопроводов. Потери давления в местных сопротивлениях рассчитываются по формуле:
m - количество однотипных сопротивлений на участке.
Вид и количество местных сопротивлений принимаем по конструкции гидравлической системы проектируемой машины. Например для первого участка:
Местное сопротивление – выход из гидробака с сопротивлением x=1:
Местное сопротивление - штуцер присоединения к насосу с сопротивлением x=015:
Суммарные потери давления в местных сопротивлениях для первого участка определятся как сумма потерь для каждого вида местного сопротивления с учетом их количества:
Полученные расчетные значения сносим в таблицу 2.3
Таблица 2.3 - Потери давления в местных сопротивлениях трубопроводов
Вид местного сопротивления
Количество сопротивлений на участке m
Коэффициент местного сопротивления φ
Потери давления в местном сопротивлении ΔРiкПа
Потери давления на участке ΔРмкПа
Штуцер присоединения. к насосу
Штуцер присоединения. к насосу и распределителю
Тройник с транзитоток
Штуцер соединения с распределителем и мотору и блока клапанов
Штуцеры к распределителю
Тройник со слияния потоков
Окончание таблицы 2.3
Штуцер соединения с распределителем
Штуцер с распределителем фильтром
Таблица 2.4 - Потери давления в гидроаппаратах
Обозначение на схеме
Параметры гидроаппаратов
Потери давления ΔРкПа
по технической характеристике
требуемые по гидросхеме
Гидрораспределитель 4WEH16EA6
Блок вторичных предохранительных клапанов 63600
Для гидроцилиндров Ц1 и Ц2 в напорной магистрали суммируем потери давления на трение и в местных сопротивлениях на участке 2 5 6 и 7 а также в распределителе и гидрозамке с обратным клапаном. В сливной магистрали – на участках 8 9 10 и 17 в распределителе и фильтре.
Для гидроцилиндров Ц3 Ц4 в напорной магистрали суммируем потери давления на трение и в местных сопротивлениях на участке 2 11 12 13 а также в распределителе и гидрозамке. В сливной магистрали – на участках 14 15 16 17 в распределителе и фильтре.
Для гидромотора потери давления в напорной магистрали определяются потерями на участках 2 3 распределителе блоке клапанов. В сливной магистрали участками 417 распределителем фильтром.
Для напорной магистрали имеем:
Проверочный расчет гидропривода. Определение КПД
1 Проверочный расчет гидропривода
Проверочный расчет проводится с целью определения действительных максимальных усилий и скоростей развиваемых гидродвигателями при номинальном давлении развиваемым насосом. Усилия развиваемые в этом случае гидроцилиндрами будут зависеть от направления движения их штоков. Приведем пример для первого гидроцилиндра:
где РНОМ - номинальное давление;
DPН - потери давления в напорной магистрали;
DPС - потери давления в сливной магистрали;
D - диаметр гидроцилиндра;
hМЦ - механический КПД гидроцилиндра hМЦ =095;
y - коэффициент мультипликации y=125.
При втягивании штока:
Скорость штоков также зависит от направления движения:
При выталкивании штока:
где QЦ - расход потребляемый гидроцилиндрами;
hОЦ - объемный КПД гидроцилиндра hОЦ =098;
z - число параллельно установленных и одновременно работающих гидроцилиндров.
где -утечки в распределителе.
Крутящий момент развиваемый гидромотором определяется по формуле:
гдеqM- рабочий объем гидромотора;
hГМ- механический КПД гидромотора;
Частота вращения гидромотора определяется по формуле:
где QМ- расход потребляемый гидромотором;
2 Расчет мощности и КПД гидропривода
Полная мощность гидропривода N равна мощности потребляемой насосом:
гдеQH - действительная подача насоса;
hH - полный КПД hH =082.
Полезная мощность гидродвигателя возвратно-поступательного действия (гидроцилиндра) определяется по формуле:
где F - усилие на штоке Н;
V - скорость движения мс;
Полезная мощность гидродвигателя вращательного действия (гидромотора) определяется по формуле:
где М- крутящий момент на валу Нм;
nм- частота вращения вала гидромотора мин-1.
Общий КПД гидросистемы равен отношению:
Полученные КПД отдельных гидродвигателей сносим в таблицу 3.1
Таблица 3.1 - КПД гидравлической системы
Гидроцилиндр ГЦ3 ГЦ4
Для объемного гидропривода СДМ значение общего КПД должно быть более 06..08. Это условие выполнено.
Тепловой расчет гидропривода
Потери мощности переходящей в тепло зависят от режима работы гидропривода дорожной машины.
Таблица 4.1 - Показатели режима работы гидропривода
работы под нагрузкой
Снегоочистители трубоукладчики
автогрейдеры легкие рыхлители
Бульдозеры легкие скреперы при-
цепные автогрейдеры тяжелые
Бульдозеры тяжелые скреперы
Экскаваторы многоковшовые катки
и другие машины с гидроприводом
непрерывного действия
Потери мощности переходящие в тепло определяются по формуле:
где kН kД - коэффициенты характеризующие режим работы гидропривода;
- полная и полезная мощности гидропривода;
Расчетный температурный перепад - равен
где - максимально допускаемая температура рабочей жидкости зависящая от типа рабочей жидкости; принимаем равной 70оС;
- максимальная температура окружающего воздуха. Для умеренного климата .
Необходимая площадь поверхности теплообмена - равна:
где k - коэффициент теплопередачи k=15Вт(м2·град).
Определим теплоотдающую поверхность гидросистемы. Для трубопроводов и других цилиндрических гидороаппаратов теплоотдающую поверхность можно определить по формуле:
где Dнар - наружный диаметр трубопроводов трубопровода гидроцилиндра;
l - длина трубопровода или ход штока гидроцилиндра.
Таблица 4.2 - Фактическая теплоотдающая поверхность трубопроводов
Площадь теплоотдающей
Объем гидравлической жидкости в баке определяется по эмпирической зависимости:
где Vн1 - минутная подача насоса.
Принимаем бак вместимостью по 100л по ГОСТ 16770-86. При этом учитываем что жидкость наполняет бак на 80 - 85% его высоты.
Площадь охлаждения бака равна:
где V- объем гидробака м3;
а = 66 - для параллелепипеда.
Поскольку суммарная теплоотдающая поверхность бака и трубопроводов составляющая 3905 м2 недостаточна для охлаждения жидкости считаем теплоотдающую поверхность гидрооборудования.
kф - коэффициент учитывающий форму и степень оребрения гидроаппарата или гидродвигателя ориентировочно kф=07 - 15.
Таблица 4.3 - Теплоотдающая поверхность гидрооборудования
теплоотдающей поверх
Фактическая теплоотдающая поверхность гидросистемы:
Условие Sд Sтр не выполняется 7592 4016. В данном контуре требуется установить теплообменник. По номинальному давлению и расходу выбираем аппарат теплообменный
В ходе курсового проектирования был спроектирован объемный гидропривод с дистанционным управлением асфальтоукладчика.
Расчет объемного гидропривода при курсовом проектировании способствовал закреплению теоретических знаний развил практические навыки самостоятельной работы при выполнении расчетов оформлении чертежей и составлении текстовых конструкторских документов.
Васильченко В. А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: справочник В. А. Васильченко. – М.: Машиностроение 1983. – 301 с.: ил.
Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи Под общ. ред. В. В. Гуськова. – Минск: Выш. шк. 1987. – 310с.: ил.
Щемелев В. В. Проектирование гидропривода машин для земляных работ: учеб. пособие А. М. Щемелев. – Могилев : ММИ 1995. – 322 с.: ил.
Справочное пособие по гидравлике гидромашинам и гидроприводам Под общ. ред. Б. Б. Некарасовой. – 2-е изд. перераб. и доп. – Минск: Выш. шк. 1985. – 377 с.: ил.
Юшкин В. В. Основы расчета объмного гидропривода В. В Юшкин. – Минск: Выш. шк. 1982. – 93 с.: ил.

01344+Гидросхема асфальтоукладчика.dwg

Колесо цилиндрическое
Кинематическая схема механизма подъема
Кинематическая схема механизма передвижения тележки
Момент на тихоходном валу 552
Частота вращения тихоходного вала 71
Момент на быстроходном валу 30
Передаточное число редуктора 20
Мощность на быcтроходном валу 4
Мощность на тихоходном валу 4
Техническая характеристика:
M+200966 M+20083M+2E020M+2A7A0 99857-4614010ffffffM+2F63Fes-
M+200964 M+20083M+2E020M+200A0 7406-3405005 ffffffM+2F63Fe
M+200962 M+20083M+2E020M+2E2A0 7406-3405005ffffffM+2F63Fes-
M+20094 M+20094M+2E020 7406-3410080fff
M+20093M+2008F M+20093 M+2AAA0 7406-3436005 ffffffM+2F63F
M+20090M+20083 M+20090M+2EC20M+200A0M+2A9207406-3400010 ffffffM+2F63Fes
M+20083M+2E020M+2A7A0 ffffffM+2F63Fes-8R
M+20090 M+20083M+2E0A0 6442-4612010 ffffffM+2F63Fes
M+2008FM+200A0 M+20090M+20095-16320
M+2008FM+2A920M+200A0M+2AFA0M+2AD207406-34350005ffffffM+2F63Fes
M+2008DM+200A0M+2E120M+2A920M+2008DM+20098 100-3 2
M+2008AM+2ABA0M+2AFA0M+2AD20M+2E0A0M+200A9
M+2008AM+2ABA0M+2AFA0M+2AD20M+2E0A0 7406-3407026
M+20081M+2AA20M+2A7A0M+2A8207406-3428005
M+20083M+2A1A0M+2AA207406-340020
M+2008DM+200A0M+200A0M+200A5
M+2008FM+2E7A0M+200EF
схема гидравлическая
М32-002.02.00.000 ГЗ
ДЗ-101-1.00.00.00 ГЗ
схема гидравлическая
ЭТР-208-1.00.00.00 ГЗ
ЭО-2621-1.00.00.00 ГЗ
Эксковатор одноковшовый
Снегоочиститель плужный
ЭО-3322Б-1.00.00.00 ГЗ
ЭТЦ-208-1.00.00.00 ГЗ
ЭО-6121-1.00.00.00 ГЗ
Погрузчик малогаборитный
Гидрораспределитель ОСТ22-829-74
Гидроцилиндры ОСТ22-1417-79
Клапон замедлительный
Гидроматор 210.32.11.01А
ЭО-2126А-1.00.00.00ПЗ
ГидромоторТУ22-344-75
ЭО-3322Б-1.00.00.00 ПЗ
Теплообменник Т2-344-15
ЭО-3322Б-1.00.00.00ПЗ
Клапон предохранительный
Гидроматор 210.2.11.01А
Фильтры ОСТ22-883-75
ПМ-18Б-1.00.00.000 ГЗ
ограничитель хода рейки
Погрузчик фронтальный
Схема позиционирования рабочего органа погрузчика
МК-310-1.00.00.000 ГЗ
ДЗ-138-1.00.00.00 ГЗ
Скрепер с элеваторной
МоАЗ-614Б.00.00.000 ГЗ
ДЗ-6014-5.00.00.000 ГЗ
Скрепер со шнековой
Снегоочиститель роторный
Д-389-1.00.00.000 ГЗ
Подметально-уборочная машина
Теплообменник Т2-344-15 ОСТ-21-45-80
Манометр ГОСТ-2405-80
МоАЗ-6014Б.00.00.000 ГЗ
Схема гидравлическая
Бел.-Рос.Ун. ПДМ-083
25.0.У-100х45х800 ГОСТ 22-1417-79
Гидрораспределитель
Насос 207.20 ТУ Р3 05790352 - 94
Манометр МП50М"ЮМАС" ТУ РБ 373 6802 002 - 96
Клапон непрямого действия
Гидромотор 210.16.11.01А ТУ22-3444-75
Гидробак ГОСТ16770-86
Вентиль ВН30 ГОСТ 23405-78
Блок клапанов Б0.01.000.00
Манометр МП40М"ЮМАС" ТУ РБ 373 6802 002 - 96
WEH16EA6X6AG24N9ETSK4..B10..V..
WEH16EA6X6AG24N9ETSK4..B10..V
25.0.У-63х28х630 ГОСТ 22-1417-79
Скрепер с элеватороной загрузкой
25.0.У-125х56х630 ГОСТ 22-1417-79
Насос НШ-32 ТУ Р3 05790352 - 94
25.0.У-100х45х320 ГОСТ 22-1417-79
Схема гидравлическая принципиальная
25.0.У-125х56х110 ГОСТ 22-1417-79
Насос НШ-71А3 ТУ Р3 05790352 - 94
Насос 210.16 ТУ Р3 05790352 - 94