Машина для нарезки кюветов СЗП-600

2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЗП-600.docx

2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
мaксимaльнaя трaнспортнaя скорость сaмоходом
мaксимaльнaя трaнспортнaя скорость в состaвe поeздa
минимaльный рaдиус проходимой кривой
производитeльность роторного экскaвaторa
мaксимaльный боковой вылeт роторa от оси пути
мaксимaльноe зaглублeниe роторa от вeрхнeго крaя
мaксимaльный боковой вылeт плугa от оси пути
мaксимaльноe зaглублeниe плугa от вeрхнeго крaя

5 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА СЗП-600.docx

6 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА
1.1.Ответственным лицом при выполнении работ с применением путевых машин должен быть руководитель работ назначаемый начальником хозяйственного подразделения: при ремонтах выполняемых ПМС—начальником ПМС; при работах выполняемых дистанцией пути– начальником дистанции пути.
К эксплуатации должны допускаться машины и механизмы освидетельствованные и испытанные в установленном порядке.
1.2.Ответственность за соблюдение техники безопасности и пожарной безопасности персоналом обслуживающим машину должен нести руководитель данной машины (начальник главный механик инженер-технолог или машинист).
1.3.Путевая машина должна быть снабжена огнетушителями расположенными в легкодоступном месте в полной готовности к применению.
1.4.Обслуживающий персонал должен быть обучен правилам пожарной безопасности и порядку применения первичных средств пожаротушения.
1.5.Не допускаются хранение и перевозка в кабинах машины легковоспламеняющихся веществ.
1.6.Все лица допущенные к обслуживанию путевой машины должны иметь при себе документы на право управления машиной и о сдаче испытаний по технике безопасности в объеме действующих на железнодорожном транспорте правил и инструкций по обеспечению безопасности движения при выполнении путевых работ а также в объеме инструкций по эксплуатации оборудования установленного на машине.
1.7.Обслуживание машин с электрооборудованием необходимо осуществлять в соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.
Заземление и зануление электрооборудования установленного на путевых машинах должны удовлетворять требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ).
На путевых машинах с электрооборудованием должны быть специальные защитные средства: резиновые диэлектрические ковры в соответствии с ГОСТ 4997—75 резиновые диэлектрические галоши в соответствии с ГОСТ 13385—78 резиновые диэлектрические перчатки в соответствии с техническими условиями.
1.8.Запрещается курить в кабинах машины и в непосредственной близости от нее пользоваться открытым огнем при ее обслуживании и рядом с ней.
1.9.Запрещается приступать к работе при неисправных тормозах ходовых частях звуковой и световой сигнализации.
1.10.Работы по устранению возникших неисправностей и по смазке узлов на путевых машинах должны производиться только после их полной остановки и остановки силового привода.
1.11.Обслуживающий персонал машины должен быть обеспечен спецодеждой. Во время работы одежда должна быть застегнута стянута поясами волосы должны быть убраны под головной убор.
1.12.Перед запуском двигателя и опробованием тормозов необходимо убедиться в отсутствии людей под машиной и на пути к ней.
1.13.Перед пуском рабочих органов и троганием машины с места машинист (помощник машиниста) должен подавать звуковой сигнал.
1.14.Запрещается управлять машинами которые имеют выносной пульт находясь на междупутье.
1.15.Запрещается сходить и садиться на машину во время движения находиться на подножках и рабочих органах.
1.16.Спускаться с машины следует только повернувшись к ней лицом и держась обеими руками за поручни.
1.17.Необходимо следить чтобы в кабинах на ступеньках и поручнях не было масла и грязи.
1.18.При следовании путевых машин своим ходом или в составе поезда рабочие органы должны быть приведены в транспортное положение.
1.19.Не разрешается передавать управление машиной другому лицу не имеющему на это право.
1.20.При работе на двух- и многопутных участках руководитель работ обязан обеспечить своевременное оповещение монтеров пути и бригаду машины о приближении поезда по соседнему пути.
1.21.Запрещается находиться на междупутье при пропуске поездов по соседнему пути.
1.22.Перевозка рабочих на путевых машинах запрещается.

сзп-600.dwg

КП.CЗП.МС-51.00.00.00.СБ
Гидроцилиндр подьема плуга
Гидроцилиндр поворота крыльев
Гидроцилиндр наклона плуга
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.01
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.02
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.03
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.04
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.05
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.ВО
КП.СЗП.МС-51.00.00.00.ВО
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.06
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.07
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.08
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.09

СОДЕРЖАНИЕ.docx

Описание конструкции машины .
Техническая характеристика
Параметры машины и рабочий орган .
Расчёт гидросистемы . ..
Прочностные расчёты
Охрана труда и техника безопасности

3 ПАРАМЕТРЫ МАШИНЫ И РАБОЧИЙ ОРГАН.docx

3 РАСЧЕТЫ ПАРАМЕТРОВ МАШИНЫ И РАБОЧЕГО ОРГАНА
1 Определение параметров насосной установки
Принимаем: рн = 20 МПа; н = 085; п.н = 09; рmах = 32 МПа;
рma диапазон регулирования n = 20.
Подача насосной установки:
– при насосах постоянной подачи:
Qн= (60Neп.н.н)рн = (608809085)20 =201 96 лмин; (1)
– при насосах переменной подачи:
Qн = (60nNe п.н.н)рmах р = (60208809085)29 = 40392 лмин. (2)
Насос выбираем по таблице 3.1.
Таблица 1 - Технические характеристики насосов
Давление на выходе МПа
Частота вращения n обмин
Номинальная потребляемая мощность
Коэффициент полезного действия
Аксиально-порщневые нерегулируемые насосы типа 310 (210 )
Аксиально-порщневые регулируемые насосы типа 313 (207 )
Аксиально -поршневые регулируемые сдвоенные насосы типа 223 (224 )
Принимаем шестерённый регулируемый насос типа НШ 250 3. Для него Q =3652 лмин; рн = 20 МПа; рmах = 32 МПа; nн = 1920 обмин.
2 Расчёт параметров гидромотора
Исходные данные: подача насоса Qн. ma номинальное давление насоса Рн = 29 МПа; диапазон регулирования насоса n' = 2.
Допустимый тормозной момент
Мт = (07 085)Мсц = 07940000 = 31200 Нм. (3)
Принимаем коэффициент снижения разгоняющего момента по отношению к тормозному r = Мр Мт =06 и находим значение разгоняющего момента
Мр = r·Мт = 0631200 = 18720 Нм. (4)
Потребная мощность гидромотора:
Nгм = (Мрп)(1000г-пn') = (187200889)(1000092) = 92 кВт (5)
где г-п – КПД передач от вала гидромотора до поворотного круга.
Мощность забираемая от первичного двигателя
Nгм = (Мрп)(1000·сn') = (187200889)(10000782) =1066 кВт (6)
где с = гммп – суммарный кпд механизма подьёма.
По величине потребной мощности выбираем гидромотор по таблице 6.1[6]:
гидромотор 310 12 имеющий следующие паспортные данные: рабочий объем qм = 116 см3; давление на выходе: номинальное – 20 МПа максимальное – 32 МПа; частота вращения: номинальная – 2100 обмин; максимальная – 5500 обмин; номинальный расход – 29 лмин; номинальная эффективная мощность – 9 кВт; гидромеханический КПД гм = 096; полный КПД = 091.
Частота вращения вала гидромотора
nм = 30ipп = 302580829314 = 2465 обмин. (7)
Сравнивая частоту вала гидромотора с максимальной имеем
nм = 2465 обмин 4000 обмин. (8)
Давление настройки предохранительных клапанов
рк = 628·Мр(qмipгммп) +05 = 62818720(28258096091) +05 = 2658 МПа.
Проверяем выполнение условия ркрmax = 06 085:
ркрmax = 26.5832 = 083 – условие выполняется.
Подача насоса при давлении настройки предохранительных клапанов
Q0 = 60·Nгм(Ркгм) = 601066(2658096) = 2505 лмин. (9)
Частота вращения электродвигателя =950 обмин
Общее передаточное число привода механизма:
Расчетная мощность редуктора на быстроходном валу кВт:
где: kр – коэффициент учитывающий условия работы редуктора;
Р – наибольшая мощность передаваемая редуктором при нормально
протекающем процессе работы механизма.
По передаточному числу и мощности выбираем редуктор червячно-цилиндри- ческий двухступенчатый с верхним расположением червяка типоразмера Ч2–400 с передаточным числом Uр =50.94 и мощностью на быстроходном валу при среднем режиме работы Рр = 12.2 кВт
4 Выбор муфты и тормоза
Номинальный момент передаваемый муфтой принимается равным моменту статических сопротивлений Тмном=Тс=278.5 Н*м.
Номинальный момент на валу двигателя Н*м:
Расчетный момент для выбора соединительной муфты Н*м:
Тм= 682*13*12=10639 Н*м
Выбираем втулочно–пальцевую муфту №1 с тормозным шкивом диаметром Dт=180 мм и наибольшим передаваемым крутящим моментом 300 Н*м.
Момент инерции муфты Iм=0125 кг*м2. Момент инерции ротора и муфты
I= 05+0125=0625 кг*м2
Необходимый момент развиваемый тормозом
Tт=1.75*106.39=186.18 Н*м.
Выбираем тормоз ТКТ – 100 с тормозным моментом 250 Н*м диаметром тормозного шкива DТ=200 мм. Регулировкой можно получить требуемый тормозной момент Тт=186.18 Н*м.
Рассчитаем избыточную тягу силовой установки по формуле:
Тиз. = Тп – (W1+W2+W2л)
где Тп – сила тяги локомотива Тп = 65000 кН;
W1 W2 – сопротивления движению машины на прямой и от подъема кН;
W2л – сопротивление движению локомотива на подъеме кН;
– коэффициент запаса на неучтенные сопротивления = 115 – 125.
где ''0 – основное удельное сопротивление НкН;
Gм – вес машины Gм = 1800 кН.
''0 = 19+001v+00003v2
где v – скорость машины v = 10 кмч.
W1 = (19+00127+00003272) 1500 = 2893 кН.
Сопротивление от уклона пути:
где у – удельное сопротивление от уклона пути у = i = 4 НкН.
Сопротивление движению машины на подъеме:
Wл2 = Gл i = 1250 4 = 5 кН.
где Gл – масса локомотива Gл = 1250 кН.
Тогда окончательно получаем:
Тиз. = 65000 – (2893+6+5)115 = 61660 кН.
Сопротивление при установившемся движении равно сумме сопротивлений от: перемещения машины W1 уклона пути W2 при движении в кривой W3.
где ’’к – удельное сопротивление от кривой НкН.
где R – радиус кривой м.
W3 = 1500 700160 = 6562 кН.
Ранее было определено что Wр = 084 106 Н.
Рисунок 7 – Схема к расчету роторного устройства
Роторное устройство подвешено на шарнире А. Изменять его положение можно гидроцилиндром закрепленном в шарнире В. Усилия в шарнирах А и В определяют из трех уравнений равновесия:
X = NA – PKГ + RB cosα = 0;
Y = Gp – PНВ – RA - RB sinα = 0
где Gp – вес роторного устройства Gp = 2000 Н;
NA RA RB sinα RB cosα – горизонтальные и вертикальные составляющие усилий в шарнирах А и В.
Из первого уравнения определим RB:
RB = (-200103255 – 071060525 - 0141061025)(03sin30 – 0725cos30) =
По найденному усилию RB в гидроцилиндре можно подобрать соответствующий гидроцилиндр для подъема и опускания роторного устройства. В соответствии с этим подбираем гидроцилиндр по ГОСТ 12447-80 типа
– 180x1000 со следующими параметрами: диаметр цилиндра d = 180 мм. ход поршня S = 1000 мм. максимальное усилие на штоке 436 кН номинальное давление pН = 16 МПа.
NA = - 436000cos30 + 0.7106 = 264000 Н.
Горизонтальные составляющие в шарнирах А и В будут препятствовать движению машины т. е. :
Wp = NA + RB cosα = 264000 + 436000cos30 = 840 кН.
Сопротивление WН определим:
WН = WН1 + WН2 + WН3 + WН4 + WН5
где WН1 WН2 WН3 – сопротивление балласту
WН4 – сопротивление от перемещения грунта
WН5 – сопротивление от трения балласта о ротор
Проекции этих сопротивлений на ось пути:
WН’ =k’lНhН +VН ρf1cos2Н + 2k’lКhK sinα1 + 2 VК ρgfsin α1 + 2 VК ρgf f1 cosα1
где k’– коэффициент удельного сопротивления резанию с учетом разрыхления k’= 3106 Па;
hН – размер заглубления в балласт hН = 045 м;
VН VК – объемы балласта перемещаемые ротором VН = 18 м3
Н – угол наклона в вертикальной плоскости Н = 230;
f f1 – коэффициенты трения грунта о грунта о крыло f = 07 f1 = 12;
hK – средняя толщина срезаемого слоя грунта hK = 03 м;
α1 – угол раскрытия крыла α1 = 300;
ρ – плотность грунта ρ = 1800 кгм3.
WН’ =3106 04534 +18180098107cos223 + 231060503sin30 + 209180012981sin30 + 20918009810712cos30 = 953 кН
Суммарное сопротивление Н:
WП = WП1 + WП2 + WП3 + WП4
hП – толщина срезаемого слоя hП = 045 м.
WП1 = 310607045 = 945 кН.
где VП – объем грунта перемещаемого отвалом VП = 056 м3;
WП2 = 056180098112 = 110 кН.
WП3 = VП ρgff1 = 05618009810712 = 80 кН.
WП4 = VП ρgf1 cos2= 056180098107cos215 = 70 кН
где – угол наклона отвала к горизонту = 150.
Проекция на ось пути всех сопротивлений действующих на 4 отвала:
WП’ =4( k’lПhП sinα2+ VП ρgf sinα2+ VП ρgff1 cos α2 + VП ρgf1 cos2 sinα2)
WП’ = 4(945 sin60+ 110 sin60+ 80cos60 + 70sin60) = 4030 кН.
Окончательно получаем:
W = W1 + W2 + W3 + WР + WН’+ WП’ + = 2893 + 6 + 6562 + 840 + 953 + 4030 = 173621 кН.
Согласно условию тягового баланса получаем:
Условие выполняется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.docx

В процессе выполнения курсового проекта я ознакомился с основными механизмами СЗП-600. Курсовой проект способствует закреплению углублению и обобщению знаний и применению этих знаний к комплексному решению конкретной инженерной задачи по проектированию машин.
Следует отметить особую роль данного курсового проектирования в приобщении студентов к деятельности инженеров и исследователей в понимании значения общетеоретических и общеинженерных дисциплин.
Прочностной расчёт части конструкции машины выполнен в программе САПР SolidWorks 2009.

0 ВВЕДЕНИЕ СЗП-600.docx

Большинство путевых машин могут использоваться как при строительстве новых железных дорог так и во время их ремонта и текущего содержания. Но некоторые путевые машины специализированы либо только на выполнении работ производящихся при ремонте и текущем содержании пути (например звеноразборочные поточные линии путеуборочные машины) либо на сооружении верхнего строения пути (например тракторные путеукладчики как более мобильные). Для ремонта и текущего содержания пути созданы путевые машины либо производящие определённые операции либо выполняющие комплекс работ в их технологической последовательности. Так для земляных работ и очистки путей от снега служат путевые струги для очистки и нарезки кюветов вдоль железнодорожного полотна — кюветоочистительные машины. Путеуборочные машины не только очищают путь от шлака мусора снега но и углубляют междупутья. Для устройства дренажа служат дренажные машины. Подъёмку и сдвижку рельсо-шпальиой решётки устранение её перекоса подсыпку балласта и его уплотнение осуществляют электробалластёры путеподъёмники тракторные дозировщики. Для очистки балласта используются щебнеочистительные машины. Разборку рельсо-шпальной решётки её укладку а также замену рельсов осуществляют путеукладчиками. Сборка рельсо-шпальной решётки производится на звеносборочных поточных линиях а разборка старых плетей — на звеноразборочных. Уплотнение балласта и выправку пути выполняют с помощью шпалоподбивочных машин балластоуплотнительных машин выправочно-подбивочно-отделочных машин и выправочно-подбивочно-рихтовочных машин. При этом используют станки для правки рельсов рельсошлифовальные станки рельсосварочные машины рельсосверлильные станки и другое оборудование. Для обеспечения строительных и ремонтных участков материалами и инструментами для доставки рабочих к месту работ служат транспортные и погрузочно-разгрузочные средства: дрезины хоппер-дозаторы саморазгружающиеся и специализированные вагоны. При эксплуатации железнодорожного пути проводят проверку его состояния с помощью контрольно-измерительных устройств и машин к которым относятся путеизмерительные вагоны дефектоскопные вагоны и тележки. Подготовку рельсов к дефектоскопии производят рельсоочистительные машины. Для очистки путей от снега кроме путевых стругов используют снегоуборочные машины.
Данный курсовой проект будет посвящён редкой путевой машине для нарезки кюветов СЗП-600. В нём будут освящены основные разделы касающиеся данного вида техники. Особое внимание будет уделено различным расчётам.

01 ЛИТЕРАТУРА СЗП-600.docx

Справочник по расчет механизмов подъемно-транспортных машин. А. В. Кузьмин Ф. Л. Марон. – Мн.: Вышэйшая школа 1983. – 350 с.
Путевые машины под ред. С. А. Соломонова. – М.: Транспорт 1977. – 392 с.
Путевые машины под ред. С. А. Соломонова. – М.: Транспорт 1985. – 375 с.

1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МАШИНЫ сзп600.docx

1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МАШИНЫ
Машина для ремонта земляного полотна железной дороги СЗП-600 предназначена для выполнения следующих технологических работ: чистка углубление и расширение кюветов; нарезка новых кюветов; планировка откосов в рабочей зоне плугов; углубление траншей в рабочей зоне ротора; транспортирование вырезаемого материала в транспортное средство или на откос земляного полотна. Машина СЗП-600 работает в комплексе (рис.4.13 а) состоящем из трех единиц: УТМ-1 (универсального транспортного модуля) непосредственно машины СЗП-600 и вагона прикрытия ВП-1 — для обслуживающего персонала.
Рис. 2. Схема машины СЗП-600:
а — комплекс СЗП-600;1 - машина СЗП-600;2 - УТМ-1; 3 - ВП-1;
б — машина СЗП-600; 1 — рама; 2 — поворотный конвейер; 3 — стрела ротора; 4 — основной конвейер; 5 — ротор; 6 - крылья плуга; 7 — стрела плуга; 8 — трёхосная тележка; 9 — кабина обслуживающего персонала;
— стабилизирующие опоры; 11 — опоры; 12 - бункер;
Машина СЗП-600 (рис. 2 6) не самоходная: на раме 1 установлен поворотный круг на котором смонтирована стрела 3 с ротором диаметром 3460 мм. Грунт из ротора поступает на основной конвейер 4 оттуда на поворотный — 2 и далее или в полувагоны или на обочину. Ротор может отклоняться в обе стороны от оси пути на 100 градусов. Машина оснащена также двумя плугами 6 установленными на своих стрелах 7. Наибольший боковой вылет плуга 55 м от оси пути. Глубина копания плуга 12 м от УГР. Приводы ротора позволяют при копании на 22м от УГР удерживать ротор в вертикальном положении.
Рис. 3. Схема трёхосной тележки:
— шкворень; 2 — подпятник; 3 6 — рамы тележки; 4 — пружина; 5 — балка шкворневая; 7 — балансир; 8 — букса; 9 — колёсная пара; 10 — ось; 11 — балка надрессорная
Для частичной разгрузки служат стабилизирующие опоры 10; а также рессорное подвешивание модуля УТМ-1. Сварная рама машины в средней части имеет сужение для транспортного расположения ротора. На одном конце рамы смонтировано поворотное устройство ротора со стрелой и конвейеры. На другом — гидрооборудование и опоры плугов.
Рама машины опирается на две рессорные вагонные тележки моделей 18-102 или 18-522 на которых дополнительно установлено устройство блокировки рессор. Тележка (рис. 3) состоит из боковых рам 3 и б надресорных балок 11 шкворневой балки 5 двух балансиров 7 четырех рессорных комплектов состоящих из пружин 10 и пружинно-фрикционного гасителя колебаний шести роликовых букс 8 трех колесных пар 9 и деталей тормозной рычажной передачи. Боковые рамы 3 и б своими челюстями опираются на буксы колесных пар через балансир 7 обеспечивая тем самым одноточечную систему рессорного подвешивания. Балансир в виде коромысла при помощи осей 10 связывает боковые рамы одной стороны тележки в общую сочлененную раму. Нагрузка от рамы машины воспринимается центральным плоским подпятником 2 шкворневой балки 5. В отверстие подпятника устанавливается шкворень. Шкворневая балка 5 опирается на две надрессорные балки 11 которые в свою очередь опираются на рессорные комплекты размещенные в проемах боковых рам 3.
Основной рабочий орган — роторный. Он состоит из ротора стрелы с основным конвейером механизма поворота и наклона ротора. Используется для очистки и углубления кюветов в грунтах I—III категорий. Привод ротора гидростатический с плавным изменением скорости вращения. Вторым рабочим органом являются плуги которые установлены по обеим сторонам рабочей машины. Они используются для работ по выравниванию грунта планировке грунта профилирования балластной призмы и вспомогательных работ в выемках. Ротор 7 шарнирно подвешен к стреле 1 (рис. 4.15) которая установлена на клети. Стрела поднимается и опускается цилиндрами 2. На стреле установлен конвейер с роликоопорами 3. Изменение наклона ротора 7 выполняется гидроцилиндром 4 соединенным с карданным шарниром 5. Материал из ковшей ротора высыпается в бункер б откуда на основной конвейер с барабаном 8 и лентой 9.Поворотный механизм обеспечивает поворот стрелы ротора и конвейера вокруг общей вертикальной оси. В конструкции опор применены крупногабаритные роликовые опорно-упорные подшипники.
Рис. 4. Стрела с ротором:
— стрела ротора; 2 4 — гидроцилиндры; 3 — роликоопоры; 5 — карданный шарнир; б — бункер; 7 — ротор; 8 — барабан; 9 — ковш; 10 — лента

сзп-600_.dwg

КП.CЗП.МС-51.00.00.00.СБ
Гидроцилиндр подьема плуга
Гидроцилиндр поворота крыльев
Гидроцилиндр наклона плуга
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.01
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.02
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.03
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.04
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.05
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.ВО
КП.СЗП.МС-51.00.00.00.ВО
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.06
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.07
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.08
КП.CЗП.МС-51.00.00.00.09

(тит).DOC

Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский государственный университет транспорта
Кафедра «ДЕТАЛИ МАШИН ПУТЕВЫЕ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ»
Дисциплина ”ПУТЕВЫЕ МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ”
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
студент группы МС-51 преподаватель
Детнер В. Моисеенко В.Л.

(тит2).DOC

Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский государственный университет транспорта
Кафедра «ДЕТАЛИ МАШИН ПУТЕВЫЕ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ»
Дисциплина ”ПУТЕВЫЕ МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ”
Машина для нарезки кюветов СЗП-600
студент группы МС-51 преподаватель
Детнер В. Моисеенко В.Л.

4 РАСЧЕТ ГИДРОСИСТЕМЫ.docx

4 РАСЧЁТ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Предлагаю в качестве модернизации машины подключить два гидроцилиндра плуга к отдельной системе для разгрузки основной системы и последующей оптимизации системы управление.
Требуемое усилее на гидроцилиндрах составляет примерно 140 кН. Произведём расчёт на один из двух гидроцилиндров. Данные сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 - Исходные данные
Плотность жидкости кгм 3
Вязкость жидкости м 2с
Рисунок 5.1- Принципиальная схема гидропривода
Длину напорной линии определить по формуле:
Длина сливной линии равна:
Длина всасывающей линии равна:
1 Расчёт и выбор параметров гидрооборудования
Выбор рабочей жидкости проводится в зависимости от температурных условий режима работы гидропривода и его рабочего давления.
Рабочая жидкость: масло индустриальное 50.
Выберем рабочее давление Р=10 МПа.
Площадь поршня гидроцилиндра определяем по выбраному давлению и расчетной нагрузке из соотношения:
где SЭ - эффективная площадь поршня гидроцилиндра м 2;
F - усилие на штоке Н;
Р - рабочее давление Па;
- механический к.п.д. гидропривода;
- гидравлический к.п.д. гидроаппаратуры.
- определяет потери давления в трубопроводах и гидроаппаратуре входящей в состав привода =085.
Диаметр поршня гидроцилиндра определяем по полученой эффективной площади поршня гидроцилиндра по формуле:
где D - диаметр поршня гидроцилиндра м;
- отношение диаметра поршня к диаметру штока (=dD) и определяется в зависимости от величины рабочего давления для заданного давления Р=10 МПа =07.
Полученное значение диаметра поршня округляем по ГОСТ 12447-80 в соответствие с рядом размеров диаметров:
Диаметр штока определяем из соотношения:
Значение диаметра штока округляем до нормативного в соответствие с ГОСТ 12447-80
Уточняем эффективную площадь используя следующее выражение:
Расход жидкости Qном (м3мин) поступающий в гидроцилиндр находят по выражению:
где VП - скорость движения поршня гидроцилиндра мс;
SЭ - эффективная площадь поршня гидроцилиндра м2.
Необходимая подача насоса в один гидроцилиндр будет равна:
где К - коэффициент К=11.
Тип и марку гидрораспределителя выбирают по номинальному давлению P=10 МПа и Qн=6944 лмин [2 с.78 табл.4.4].
6 Типоразмер дросселя выбирают по номинальному давлению P=10 МПа и подаче насоса Qн=6944 лмин [2 с.146 табл.5.13]
Выбор фильтра и его типоразмера производится по расходу рабочей жидкости в сливной гидролинии и требуемой для данного гидропривода тонкости фильтрации. Точность фильтрации определяется в зависимости от типа привода [2 с.296 табл. 8.2]. Выбор фильтра производится [2 с.300 табл. 5.13].
Фильтр пластинчатый 012Г41-14
2 Гидравлический расчет системы привода
Расчет трубопроводов состоит в определении их диаметров. Расчет производится по участкам: всасывающем (бак - насос) напорном (насос - гидроцилиндр) сливном (гидроцилиндр - фильтр - бак) выделенным в гидравлической схеме. Диаметры трубопроводов определяют исходя из обеспечения допустимой скорости течения Vдоп (мс) жидкости которые должны находится в следующих пределах]:
Всасывающие гидролинии 0.5-1.5
Сливные гидролинии 1.4-2.0
Напорные гидролинии 3-5.
С учетом допустимых скоростей и известному расходу определяют диаметры трубопроводов d (м):
где Q - расход жидкости на данном участке трубопровода м 3с.
Для всасывающей гидролинии:
Для напорной гидролинии:
где SЭ - эффективная площадь поршня в напорной полости гидроцилиндра м2
VП - скорость движения поршня мс.
Для сливной гидролинии:
где SЭсл - эффективная площадь поршня в сливной полости гидроцилиндра м2
Определяем диаметры согласно:
Полученные диаметры округляем до значения рекомендуемого по ГОСТ 6540-68
По полученным диаметрам определяем фактические скорости в гидролиниях.
Фактическая скорость при рабочей подаче во всасывающей гидролинии:
Фактическая скорость в напорной гидролинии:
Фактическая скорость в сливной гидролинии:
Определение потерь давления в гидросистеме.
Потери давления определяют на всасывающей напорной и сливной гидролиниях. Величину потерь определяют по формуле:
где Pтр - потери на трение по длине трубопровода;
Pм - потери в местных сопротивлениях включая потери в гидроаппаратах.
Потери давления Pтр на трение по длине трубопровода вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха:
где - плотность жидкости кгм 3 ;
- коэффициент гидравлического трения по длине;
V - средняя скорость течения жидкости мс.
Режим движения жидкости определяется по числу Рейнольдса:
где V - фактическая скорость движения во всасывающем напорном или сливном трубопроводах мс;
d - диаметр трубопровода мс;
- кинематический коэффициент вязкости м2с.
Т.к. число Рейнольдса больше 2320 то режим движения жидкости турбулентный.
Определим коэффициент гидравлического трения по длине для ламинарного режима движения жидкости воспользуемся следующей зависимостью:
Потери на трение определим как сумму потерь во всасывающем напорном и сливном трубопроводах.
Местные гидравлические потери Pм (Па) определяют по формуле Вейсбаха:
где - коэффициент местного сопротивления;
V - средняя скорость в сечении за местным сопротивлением мс;
- плотность жидкости кгм3.
К местным сопротивлениям применительно к заданному гидроприводу относятся: внезапное расширение потока (вход в цилиндр) внезапное сужение потока (выход из цилиндра) плавные повороты гидролинии штуцерные присоединения трубопроводов а также потери в гидроаппаратах: распределителе дросселе фильтре.
Определение суммарного коэффициента местных сопротивлений на всасывающей напорной и сливной гидролиниях.
Определяем местные гидравлические потери во всасывающей напорной и сливной гидролиниях:
Потери давления в гидроаппаратах можно найти из формулы:
где Pном - табличное значение потерь давления на сопротивлении при номинальной подаче;
Qф - фактический расход;
Qном - номинальная подача..
Потери в дросселе определим используя формулу:
Потери в распределителе определим используя формулу:
Потери в фильтре определим используя формулу:
Полученные значения потерь давления в местных сопротивлениях в гидроаппаратах и на трение подставляем в формулу и определяем суммарные потери давления в гидросистеме:
Суммарные потери давления не должны превышать 20% давления развиваемого насосом.
Определение допустимых потерь:
3 Выбор параметров насоса и гидроклапана давления
Требуемое давление насоса Pн вычисляют пользуясь следующей зависимостью:
где P - суммарные потери давления в гидросистеме Па;
F - усилие на штоке гидроцилиндра Н;
SЭ - эффективная площадь поршня м 2;
мц - механический кпд гидроцилиндра.
Тип насоса выбираем в соответствие с требуемой подачей Qн=6944 лмин и давлением Pн=10 МПа по литературе [2 с.18 табл. 2.1 с.30 табл. 2.5 с.34 табл. 2.7 с.38 табл. 2.9]:
Номинальная подача: 70лмин;
Давление на выходе из насоса: 125 МПа;
Основные параметры гидроклапана давления выбирают по величине требуемого давления насоса и его подаче [2 с.124 табл. 5.3]:
Гидроклапан: ПГ66-34М
4 Расчет мощности и кпд гидропривода
Эффективная мощность гидроцилиндра:
где F - усилие на поршне Н;
VП - скорость поршня гидроцилиндра мс.
Полная мощность N (Вт) гидропривода равна мощности потребляемой насосом и определяется по формуле:
где PН - давление насоса Па;
QН - подача выбранного насоса м3с;
Полный к.п.д. гидропривода:

6 ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЁТЫ.docx

5 ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЁТЫ
Для выполнения данного пункта применим одну из САПР программ SolidWorks 2009. Буду производить анализ работы плиты крепления рамной конструкции СЗП-600.Материал нормализованная сталь при 870 градусах.
Построим трёхмерную модель плиты
Рисунок 5.1 – Модель плиты
Выберем поверхность ограничения
Рисунок 5.2 – Поверхность ограничения
Установим нагрузку на поверхность 200000 Н.
Рисунок 5.3 – Нагрузка
Получаем анализ. На основе исследования коэффициент безопасности шлицевого соединения равен 34272.
Рисунок 5.4 – Анализ
Отобразим распределения напряжений в модели
Рисунок 5.6 – Распределения напряжений в модели