• RU
  • icon На проверке: 3
Меню

Гидропривод скрепера ДЗ-11П

  • Добавлен: 25.10.2022
  • Размер: 771 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Гидропривод скрепера ДЗ-11П

Состав проекта

icon
icon dz-11p_novyj_dlya_skorosti_0_013-.docx
icon KOMPAS - gotovaya_gidroskhema_dz-11p.jpg
icon gotovaya_gidroskhema_dz-11p.cdw
icon KOMPAS - gotovaya_gidroskhema_dz-11p.pdf

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon dz-11p_novyj_dlya_skorosti_0_013-.docx

Задание на курсовую работу
Техническая характеристика5
Определение усилий на штоках гидроцилиндров7
Определение диаметров гидроцилиндров9
Расчет подачи насоса. Выбор насоса10
Выбор рабочей жидкости11
Расчет трубопроводов11
Определение объема масляного бака12
Выбор гидроаппаратуры13
Определение потерь давления в гидросистеме13
Расчет КПД гидропривода15
Расчет мощности гидропривода16
Тепловой расчет гидросистемы16
Список использованных источников19
Совокупность устройств в который входит один или несколько объемных гидродвигателей предназначенных для приведения в движение механизмов и машин с помощью рабочей жидкости под давлением называется объемным гидроприводом.
На современных строительных и дорожных машинах в большом объеме применяется гидравлический привод. Широкое применение гидравлического привода объясняется его преимуществами по сравнению с другими типами привода:
независимость компоновки компонентов;
большие развиваемые усилия исполнительных механизмов;
достаточно высокий КПД;
защита гидросистемы от перегрузки и точный контроль действующих сил.
Гидроприводы имеют ряд недостатков:
высокая трудоемкость изготовления узлов гидропривода;
необходимость установки эффективной системы фильтрации;
снижение КПД из-за утечек и трения;
Техническая характеристика
Рисунок 1 – Самоходный скрепер ДЗ-11П(Д-357П)
Самоходные скреперы – землеройно-транспортные машины предназначенные для послойной разработки и отсыпки грунта слоем заданной толщины с частичным уплотнением. При загрузке самоходных скреперов используют трактор-толкач так как тягового усилия развиваемого самим скрепером недостаточно для заполнения ковша. Работают самоходные скреперы отрядами в которых один толкач обслуживает от 3 до 7 скреперов в зависимости от дальности транспортировки грунта.
Самоходный скрепер представляет собой шарнирно сочлененную машину она состоит из одноосного тягача и ковша соединенных между собой седельно-сцепным устройством и тяговой рамой. На раме одноосного тягача размещается двигатель и силовая передача предназначенная для передачи крутящего момента коленчатого вала двигателя через мост ведущим колесам.
С помощью гидроцилиндров и седельно-сцепного устройства тягач можно поворачивать относительно ковша до 90° в каждую сторону для управления поворотом скрепера. Кроме того предусмотрен поперечный наклон тягача относительно ковша до 12-15° благодаря чему сохраняется постоянный контакт всех колес скрепера с неровностями дороги.
Ковш – основной рабочий орган скреперов. Он предназначен для набора и выгрузки грунта. Ковш состоит из боковых стенок и днища. В передней части днища крепятся ножи предназначенные для срезания слоя грунта. Спереди и сзади ковша размещены подвижные заслонка и задняя стенка.
Ковш самоходного скрепера заполняется за счет тягового усилия вызывающего передвижение машины при положении ковша опущенном до заглубления ножей в грунт. Передняя заслонка в это время приподнимается образуя щель через которую срезаемый слой грунта в виде стружки поступает в ковш. По мере заполнения закрывается а ковш поднимается в транспортное положение. Разгружается ковш выдвижением грунта задней стенкой через щель образованную полностью поднятой заслонкой. Такой способ разгрузки ковша называется принудительным.
Положение ковша заслонки и стенки изменяют гидроприводом рабочего оборудования с помощью гидроцилиндров.
Таблица 1 – Техническая характеристика скрепера ДЗ-11П
Геометрическая вместимость ковша м3
Масса снаряженного скрепера кг
Мощность двигателя кВт
Максимальная скорость кмч
Габаритные размеры мм
Дорожный просвет под ножами мм
Угол поворота тягача относительно продольной оси скрепера град
Угол поворота тягача относительно скрепера в вертикальной плоскости град
Ширина резания ковша мм
Давление воздуха в шинах Па
Привод рабочих органов скрепера
Рабочее давление в гидросистеме МПа
Определение усилий на штоках гидроцилиндров
Рисунок 2 – Расчетная схема ДЗ-11П
Усилие действующие на штоки гидроцилиндров опускания ковша скрепера:
где : G - максимальная масса ковша с грунтом; – длина ковша (= =2300 мм) расстояние от гидроцилиндра до оси (= 4500 мм ); g – ускорение свободного падения (g=98мс2).
где : – масса ковша скрепера ( = 8000 кг); – грузоподъемность скрепера (=15000 кг)
Усилие на один шток гидроцилиндра:
K = 1152=575 кН – (усилие один на шток)
Где: К – количество гидроцилиндров (К=2).
Усилие действующие на штоки гидроцилиндров опускания заслонки скрепера:
где : G – масса заслонки (G = 1700 кг); – расстояние от гидроцилиндра до оси заслонки ( = 400 мм) расстояние от оси до центра тяжести заслонки ( = 895 мм ); g – ускорение свободного падения (g=98мс2).
K = 2=186 кН – (усилие один на шток)
Усилие действующие на штоки гидроцилиндров перемещения задней стенки скрепера:
где : – грузоподъемность скрепера (=15000 кг); g – ускорение свободного падения (g=98мс2); - коэффициент трения грунта по стали ( = 035).
K = 512=255 кН – (усилие один на шток)
Усилие действующие на штоки гидроцилиндров поворотного механизма скрепера:
где : – сила трения; – плечо от оси поворота до гидроцилиндра ( = 500 мм) расстояние от оси колеса до оси поворота ( = 250 мм ); g – ускорение свободного падения (g=98мс2).
где : – распределение полной массы самоходного скрепера на дорогу через передний мост (=16800 кг); g – ускорение свободного падения (g=98мс2); - коэффициент трения резины по грунту ( = 045).
K = 1482=74 кН – (усилие один на шток)
Определение диаметров гидроцилиндров
Диаметр цилиндра при выдвижении штока определяется по формуле 2.12 и пояснение к ней [1]:
где - поправочный коэффициент учитывающий влияние потерь давления в линиях нагнетания и слива а также трения в уплотнениях штока и поршня гидроцилиндра принимаем ; – тяговое усилие привода; – давление рабочей жидкости:
где – давление в напорной магистрали; – давление в сливной магистрали.
Расчетный диаметр цилиндра округляем в большую сторону. Далее определяем диаметр штока.
Диаметр штока определяется по формуле.
Диаметры гидроцилиндра и штока выравниваем по табл. 36 [4].
Гидроцилиндры опускания ковша скрепера:
Усилия на штоке гидроцилиндра
Определяем диаметр штока:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-80х50х1000.
Гидроцилиндры опускания заслонки скрепера:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-50х32х800.
Гидроцилиндры перемещения задней стенки скрепера:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-60х40х1200.
Гидроцилиндры поворотного механизма скрепера:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-90х50х800.
Расчет подачи насоса. Выбор насоса
Расчет расходов гидроцилиндров определяется по формуле:
При скорости штока .
гидроцилиндр ГЦ-80х50х1000 опускания ковша скрепера:
гидроцилиндр ГЦ-50х32х800 опускания заслонки скрепера:
гидроцилиндр ГЦ-60х40х1200 перемещения задней стенки скрепера:
гидроцилиндр ГЦ-90х50х800 механизма поворота скрепера:
Выбор насоса: определяем суммарный расход гидроцилиндров. Рабочие процессы совершаются гидроцилиндрами опускания ковша опускания заслонки и перемещения задней стенки скрепера.
На основании суммарного расхода гидроцилиндров выбираем насос НШ-100А-3 его технические характеристики приведены в таблице 4.1.
Расшифровка маркировки:
НШ – насос шестеренный;
0- рабочий объем в см3;
– исполнение насоса по давлению: 3 – номинальное 16МПа.
Таблица 4.1 – технические характеристики шестеренного насоса
Выбор рабочей жидкости
Техника будет эксплуатироваться в Южных районах страны -25 +50 градусов. В летний период используем масло МГ- 46В. ТУ 38.001347-83
Кинематический коэффициент вязкости 7 мм2с (сСт) при рабочей температуре +70°С. Температура застывания -32° С. Индекс вязкости 90 мм2с (сСт)
В зимний период используем заменитель МГ 15Б.
Расчет трубопроводов
По известному расходу и средней скорости движения жидкости в трубопроводе вычисляем диаметры и округляем их до стандартных значений.
Внутренний диаметр трубы определяем по формуле 2.19 [1]:
– подача насоса (=1734 лмин = 1734(1000·60)=000289 ); из рекомендованного соотношения рабочего давления и скорости принимает скорость для напорного трубопровода (. Скорость для сливного трубопровода ). Скорость для всасывающего трубопровода ().
Толщину стенки металлического трубопровода определяем (см. формулу 2.20 [1]):
где – рабочее давление (р = 16 Мпа); – внутренний диаметр трубопровода (выбранное значение из стандартных мм); – допускаемое напряжение на растяжение . Для стали ().
Диаметр трубопровода напорной линии:
Принимаем тогда действительная скорость потока в напорной линии равна:
Толщина стенки трубопровода напорной линии:
Принимаем из стандартного ряда значений.
Диаметр трубопровода всасывающей линий:
Принимаем из стандартного ряда значений тогда действительная скорость потока во всасывающей линии равна:
Определяем толщину стенки всасывающей линии:
Примем из стандартного ряда значений.
Диаметр трубопровода сливной линии:
Принимаем из стандартного ряда значений тогда действительная скорость потока в сливной линии равна:
Определяем толщину стенки сливной линии:
Определение объема масляного бака
Выбор емкости масляного бака осуществляем конструктивно в зависимости от назначения и режима работы гидропривода.
Размеры масляного бака устанавливаются таким образом чтобы температура рабочей жидкости при непрерывной работе гидропривода не поднималась выше максимально допустимой.
Для ориентировочного расчета можно принять емкость бака по формуле 2.35 [1]:
Выравниваем объем бака до стандартного значения л.
Выбор гидроаппаратуры
По известному расходу и номинальному давлению выбирается гидроаппаратура (распределители дроссели обратные клапаны фильтры предохранительные клапаны и т.д.).
Диаметр условного прохода мм
Номинальное давление МПа
Гидрораспределитель типа РСР25.16
Обратный клапан типа 530
Клапан предохранительный непрямого действия (Тип НГ 25.50.10)
Сливной фильтр типа 1.1
Гидрозамок Т-3КУ2510
Определение потерь давления в гидросистеме
Общая величина потерь давления в гидросистемеP Па определяется суммой потерь в ее отдельных элементах и на отдельных
Pj–суммарные местные потери давления т.е. потери в коленах штуцерах тройниках и т. п. Па; Pz–суммарные местные потери давления в гидроагрегатах т.е. потери в распределителях фильтрах и т.п.
Диаметры труб были определены выше а длины задаются распределив их на три следующие группы:
всасывающий трубопровод – участок трубы между масляным баком и насосом.
напорный трубопровод – сумма участков трубы между насосом и распределителем; распределителем и гидродвигателем; гидродвигателем и распределителем.
сливной трубопровод – участок между распределителем и масляным баком.
Расчет потерь давления на трение по длине трубы определяем по формуле 2.22 [1]:
где – коэффициент гидравлического трения; – сумма длин трубопроводов м; – плотность жидкости ; – диаметр трубопроводов м; – средняя скорость движения жидкости
Зная среднюю скорость кинематический коэффициент вязкости который определяем из графика и диаметр трубопроводов найдем критерий Рейнольдса по формуле 2.24 [1]:
Если то коэффициент гидравлического трения определяем по формуле 2.25 [1] для ламинарного режима:
Если то коэффициент определяем по формуле 2.26 [1] для турбулентного режима:
Определив потери давления на трение по длине трубы во всасывающих () в напорных () и сливных () трубопроводах суммируем их и получаем сумму потерь давления на трение по длине трубы в гидросистеме (см. формулу 2.27 [1]):
Участок всасывающей линии при
Участок сливной линии при :
Участок напорной линии при
Отсюда суммарные потери на трение равны:
Расчет местных потерь давления проводим по формуле 2.28 [1]:
где – коэффициент местного сопротивления (см. по табл. 9.1).
Таблица 9.1 – Значения коэффициентов местных сопротивлений
Значение коэффициентов
Распределитель золотниковый
Клапан предохранительный или обратный
Суммарные местные потери давления в гидросистеме могут быть определены по формуле 2.29 [1]:
На участке всасывающей линии местных сопротивлений не имеем.
Рассчитываем участок сливной линии (установлен фильтр и присоединительные штуцера):
Рассчитываем участок напорной линии (обратный клапан присоединительные штуцера распределитель рукава высокого давления):
Отсюда суммарные местные потери:
Общая величина потерь в гидросистеме:
Расчет КПД гидропривода
Величина коэффициента полезного действия гидропривода позволяет установить эффективность спроектированного устройства. Причем для оптимально разработанной гидросистемы общий (полный) К.П.Д. должен находиться в пределах от 06 до 08.
Общий К.П.Д. гидропривода определяем произведением гидравлического механического и объемного К.П.Д. (см. формулу 2.26 [1]):
где – гидравлический К.П.Д.; – механический К.П.Д.; – объемный К.П.Д.
Гидравлический К.П.Д. определяется по формуле 2.32 [1]:
Механический К.П.Д. определяем как произведение механических К.П.Д. всех последовательно соединенных агрегатов в которых происходит потеря энергии на трение (насос распределитель гидродвигатель):
Объемный К.П.Д. гидропривода :
Общий К.П.Д. гидропривода:
Для оптимально разработанной гидросистемы общий К.П.Д должен находиться в пределах от 06 до 08. Данная гидросистема находится в заданных пределах.
Расчет мощности гидропривода
Полная мощность гидропривода равна мощности потребляемой насосом:
где – полный КПД насоса. .
Тепловой расчет гидросистемы
Тепловой расчет гидросистемы выполняется для выяснения условий работы гидропривода уточнения объема масляного бака а также выяснения необходимости применения теплообменников.
Минимальная температура рабочей жидкости равна температуре воздуха окружающей среды. Максимальная температура определяется в результате теплового расчета.
Повышение температуры рабочей жидкости прежде всего связано с внутренним трением. Все потери мощности в гидросистеме в конечном счете превращаются в тепло которое аккумулируется в жидкости.
Количество тепла получаемое гидросистемой в единицу времени QТДжс соответствует потерянной в гидроприводе мощности и может быть определено по формуле
где NH– мощность подводимая к насосуВт(NH=57086 Вт);общ– общий к.п.д. гидропривода(общ=068);КП– коэффициент продолжительности работы гидропривода под нагрузкой (для ориентировочного расчета можно принятьКП= 07).
Максимальная температура рабочей жидкости которая достигается через один час после начала работы и не зависит от времениtж °С определяется по следующей формуле
где tв.макс максимальная температура окружающего воздуха °С( tв.макс =40°С);K– коэффициент теплоотдачи поверхностей гидроагрегатов (K= 004 кДж(м2·°С));F– суммарная площадьтеплоизлучающихповерхностей гидропривода м2.
Суммарную площадьтеплоизлучающихповерхностей гидроприводаF м2 можно найти по следующей эмпирической формуле
где Vб – это объем гидробака л(Vб =400л)
Так как в результате расчета оказалось что максимальная установившаяся температура рабочей жидкости превышает допустимые 70 то гидросистема нуждается в теплообменном устройстве.
Выбираем калорифер КМ6-СК-1.01 А количество отводимого тепла N = 188 кВт.
В курсовой работе был произведен расчет гидравлического привода скрепера ДЗ-11П.
Рассчитаны усилия гидроцилиндров выбраны гидроцилиндры.
Определена необходимая подача насоса и выбран подходящий по характеристикам насос.
Рассчитана скорость потока рабочей жидкости в трубопроводах.
Определены потери давления в гидросистеме.
Выбран масляный бак.
Проведен тепловой расчет гидросистемы.
Полученный опыт при расчете курсовой работы можно будет применить при выполнении других курсовых работ и выпускной квалификационной работы.
Список использованных источников
Гидропривод транспортно-технологических машин. Метод. указания. Составители: Стрельников А.Н. Кокоуров Д.В. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ. – 2014. – 100 с.
Стандарт организации ИРНИТУ СТО 005 – 2015. Оформление курсовых и дипломных проектов технических специальностей.
Машины для земляных работ: УчебникГаркави Н.Г. Аринченков В.И. Карпов В.В. и др. под ред. Гаркави Н.Г. – Высшая школа 1982. – 335с.ил.
Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник – М.: машиностроение 1983. – 301 с. ил.
Самоходные скреперы: Учеб. пособие для техн. училищ. Ронинсон Э.Г. – М.: Высш. школа 1978. – 71 с. ил.

icon gotovaya_gidroskhema_dz-11p.cdw

Гидравлический бак V=200
Насос марки НШ 100А-3
Обратный клапан типа 530
Предохранительный клапан НГ 25.50.16
Гидрораспределитель марки РСР 25.16
Гидрозамок типа Т-3КУ 25.16
Гидроцилиндр механизма поворота ГЦ-90Х50Х800
Гидроцилиндр ковша ГЦ-80Х50Х1000
Гидроцилиндр заслонки ГЦ-50Х32Х800
Гидроцилиндр задней стенки ГЦ-60Х40Х1200
Калорифер КМ6-СК-1.01 А
Гидравлическая схема
up Наверх