• RU
  • icon На проверке: 30
Меню

Расчет гидропривода автогрейдера "ДЗ-122Б"

Описание

Расчет гидропривода автогрейдера “ДЗ-122Б”. В работе приводится пояснительная записка, полный расчет гидропривода, а также чертеж гидросхемы автогрейдера ДЗ-122Б.

Состав проекта

icon
icon Конев ГИДРОПРИВОД.dwg
icon Курсовая Конев В.И.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Конев ГИДРОПРИВОД.dwg

Конев ГИДРОПРИВОД.dwg
Поток жидкости в гидрораспределитель
Гидроцилиндр выноса тяговой рамы
Гидроцилиндр кирковщика
Цилиндр выносного отвала
Гидроцилиндр усилителя руля
Слив жидкости из гидрораспределителя
Гидрораспределитель рулевого управления
Предохранительный клапан
Порционер (делитель)
Гидросхема автогрейдера ДЗ-122Б

icon Курсовая Конев В.И.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
кафедра «Транспортные и технологические системы»
Отчет по курсовой работе “Расчет гидропривода автогрейдера ДЗ-122Б”
«Гидропневмопривод наземных транспортно-технологических средств»
Османов Рустем Решатович
Технические характеристики автогрейдера ДЗ – 122Б3
Нахождение усилий на штоке гидроцилиндров5
Определение диаметров гидроцилиндров15
Расчет подачи насоса. Выбор насоса18
Выбор рабочей жидкости21
Расчет трубопроводов22
Выбор гидроаппаратуры25
Определение объема масляного бака26
Расчет потерь давления в гидросистеме27
Расчет КПД гидропривода31
Расчет мощности гидропривода32
Тепловой расчет гидросистемы33
Список используемых источников
Гидравлическая система представляет собой устройство предназначенное для преобразования небольшого усилия в значительное с использованием для передачи энергии какой-либо жидкости. Разновидностей узлов функционирующих по этому принципу существует множество. Популярность систем этого типа объясняется прежде всего высокой эффективностью их работы надежностью и относительной простотой конструкции. В настоящее время практически невозможно назвать такую отрасль в которой бы не применялся гидропривод.
В данной курсовой работе мы будем рассчитывать гидравлическую схему автогрейдера ДЗ-122Б
Технические характеристики автогрейдера ДЗ – 122Б
Таблица 1.1 – Технические характеристики
Высота машины (с проблесковым маячком)362 м
Вес эксплуатационный13 50016 600 кг
Тип рамы складываемая
Размер шин 14-20 дюйм
Управление рабочими органами механическое
Модель ЯМЗ-236 Д442 Д260 А01
Кол-во цилиндров 4(Д-442) 6(ЯМЗ-23б)
Рабочий объем цилиндр. л удел 11.15 удел. Расход
Расход топлива гкВт-г (гл.с. г) 230 (169); 220 (162)
Угол срезаемого откоса до 90 градусов
Угол резания до 30 70 градусов
Боковой вынос отвала в обе стороны до 06 м
Высота по хорде 06 м
Ширина киркования 13 м
Глубина киркования 026 м
Рабочее давление в гидросистеме принимаем по гост 16 мПа.
Нахождение усилий на штоке гидроцилиндров
1 Усилие действующее на шток гидроцилиндр опускания бульдозерного отвала:
Рисунок 1-Расчетная схема для определения усилия на бульдозерном отвале
где: – сила тяжести автогрейдера (147000 H);
- расстояние от усилия на ноже до серединного расстояния задних осей;
– расстояние от центра тяжести до серединного расстояния задних осей;
– количество гидроцилиндров ().
Усилие на штоке гидроцилиндра
2 Усилие действующее на шток гидроцилиндра опускания рыхлителя:
Рисунок 2 - Расчетная схема для определения усилия на рыхлителе
- расстояние от усилия на рыхлителе до оси передних колес;
– усилие на рыхлителе;
– расстояние от центра тяжести до оси передних колес;
3 Усилие действующее на шток гидроцилиндра опускания тяговой рамы:
Рисунок 3 - Расчетная схема для определения усилия на грейдерном отвале
- расстояние от усилия на отвале до серединного расстояния задних осей;
4 Усилие действующее на шток гидроцилиндра выноса тяговой рамы:
5 Усилие действующее на шток гидроцилиндра выноса отвала:
где: – коэффициент трения стали по бронзе =01;
– вес автогрейдерного отвала.
6 Усилие на штоке гидроцилиндра наклона колес:
Рисунок 4 - Расчетная схема для определения усилия наклона колес
где: - усилие на штоке гидроцилиндра наклона колес;
- сила тяжести на переднюю ось.
7 Усилие на штоке гидроцилиндра внедрения автогрейдерного отвала:
где: - усилие на штоке гидроцилиндра внедрения отвала;
- коэффициент сопротивления резания;
- высота снимаемой стружки.
8 Усилие на штоке гидроцилиндра складывания рамы:
где: - усилие на штоке гидроцилиндра складывания рамы;
-сила сопротивления;
-коэффициент трения;
– сила тяжести на переднюю ось.
Рисунок 5 - Расчетная схема для определения усилия складывания рамы
9 Усилие на штоке гидроцилиндра фиксатора:
где: - усилие на штоке гидроцилиндра фиксатора;
- вес штока гидроцилиндра;
- коэффициент трения скольжения сталь-сталь.
Рисунок 6 - Расчетная схема для выбора гидромотора
где: - сила сосредоточенная в четверти отвала;
-удельное сопротивление копанию ;
-площадь снимаемой стружки.
- высота снимаемой стружки;
-длина снимаемой стружку;
- момент создаваемый силой ;
- расстояние от центра до силы .
Принимаем примерный крутящий момент гидромотора:
Находим примерное передаточное отношение требуемоеэффективное:
Принимаем передаточное отношение червячного редуктора:
Находим примерное передаточное число зубчатой передачи:
Находим количество зубьев на венце:
где: количество зубьев на шестерне .
Находим передаточное отношение зубчатой передачи:
Находим полное передаточное отношение:
Находим крутящий момент гидромотора:
Выбираем гидромотор марки 310.2.56.00.06
Рисунок 7 – Гидромотор марки 310.2.56.00.06
Таблица 3.1 – Технические характеристики гидромотора 310.2.56.00.06
Наименование параметра Значение параметра
Рабочий объем Vg см3об 56
Частота вращения вала n обмин
- минимальная n min 50
- номинальная n min 1800
- максимальная n max 3750
- минимальный Q min 280
- номинальный Q nom 8400
- максимальный Q nom 21000
Давление на входе P Мпа
- номинальное P nom 20
- максимальное рабочее P max35
Мощность эффективная N кВт
- номинальная N nom(при n nom P nom) 3360
- максимальная N max(при n max P max) 5880
Крутящий момент эффективный T Нм
- номинальный Т nom(при P nom) 1693
- максимальный Т max(при Pmax) 2963
Определение диаметров гидроцилиндров
где: – поправочный коэффициент учитывающий влияние потерь давления в линиях нагнетания и слива а также трения в уплотнениях штока и поршня гидроцилиндра принимаем ();
P – тяговое усилие привода;
– давление рабочей жидкости
– давление в напорной магистрали ().
Расчетный диаметр цилиндра округляем в большую сторону.
1 Гидроцилиндр опускания бульдозерного отвала:
Принимаем. Определяем диаметр штока:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-80х36х450.
2 Гидроцилиндр опускания рыхлителя:
Принимаем. Определяем диаметр штока:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-80х36х560.
3 Гидроцилиндр опускания тяговой рамы:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-80х36х1000.
4 Гидроцилиндр выноса тяговой рамы:
5 Гидроцилиндр выноса отвала:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-40х18х400.
6 Гидроцилиндр наклона колес:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-63х28х140.
7 Гидроцилиндр внедрения автогрейдерного отвала:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-80х36х200.
8 Гидроцилиндр складывания рамы:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-125х56х320.
9 Гидроцилиндр фиксатора:
Принимаем и возьмем гидроцилиндр марки ГЦ-40х18х80.
Расчет подачи насоса. Выбор насоса
Расчет расходов гидроцилиндров определяется по формуле:
При скорости штока .
)гидроцилиндр ГЦ-80х36х450 опускания бульдозерного отвала:
)гидроцилиндр ГЦ-80х36х560 опускания рыхлителя:
)гидроцилиндр ГЦ-80х36х1250 опускания тяговой рамы:
)гидроцилиндр ГЦ-80х36х1250 выноса тяговой рамы:
)гидроцилиндр ГЦ-40х18х1600 выноса отвала:
)гидроцилиндр ГЦ-63х28х140 наклона колес:
)гидроцилиндр ГЦ-80х36х200 внедрения автогрейдерного отвала:
)гидроцилиндр ГЦ-125х56х320 складывания рамы:
)гидроцилиндр ГЦ-40х18х50 фиксатора:
Выбор насоса: определяем суммарный расход гидроцилиндров. Рабочие процессы одновременно совершаются гидроцилиндрами наклона колес и опускания тяговой рамы.
На основании суммарного расхода гидроцилиндров выбираем насос шестеренный его технические характеристики приведены в таблице 6.1.
Таблица 5.1 – технические характеристики аксиально-поршневого насоса
Частота вращения n обмин
Давление номинальное (максимальное) МПа
Выбор рабочей жидкости
Для выбора рабочей жидкости необходимо знать граничные величины температуры окружающего воздуха которые зависят от климатической зоны эксплуатации.
Техника будет эксплуатироваться в средней полосе РФ–35 +40°С. Всесезонно применяем гидравлическое масло МГ-15-В (МГЕ-10А). Кинематический коэффициент вязкости 10 мм2с (сСт) при температуре +50°С. Кинематический коэффициент вязкости 1500 мм2с (сСт) при температуре -50°С Температура застывания -70° С. Индекс вязкости 90 мм2с (сСт). Плотность 860 кгм3. Работоспособно при температуре окружающей среды -40 +60°С.
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:
где: – подача насоса (=133 лмин = 133(1000*60)=000022 ); 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:
где: – рабочее давление (р = 16 Мпа);
– внутренний диаметр трубопровода (выбранное значение из стандартных мм);
– допускаемое напряжение на растяжение . Для стали ().
1 Диаметр трубопровода напорной линии:
Принимаем тогда действительная скорость потока в напорной линии равна:
Толщина стенки трубопровода напорной линии:
Принимаем из стандартного ряда значений.
2 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.
3 Диаметр трубопровода сливной линии:
Принимаем из стандартного ряда значений тогда действительная скорость потока в сливной линии равна:
Определяем толщину стенки сливной линии:
Выбор гидроаппаратуры
По известному расходу и номинальному давлению выбирается гидроаппаратура (распределители дроссели обратные клапаны фильтры предохранительные клапаны и т.д.).
Таблица 8.1 – выбор гидроаппаратуры
Диаметр условного прохода мм
Номинальное давление МПа
Гидрораспределитель
Клапан предохранительный прямого действия
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:
Выравниваем объем бака до стандартного значения
Расчет потерь давления в гидросистеме
Общая величина потерь давления в гидросистемеP Па определяется суммой потерь в ее отдельных элементах и на отдельных
где: –суммарные потери на трение по длине трубопроводов Па;
–суммарные местные потери давления т.е. потери в коленах штуцерах тройниках и т. п. Па;
–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:
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:
Если то коэффициент гидравлического трения определяем по формуле для ламинарного режима:
Если то коэффициент определяем по формуле 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:
1 Рассчитываем участок всасывающей линии при
2 Рассчитываем участок сливной линии при :
3 Рассчитываем участок напорной линии при
Отсюда суммарные потери на трение равны:
Расчет местных потерь давления проводим по формуле:
где – коэффициент местного сопротивления.
Таблица 10.1 – Значения коэффициентов местных сопротивлений
Значение коэффициентов
Распределитель золотниковый
Клапан предохранительный или обратный
Суммарные местные потери давления в гидросистеме могут быть определены по формуле:
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.:
где: – гидравлический К.П.Д.;
– механический К.П.Д.;
Гидравлический К.П.Д. определяется по формуле:
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=4570 Вт);
общ– общий к.п.д. гидропривода( общ=067);
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 (Vб =160 л).
В результате теплового расчета оказалось что максимальная установившееся температура не превышает 70°С то гидросистема не нуждается втеплообменном устройстве.
В курсовом проекте был проведен расчет гидравлической системы автогрейдера ДЗ-122Б. Расчеты были выполнены опираясь на рабочий процесс данной машины в результате которых были получены результаты:
· усилий действующих на штоки гидроцилиндров;
· определены диаметры гидроцилиндров;
· определён гидромотор;
· мощности и подачи насоса;
· объема масляного бака;
· потерь давления в гидросистеме;
· мощности гидропривода;
· теплового расчета гидросистемы.
На основании полученных данных были выбраны:
· гидроцилиндры двустороннего действия;
· насос аксиально-поршневой;
В завершении на основании вышеприведённых расчетов в данной курсовой работе была рассчитана и спроектирована гидравлическая система автогрейдера ДЗ-122Б.
Гидропривод транспортно-технологических машин. Метод. указания. Составители: Стрельников А.Н. Кокоуров Д.В. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ. – 2014. – 100 с.
Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник – М.: машиностроение 1983. – 301 с. ил.
Скреперы. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 0511. Составили Б.М. Мейеров Ю.Д. Юнда В.Г. Зедгенизов А.Г. Подопригора. 1986.-
up Наверх