Курсовая работа - Расчет гидропривода - файл n1.doc

Курсовая работа - Расчет гидропривода
скачать (346.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc347kb.08.07.2012 17:26скачать

n1.doc


  1. Исходные данные:

По выбранному варианту схемы гидропривода и исходным данным, а также принятому рабочему давлению, определить размеры гидроцилиндра и подобрать распределитель, дроссель, гидроклапан, фильтр. Произвести расчет потерь давления в магистралях гидропривода. Выбрать насос. Рассчитать мощность и КПД гидропривода. Эквивалентную шероховатость гидролиний принять Э=0,06 мм. Механический КПД гидроцилиндра принять мц=0,90.
Таблица 1 - Исходные данные

F, кН

п, м/с

Жидкость

Плотность жидкости , кг/м 3

Вязкость жидкости , м 2

Р, МПа


70

3,6

Масло И 10


850

1010 -6

10





Рисунок 1 - Принципиальная схема гидропривода
Длину напорной линии определить по формуле:

; (1.1)

где N - сумма двух последних цифр номера зачетной книжки, N=2.

м.

Длина сливной линии равна:

; (1.2)

м.

Длина всасывающей линии равна:

; (1.3)

м.


  1. Расчёт и выбор параметров гидрооборудования

2.1 Выбор рабочей жидкости

Выбор рабочей жидкости проводится в зависимости от температурных условий, режима работы гидропривода и его рабочего давления.

Рабочая жидкость: масло индустриальное 50.

    1. Выбор рабочего давления

Выбор рабочего давления производится из ряда нормативных, установленых ГОСТ 12445-80.

Р=10 МПа.

2.3 Расчет размеров гидроцилиндра

Площадь поршня гидроцилиндра определяют по выбраному давлению и расчетной нагрузке из соотношения:

; (2.1)

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, =0,85.

м 2;

Диаметр поршня гидроцилиндра определяем по полученой эффективной площади поршня гидроцилиндра по формуле:

; (2.2)

где D - диаметр поршня гидроцилиндра, м;

- отношение диаметра поршня к диаметру штока (=d/D), и определяется в зависимости от величины рабочего давления, для заданного давления Р=10 МПа , =0,7.

м.

Полученное значение диаметра поршня округляем по ГОСТ 12447-80 в соответствие с рядом размеров диаметров:

D=160 мм.

Диаметр штока определяем из соотношения:

;

м.

Значение диаметра штока округляем до норма­тивного в соответствие с ГОСТ 12447-80

d=100 мм.

Уточняем эффективную площадь, используя следующее выражение:

; (2.3)

м 2.

2.4 Расход жидкости Qном 3/мин), поступающий в гидроцилиндр, находят по выражению:

; (2.4)

где VП - скорость движения поршня гидроцилиндра, м/с;

SЭ - эффективная площадь поршня гидроцилиндра, м2.

м 3/с = 36,72 л/мин.

Необходимая подача насоса будет равна:

; (2.5)

где К - коэффициент, К=1,1.

м 3/с .

2.5 Тип и марку гидрораспределителя выбирают по номинальному давлению P=10 МПа, и Qн=36,72 л/мин [2, с.78, табл.4.4].

Распределитель В16

Qном=70 л/мин;

Pном=0,2 МПа.

2.6 Типоразмер дросселя выбирают по номинальному давлению P=10 МПа и подаче насоса Qн=36,72 л/мин [2, с.146, табл.5.13]

Дроссель ПГ 77-14

Qном=80л/мин,

Pраб=10 МПа,

Pном=0,2 МПа.

2.7 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 0,12Г41-14

Qном=50 л/мин;

Pном=0,1 МПа.



3. Гидравлический расчет системы привода

3.1 Гидравлический расчет трубопроводов.

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 (м/с) жидкости, которые должны находится в следующих пределах [1]:

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):

; (3.1)

где Q - расход жидкости на данном участке трубопровода, м 3/с.

Для всасывающей гидролинии:

Для напорной гидролинии:

; (3.2)

где SЭ - эффективная площадь поршня в напорной полости гидроцилиндра, м2,

VП - скорость движения поршня, м/с.

м 3

Для сливной гидролинии:

; (3.3)

где SЭсл - эффективная площадь поршня в сливной полости гидроцилиндра, м2,

VП - скорость движения поршня, м/с.

м 3

Определяем диаметры согласно (3.1):

м.

м.

м.

Полученные диаметры округляем до значения рекомендуемого по ГОСТ 6540-68

dвсас= 32 мм;

dнап= 16 мм;

dсл = 25 мм.

По полученным диаметрам определяем фактические скорости в гидролиниях.

Фактическая скорость при рабочей подаче во всасывающей гидролинии:

; (3.4)

м/с.

Фактическая скорость в напорной гидролинии:

; (3.5)

м/с.

Фактическая скорость в сливной гидролинии:

; (3.6)

м/с.

3.2 Определение потерь давления в гидросистеме.

Потери давления определяют на всасывающей, напорной и сливной гидролиниях. Величину потерь определяют по формуле:

; (3.7)

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:

; (3.8)

где - плотность жидкости, кг/м 3 ;

- коэффициент гидравлического трения по длине;

l,d - длина и диаметр трубопровода, м;

V - средняя скорость течения жидкости, м/с.

Режим движения жидкости определяется по числу Рейнольдса:

; (3.9)

где V - фактическая скорость движения во всасывающем, напорном или сливном трубопроводах, м/с;

d - диаметр трубопровода, м/с;

- кинематический коэффициент вязкости, м2/с.

; (3.10)
.

Т.к. число Рейнольдса больше 2320 то режим движения жидкости турбулентный.

; (3.11)

.

Т.к. число Рейнольдса больше 2320 то режим движения жидкости турбулентный.

; (3.12)

.

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:

; (3.13)

.

.

.

Потери на трение определим как сумму потерь во всасывающем, напорном и сливном трубопроводах.

; (3.14)

; (3.15)

; (3.16)

; (3.17)

Па.

Па.

Па.

Па.

Местные гидравлические потери Pм (Па) определяют по формуле Вейсбаха:

; (3.18)

где - коэффициент местного сопротивления;

V - средняя скорость в сечении за местным сопротивлением, м/с;

- плотность жидкости, кг/м3.

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.

; (3.19)

.

; (3.20)

.

; (3.21)

.

Определяем местные гидравлические потери во всасывающей, напорной и сливной гидролиниях:

; (3.22)

; (3.23)

; (3.24)

Па.

Па.

Па.

Потери давления в гидроаппаратах можно найти из формулы:
; (3.25)

где Pном - табличное значение потерь давления на сопротивлении при номинальной подаче;

Qф - фактический расход;

Qном - номинальная подача..

Потери в дросселе определим, используя формулу (3.25):

Па.

Потери в распределителе определим, используя формулу (3.25):

Па.

Па.

Потери в фильтре определим используя формулу (3.25):

Па.

Полученные значения потерь давления в местных сопротивлениях, в гидроаппаратах и на трение подставляем в формулу (3.7) и определяем суммарные потери давления в гидросистеме:

Па.

Суммарные потери давления не должны превышать 20% давления развиваемого насосом.

Определение допустимых потерь:

; (3.26)

Па.

.
4. Выбор параметров насоса и гидроклапана давления

4.1 Требуемое давление насоса Pн вычисляют пользуясь следующей зависимостью:

; (4.1)

где P - суммарные потери давления в гидросистеме, Па;

F - усилие на штоке гидроцилиндра, Н;

SЭ - эффективная площадь поршня, м 2;

мц - механический кпд гидроцилиндра.

Па МПа.

Тип насоса выбираем в соответствие с требуемой подачей Qн=36,72 л/мин 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]:

Насос: БГ1-24АМ


Номинальная подача: 56 л/мин;

Давление на выходе из насоса: 12,5 МПа;

К.П.Д.= 0,76.

4.2 Основные параметры гидроклапана давления выбирают по величине требуемого давления насоса и его подаче [2, с.124, табл. 5.3]:

Гидроклапан: ПГ66-34М

Расход масла, л/мин:

- минимальный 3

5. Расчет мощности и кпд гидропривода

Эффективная мощность гидроцилиндра:

; (5.1)

где F - усилие на поршне, Н;

VП - скорость поршня гидроцилиндра, м/с.

Вт.

Полная мощность N (Вт) гидропривода равна мощности, потребляемой насосом и определяется по формуле:

; (5.2)

где PН - давление насоса, Па;

QН - подача выбранного насоса, м3/с;

Н - кпд насоса.

Вт.

Полный к.п.д. гидропривода:

; (5.3)

.

Вывод: При расчетах гидропривода выяснили, что полный кпд привода 45%. Предварительно был выбран распределитель В10 при котором кпд составляло 42%, в следствие этого был выбран расспределитель В16 с большим расходом масла, но при котором эффективность работы гидропривода больше на 3%.
Список литературы.


  1. Башта Т.М. и др. Объёмные гидравлические приводы. - М.:Машиностроение, 1969. - 410 с.

  2. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. - М.:Машиностроение, 1988. -512 с.

  3. Вильнер Я.М., Ковалёв Я.Г., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. Минск: Вышэйш. шк.,1976. 410 с.

4 Методические указания к курсовой работе по курсу "Гидравлика и гидропневмоприводы" /Сост.В.Ф.Герман.- Сумы: СумГУ, 1997. - 24 с.


Содержание


  1. Исходные данные 2

  2. Расчет и выбор параметров гидрооборудования 3

  3. Гидравлический расчет системы привода 5

  4. Выбор параметров насоса и гидроклапана давления 11

  5. Расчет мощности и к.п.д. гидропривода 10

Список литературы 11



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации