Расчетно-графическая работа-проектирование гидропривода - файл n1.docx

приобрести
Расчетно-графическая работа-проектирование гидропривода
скачать (79.3 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx80kb.12.09.2012 19:06скачать

n1.docx

1. Исходные данные

и минимальное Vmin ( nmin ) = 20 об/мин., значения скорости движения или частоты вращения выходного звена;


1.1. Обоснование и выбор устройств гидропривода.

Выбираем закрытую схему гидропередачи.

В закрытой схеме рабочая жидкость циркулирует в контуре насос - двигатель - насос. Гидропривод, выполненный по этой схеме, состоит из насоса, одного гидродвигателя, предохранительных и подпиточных клапанов, фильтра, вспомогательного насоса и переливного клапана (золотника), бака небольшой ёмкости и управляющего распределителя (регулятора).

К достоинствам гидропривода с замкнутой схемой циркуляции жидкости относятся: отсутствие кавитации и возможность применения быстроходных, малогабаритных насосов; возможность реверсирования под нагрузкой; высокое качество регулирования и устойчивость режима работы; малые габариты и масса.

Недостатки этой схемы: требуется предварительное заполнение гидропередачи жидкостью; усложнение конструкции устройствами для компенсации внешних утечек; трудность фильтрации и ухудшение условий охлаждения жидкости; невозможность применения многодвигательного привода от одного насоса.


1.2. Обоснование и выбор гидродвигателя.

При вращательном движении выходного звена гидропривода принимается гидромотор; при возвратно-поступательном прямолинейном движении выходного звена гидропривода принимается гидроцилиндр.

Предварительный выбор гидромотора при регулировании путем поддержания постоянного момента производится по паспортным данным мотора (см. Приложение 2) согласно условиям:

Мс ? Мм ; nmax? nмmax ; nmin ? nмmin ,

где Мм – номинальный крутящий момент мотора, Нм;

Мс – заданный статический момент сопротивления, Нм;

nмmax , nмmin – максимальная и минимальная допустимые частоты вращения мотора, об/мин.


Выбираем гидромотор:

Тип МР-160/16 Роторный радиальнопоршневой:

Рабочий объём qм = 160 см3/об;

Частота вращения, nмн = 240 об/мин

nмmax =378 об/мин

nмmin =8 об/мин

Давление, Р=16 МПа

Момент, М=360 Нм

КПД: ?ом=0,9

?м=0,87

Масса, m=83кг

Площадь поверхности, S=0.42 м2
Характеристики и обоснование выбора:

Мс = 300 Нм < 360 Нм = Мм

( nmax ) =200 об/мин < 378 об/мин.= nмmax

( nmin ) = 20 об/мин > 8 об/мин.= nмmin

nмн = 240 об/мин. - номинальная чистота вращения

После предварительного выбора типа мотора следует определить расчётное значение рабочего давления по формуле:


Где:

qм = 160 см3/об – рабочий объём мотора;


- гидромеханический КПД мотора.
Рмр=12.96 МПа 16 МПа =Рм

Условие выполняется, значит мотор принимаем окончательно.


1.3. Определение необходимой подачи и давления насоса.

Необходимый максимальный расход жидкости мотором (подача насоса) определяется по формуле:




где ?ом = 0,9 - объёмный КПД гидромотора.
Для определения давления на выходе насоса (мПа) необходимо учесть потери в нагнетательной части основной гидролинии по формуле:
Pнр=Pмр+Pл
Где:

- потери давления в гидролинии;

? – плотность рабочей жидкости, кг/м3;

? – коэффициент гидравлического сопротивления линейных участков трубопровода;

L = 1,5 м – длина линейного участка нагнетательной линии;

dвс – внутренний диаметр стандартного трубопровода, м;

= 2,58 - сумма коэффициентов местных сопротивлений;

m – число местных сопротивлений;

v – средняя скорость движения жидкости в линии, м/с;

Расчётное значение внутреннего диаметра трубы (м) определяется по формуле:



где vр= 4,5 м/с – рекомендуемое значение скорости.

Необходимая, по условию прочности, толщина стенки (м) определяется по формуле:


где Рmax = Рм = 16 мПа – максимальное из номинальных давлений мотора или насоса,

?в = 410 МПа - предел прочности материала труб, (Ст 20).
Расчётный наружный диаметр трубы определяется как:

dнр= dвр + 2?р = 0,0129+2Ч0,00075= 0,0144 м
При расчетном наружном диаметре до 40 мм трубы выбираются по ГОСТ 8734 – 75 (трубы бесшовные холоднодеформированные) , как ближайшие к расчетным при ближайшей большей толщине стенки.

Наружный диаметр dнр = 14,4 мм 15 мм = dнс

Толщина стенки ?р = 0.75 мм 0.771 мм = ?ст

Тогда стандартный внутренний диаметр определится как:

dвс= dнс – 2?ст = 0,015 - 2Ч0,000771=0,013 м.
2. Уточнённое значение скорости движения жидкости.



3. Выбор рабочей жидкости.

масло индустриальное 50:

Характеристики:

Средняя плотность ( 20°С) ?= 910 кг/м3;

Кинематическая вязкость ? = 45Ч10-6 м2/с.

Для определения коэффициента Дарси ? необходимо найти значение числа Рейнольдса по формуле:


где v – коэффициент кинематической вязкости рабочей жидкости, м2/c.
Т.к. 316 < Re=1282.6 < 3000, то находится по формуле:

4. Потери давления в гидролинии:




5.Давление насоса на выходе:

Рнр= Рмр + ?Рл
Рнр = 12,26 + 0,1218 = 12,3818 МПа.



1.4. Обоснование и выбор основного насоса.

Выбираем насос: НА-40/20 (роторный аксиально-поршневой регулируемый):

Рабочий объём, qн = 40 см3/об,

Частота вращения, n =1500 об/мин,

Подача Q н= 0.94 л/с,

Давление Рн= 20 МПа,

КПД: ?он = 0,94

?н = 0,89

Масса, m=80кг

Площадь поверхности S = 0,41м2
Qнmax=0.59л/с < 0.94 л/с.= Qн

Рнр= 12.3818 МПа < 20 МПа = Рн
Перевод единиц измерений подачи:

Qнmax=0.59 л/с = 35,4 л/мин;

Qнmin = 0.175 л/с = 3,54 л/мин.
1.5. Выбор устройств управления.

1.5.1. Предохранительные клапаны (2шт)

Выбираем клапан БГ-52-24:

Расход: наибольший Qкmax = 63 л/мин,

наименьший Qкmin = 3 л/мин,

Рабочее давление: наибольшее Ркmax = 20 МПа,

наименьшее Ркmin= 2 МПа,

Перепад давления Р = 0,3 МПа,

Масса.m= 4.8 кг.

Qнmax= 35,4 л/мин ? 63 л/мин = Qкmax

Qнmin = 3,54 л/мин ? 3 л/мин = Qкmin

Рmax = 20 МПа ? 20 МПа = Ркmax = Рм
Для защиты гидропривода от перегрузок, путём ограничения величины давления, в соответствии со схемой следует обосновать и выбрать предохранительные клапаны. При этом должны соблюдаться следующие условия:

Qк ? Qнmax , Pкmax ? Pmax;

Qкmin ? Qнmin , Pкmin ? Pmin ,

где Qкmax, Qкmin – наибольший и наименьший расходы через клапаны по их паспортным данным, л/мин;

Ркmax, Pкmin – наибольшее и наименьшее рабочие давления клапанов, мПа;

Рmax, Pmin – наибольшее и наименьшее давления из номинальных насоса или гидромотора, МПа.

Давление срабатывания предохранительного клапана определяется по соотношению:

Рск = 1,2Рmin = 1,2Ч16 = 19,2 МПа.
Максимальное давление в гидролинии находится по формуле:

Ргmax = Рск + ?Рк = 19,2 + 0,3 = 19,5 МПа,

где ?Рк = 0,3 – перепад давления на клапане.
1.5.2. Распределитель трёхпозиционный четырёхлинейный.

Т.к Соотношение мощностей потока в линии регулирования и на выходе насоса равно:

QpPp = 0,02QнmaxPнр, то:
Предварительно требуемый расход через распределитель:

где Рр = 2,5+1,5/2= 2 мПа – предварительно рекомендованное давление в линии управления.

Выбираем распределитель ВЕ 6.44.31, с электромагнитным управлением:

Диаметр условного прохода, Dу = 6 мм,

Расход, Qнр= 20 л/мин

Давление, Рнр=32 МПа,

Масса, m= 1,6 кг,

Размеры = 100;70;92 мм
Рнр= 32 МПа > 2 МПа = Рр.

Qнр= 32 л/мин = 0.333 л/с.
Фактический расход через распределитель определяется по формуле:


Qфр = 0.0833 л/c > 0.073 л/с = Qр


1.5.3. Вспомогательный (подпиточный) насос.
Требуемая подача вспомогательного (подпиточного) насоса, с учётом внешних утечек и расхода в линии управления, может быть определена по формуле:
Qрв = Qн (1 - ?о) К + Qфр = 0.94Ч(1-0.846)Ч0.6+0.0833= 0.17 л/с
где ?о = ?ом?он = 0,9Ч0,94 = 0,846 – объёмный КПД гидропривода;

К = 0,6 – коэффициент, определяющий долю внешних утечек рабочей жидкости.
Выбираем насос: НШ – 10Е (шестерёнчатый нерегулируемый)

Рабочий объём, qм = 10 см3/об,

Частота ращения, nнв =1600 об/мин,

Подача Qнв = 0,245 л/с

Давление, Рнв= 10 МПа ,

КПД ?он=0,92

?н=0,85

Масса,m=2,6 кг.
Qнв =0,245 л/с > 0.17 л/с = Qрв

Рнв= 10 МПа > 2 МПа = Рр.
Располагаем вспомогательный насос на одном валу с основным по соображениям компактности габаритов гидропередачи; тогда фактическая подача:
Qфв = Qнвnн / nнв = 0.245Ч1500/1600= 0.229 л/с


1.5.4 Переливной клапан.

Для поддержания постоянного давления на выходе вспомогательного насоса и сброса избытка жидкости в бак следует выбрать переливной клапан в соответствии с условиями:
Qпкmax ? Qфв ? Qпкmin ;

Рпкmax ? Pp ? Pпкmin ,
Выбираем клапан Г54-22:

Расход, наибольший Qпкmax= 18 л/мин,

наименьший Qпкmin= 1 л/мин,

Рабочее давление, наибольшее Рпкmax= 2,5 МПа,

наименьшее Pпкmin= 0,3Мпа,

Перепад давления,=0,25МПа,

Масса. m = 1,6 кг.
Qпкmax = 18 л/мин > Qфв =13,7 л/мин > 1 л/мин = Qпкmin

Рпкmax = 2,5 МПа > Pp =2 МПа > 0,3 МПа = Pпкmin
где Qпкmax, Qпкmin – наибольший и наименьший расходы клапана по паспорту;

Рпкmax, Рпкmin – наибольшее и наименьшее рабочие давления клапана по паспорту.
1.5.5 Подпиточные обратные клапаны.

Подпиточные (обратные) клапаны пропускают жидкость в одном направлении и выбираются согласно условиям:
Qок ? Qн (1 - ?о) К;

Pок ? Pск
Выбираем клапан Г51-21 (2 шт):

Расход номинальный Qок= 8 л/мин

Рабочее давление Рок= 20 МПа,

Перепад давления Р =0,2 МПа,

Масса.m=1,5 кг.
Qок ? Qн (1 - ?о) К =
= 0.94Ч(1-0.846)Ч0.6=0.08 л/с =4,8 л/мин

Qок = 8 л/мин > 4,8 л/мин.

Рок = 20 МПа > 19,2 МПа = Рск
1.6 Выбор дополнительных и вспомогательных устройств.

1.6.1. Фильтр тонкой очистки .
Требуемая тонкость очистки жидкости в линии ?л ? 25 мкм

Максимальное давление в нагнетательной линии вспомогательного насоса:

Pл= Рнв= 10 МПа

Максимальный расход в линии:
Qл= Qфв = 4,8 л/мин.
Выбираем фильтр ФП7-10-10 (бумажный)

Тонкостьочистки, ?ф=0,025 мм=25мкм

Условный проход Dу=10 мм

Пропускная способность = 16 л/мин,

Масса. m= 2,6 кг.

Qф= 16 л/мин > 4,8 л/мин = Qл

?ф = 25 мкм = ?л


1.6.2 Гидробак
Требуемая полезная ёмкость:
V = Qфв30 = 0,22930 = 6,87 л
Номинальная ёмкость выбранного бака из стандартного ряда:
Vн = 10 л > 6,87 л = V




Проверка гидробака.
h= 3 дм; b= 2 дм.бак.bmp

Vпр= 1,832 Ч2= 6,67дм3 ? 6,87 дм3

Увеличим b до 2,3 дм.

Vпр= 1,832 Ч2,3= 7,7дм3 ? 6,87 дм3















  1. Приводной электродвигатель;

  2. регулируемый реверсивный насос;

  3. предохранительные клапаны;

  4. обратные клапаны;

  5. реверсивный гидромотор;

  6. датчики давления;

  7. блок управления;

  8. переливной клапан;

  9. гидробак;

10.подпиточный насос;

11.фильтр тонкой очистки (бумажный);

12.распределитель трёхпозиционный четырёхлинейный;

13.силовой гидроцилиндр.


Список использованных источников:

  1. Коваль П.В. Гидравлика и гидропривод горных машин: Учебник для вузов по специальности “ Горные машины и комплексы “. – М.: Машиностроение, 1979.-319с.

  2. Ковалевский В.Ф., Железняков Н.Т., Бейлин Ю.Е. Справочник по гидроприводам горных машин. М.: Недра, 1973.- 504с.

  3. Хорин В.Н. Объёмный гидропривод забойного оборудования.

М.: Недра,1980.-415с.

  1. Справочник-шифратор продукции, распределяемой союз-главобщемашем. Ведомость № 11. Гидроаппаратура. М.: Типография Госснаба СССР, 1981.- 74с.

  2. Трубы нефтяного сортамента. Справочное руководство. Под ред Сарояна А.Е. М.: «Ндра» , 1976-506с.

  3. Лепёшкин А.В. Михайлин А.А. и др «Гидравлика и гидропривод» учебник для вузов 4. II. М.: МГИУ, 2005.-352с.


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