Расчет обьемного гидропривода

Размещено на http://www.allbest.ru/

"Расчет объемного гидропривода дорожного катка"

Введение

Дорожные катки предназначены для уплотнения грунтов и асфальтобетонных покрытий. В дорожных катках от гидропривода осуществляется вращение вальцов и их управление. Главной деталью катка является валец -- цилиндр, расположенный вместо колеса или колёс. Своей массой валец сдавливает утрамбовываемое вещество. В каждом катке есть ведущий валец, к нему подаётся крутящий момент от двигателя, и ведомый -- он является направляющим.

Катки могут быть самоходными, полуприцепными. Для уплотнения дорожных оснований и покрытий применяются обычно самоходные катки, для уплотнения грунтов - полуприцепные и прицепные. Наибольшее распространение получили катки с гладкими вальцами статического и вибрационного действия (для уплотнения оснований), кулачковые (для уплотнения насыпей из связных грунтов) и на пневматических шинах для послойного уплотнения, преимущественно несвязных грунтов.

Таблица 1. Исходные данные для расчета гидропривода

Параметры	Привод хода катка
Номинальное давление, МПа	10
Крутящий момент на валу гидромотора, кН·м	0,25
Частота вращения вала гидромотора об/с	10
Длины гидролиний, м: § Всасывающей § напорной § исполнительной § сливной	0,6 3 3 3
Местные сопротивления, шт.: § переходник § штуцер § разъемная муфта § плавное колено 90° § дроссель	4 6 3 6 5
Температурный режим работы, С° § окружающей среды	-15…+30

1. Расчет объемного гидропривода

1.1 Определяем мощности гидропривода и насоса

где - мощность гидродвигателя, кВт;

M - крутящий момент на валу гидромотора, M=0,25 кН·м;

щм - угловая скорость вращения вала гидромотора, с-1;

nм - частота вращения вала гидромотора, nм=10 об/с.

(кВт)

- мощность насоса, кВт;

- коэффициент запаса по усилию, ;

- коэффициент запаса по скорости, .

.

1.2 Выбираем насос

,

- подача насоса, дм3/с; и

- номинальное давление, .

.

,

- рабочий объем насоса, дм3;

- частота вращения вала насоса, .

Выбираем аксиально-поршневой регулируемый насос НА311.112. из технической литературы.

Таблица 2. Техническая характеристика аксиально-поршневого регулируемого насоса НА311.112.

Показатели
Номинальное давление на выходе, МПа	20,0
Рабочий объем, см3	112
Номинальная частота вращения вала, мин-1	1200
Номинальная объемная подача, л/мин	127,7
Номинальная потребляемая мощность, кВт	45,9
КПД: § полный § объемный	0,91 0,95
Масса, кг	120

По технической характеристике выбранного насоса производим уточнение действительной подачи насоса , дм3/с

,

где - действительный рабочий объем насоса, дм3;

- действительная частота вращения вала насоса, , с-1;

- объемный КПД насоса.

.

1.3 Определяем внутренние диаметры гидролиний, скорости движения жидкости

где - расчетное значение внутреннего диаметра гидролинии, м;

- скорость движения жидкости в гидролинии, м/с.

Скорости движения рабочей жидкости выбираем в зависимости от назначения гидролинии таким образом, чтобы для уменьшения потерь давления на гидравлическое трение режим движения был ламинарным или близким к нему. Рекомендуемые значения скорости движения рабочей жидкости для всасывающей, напорной и сливной гидролиний приведены в работе /4/.

Таблица 3



По расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии производим выбор трубопровода по ГОСТу 8734-75, при этом действительное значение диаметра трубопровода должно быть больше расчетного, то есть . Значение толщины стенки трубопровода принимаем конструктивно равным 2 мм.

Принимаем , , .

Определяем действительные скорости движения жидкости, м/с

,

где - действительное значение внутреннего диаметра гидролинии, м.

1.4 Выбор гидроаппаратуры, кондиционеров рабочей жидкости

дорожный гидропривод каток

Гидроаппаратуру выбираем по условному проходу и номинальному давлению. Дополнительным параметром для гидроаппаратуры является номинальный расход рабочей жидкости.

Под условным проходом по ГОСТу 16516-80 понимается округленный до ближайшего значения из установленного ряда диаметр круга, площадь которого равна площади характерного проходного сечения канала устройства или площади проходного сечения присоединяемого трубопровода.

Принимаем , , .

Таблица 4. Характеристика предохранительного клапана прямого действия типа К21603

Условный проход, мм Диапазон регулирования давления ,МПа Расход рабочей жидкости, л/мин § номинальный § минимальный Масса, кг	32 18…35 200 400 4,05

Таблица 5. Основные параметры обратных клапанов типа 61400

§ Условный проход, мм § Номинальный расход, л/мин § Масса, кг	§ 32 § 250 § 2,31

Таблица 6. Основные параметры фильтра 1.2.32-40

§ Условный проход, мм § Номинальная пропускная способность, л/мин § Тонкость фильтрации § Номинальное давление, МПа	§ 32 § 100 § 40 § 0,63

Выбор рабочей жидкости производим на основе анализа режимов работы и условий эксплуатации гидропривода с учетом конструктивных особенностей установленного гидравлического оборудования, главным образом конструктивных особенностей используемого насоса. Для выбора рабочей жидкости воспользуемся работой /5/.

Выбираем рабочую жидкость ВМГЗ.

Таблица 7.Основные характеристики рабочей жидкости ВМГЗ

§ Показатели	§
§ Плотность, кг/м3	§ 865
§ Вязкость при 50?С, мм2/с	§ 10
§ Рабочий диапазон, ?С	§ -50…+60

1.5 Расчет потерь давления в гидролиниях

где - потери давления в гидролинии, МПа;

- -сумма путевых потерь давления, МПа;

- сумма потерь давления в местных сопротивлениях, МПа.

где - потери давления по длине (путевые), МПа;

- коэффициент путевых потерь (коэффициент Дарси);

- длина гидролинии, м:

§ для всасывающей гидролинии ;

§ для напорной гидролинии ;

§ для сливной гидролинии .

- плотность рабочей жидкости, .

Определяем число Рейнольдса:

где - кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости, .

- ( - турбулентный режим)

- ( - турбулентный режим)

- ( - турбулентный режим)

Определяем коэффициент Дарси:



Потери давления в местном сопротивлении определяем по формуле:

где - коэффициент местного сопротивления:

§ переходник- 4 шт., ;

§ присоединительный штуцер - 6 шт., ;

§ разъемная муфта - 3 шт., ;

§ плавное колено 90? - 6 шт., .

§ Дроссель -5 шт.,

Распределение заданных видов местных сопротивлений по гидролиниям (напорной, сливной) производим произвольно.

Местные сопротивления напорной гидролиний: переходник - 2 шт., присоединительный штуцер - 3 шт., разъемная муфта - 2 шт., плавное колено 90?- 3шт., Дроссель- 3шт.

Местные сопротивления сливной гидролиний: переходник - 2 шт., присоединительный штуцер -3 шт., разъемная муфта - 1 шт., плавное колено 90?- 3шт., Дроссель-2шт.



Определяем потери давления в гидролиниях:

1.6 Расчет гидромотора

дорожный гидропривод каток

Мощность потребляемую гидромотором, определяют по его основным параметрам:

где pм - перепад давления на гидромоторе, Мпа, pм =(рном -??рнап)-??рсл,

здесь рном - номинальное давление гидропривода, рном=10 МПа;

Qм - расход жидкости через гидромотор, дм3/с,

qм - рабочий объем гидромотора, дм3 (дм3/об)

nм - частота вращения вала гидромотора, nм= 10 с-1

где М - крутящий момент на валу гидромотора, М=0,25 кН·м



Значение рабочего объема гидромотора должно также удовлетворять следующему соотношению:

откуда вторично определяем рабочий объем гидромотора:

где - расход жидкости, .

Используя работу /3/ выбираем аксиально-поршневый гидромотор 303.3.160.

Таблица 8. Технические характеристики гидромотора 303.3.160:

Параметры	Значение
Рабочий объем, см3: § номинальное qном § минимальное qmin	160 0
Давление на входе в гидромотор, МПа: § номинальное § максимальное	20 35
Частота вращения, мин-1: § номинальная § минимальная	1200 50
Номинальный расход, л/мин	182
Номинальный крутящий момент, Н·м	475
Полный коэффициент полезного действия	0,90
Масса, кг	55

Определяем действительные значения крутящего момента и частоты вращения

где qмд - действительный рабочий объем гидромотора, qмд=0,16 дм3

з - КПД гидромотора, з=0,9

Далее производим сравнение действительных и заданных параметров по относительным величинам

1.7 Тепловой расчет гидропривода

Тепловой расчет гидропривода проводится с целью определения температуры рабочей жидкости, объема гидробака и выяснения необходимости применения специальных теплообменных устройств.

Основными причинами выделения тепла в гидроприводе являются: внутреннее трение рабочей жидкости, дросселирование жидкости при прохождении различных элементов гидропривода, трение в гидрооборудовании и др.

Количество тепла, выделяемое в гидроприводе в единицу времени, эквивалентно теряемой в гидроприводе мощности.

Тепловой расчет гидропривода ведется на основе уравнения теплового баланса:

где - количество тепла, выделяемого гидроприводом в единицу времени (тепловой поток), Вт;

- количество тепла, отводимого в единицу времени, Вт.

Количество выделяемого тепла определим по формуле:

где - мощность привода насоса (потребляемая), Вт;

- гидромеханический КПД гидропривода;

- коэффициент продолжительности работы гидропривода, ;

- коэффициент использования номинального давления, ;

- действительная подача насоса, м3/с;

- полный КПД насоса.

Гидромеханический КПД гидропривода определим по формуле:

где - гидромеханический КПД насоса;

- гидромеханический КПД гидромотора, ;

- гидравлический КПД гидропривода, учитывающий потери давления в гидролиниях.

Гидравлический КПД гидропривода равен:

следовательно,

Дж.

Расчетная площадь поверхности гидробака связана с его объемом следующей зависимостью:

,

где - объем гидробака, дм3.

Определим объем гидробака:

Объем не превышает 3 минутную подачу насоса, поэтому установка теплообменника не нужна.

Литература

1. Задания на курсовую работу по гидроприводу дорожно-строительных машин /Сост.: Т.В. Алексеева, Н.С. Галдин, В.С. Башкиров, В.П. Шаронов; СибАДИ. - Омск, 1984. - 36с.

2. Приложения к заданиям на курсовую работу по гидроприводу дорожно-строительных машин /Сост.: Т.В. Алексеева, Н.С. Галдин, В.С. Башкиров, В.П. Шаронов; СибАДИ. - Омск, 1984. - 34с.

3. Основные положения расчета объемного гидропривода: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию /Сост. Н.С. Галдин, Э.Б. Шерман; СибАДИ. - Омск, 1988. - 32с.

4. Алексеева Т.В., Галдин Н.С., Шерман Э.Б., Воловиков Б.П. Гидравлические машины, гидропривод мобильных машин: Учебное пособие. -- Омск: ОмПИ, 1987. - 88с.

5. Алексеева Т.В., Галдин Н.С., Шерман Э.Б. Гидравлические машины и гидропривод мобильных машин: Учебное пособие. - Новосибирск: - Изд-во Новосибирского ун-та, 1994. --- 212с.

6. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983. -- 301с.

Размещено на Allbest.ru