Гидравлическая схема привода подъема-опускания кузова мусоровоза

Размещено на http://www.allbest.ru/

19

Содержание

1. Описание работы гидросистемы поступательного движения

2. Расчет гидросистемы привода

2.1 Выбор рабочей жидкости

2.2 Выбор и расчет параметров силового гидроцилиндра

2.3 Расчет и выбор насоса

2.4 Расчет перепада давления на гидроцилиндре

2.5 Выбор аппаратуры гидропривода

2.6 Расчет утечек гидроаппаратуры в напорной линии

2.7 Расчет скорости течения масла в магистралях гидропривода

2.8 Определение действительных перепадов давления на гидроаппаратуре

2.9 Определение действительных потерь давления в трубопроводах

3. Расчет действительных потерь давления в главной магистрали

3.1 Расчет действительных давлений в напорных и сливных полостях

3.2 Расчет КПД при постоянной нагрузке

3.3 Расчет КПД при циклической работе

3.4 Расчет объема гидробака

Список литературы

1. Описание работы гидросистемы поступательного движения

На формате А2 представлена расчетная принципиальная схема гидропривода поступательного движения.

Насос 1, из бака 2, подает рабочую жидкость в поршневые полости гидроцилиндров 7,8 через дроссель 6. Особенностью данной гидравлической схемы является то, что установка обратного клапана 9 в напорной линии гидросистемы параллельно дросселю, что обеспечивает в данном случае нагнетание рабочей жидкости в полость гидроцилиндра на много быстрее, чем при ее выходе из напорной полости (реверс жидкости). Таким образом, гидроцилиндры совершают синхронную работу, как на прямом, так и на реверсивном ходах. Изменение направления хода рабочей жидкости осуществляется с помощью золотникового распределителя 3 с ручным управлением. Скорость подачи рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра регулируется изменением проходного сечения дросселя 6, установленного в напорной линии гидросистемы. Предохранительный клапан 4 насосной установки служит для предотвращения превышения давления в напорной линии, исключая возможность разрыва трубопровода, повреждения насоса и гидроаппаратуры. Для очистки рабочей жидкости в сливной линии установлен фильтр 5.

2. Расчет гидросистемы привода

2.1 Выбор рабочей жидкости

По заданию, и воспользовавшись приложением 3 методических указаний, выбираем масло индустриальное, ГОСТ 20799-88 И25, плотностью при 50°С с=980кг/м³ и кинематической вязкостью 0,24…0,27*10^-4 м²/с

Зная чему равна кинематическая при Т=50°С,найдем его значение при Т_м=60°С по формуле:

(2.1.1)

где:

кинематическая вязкость при Т=50°С

2.2 Выбор и расчет параметров силового гидроцилиндра

Решение задачи необходимо начинать с определения давления в полостях силового гидроцилиндра и выбора его диаметра. Обозначим полезные площади силового цилиндра и , а давления соответственно и :

и (2.2.1)

где:

-диаметр поршня;

-диаметр штока;

Определим площади силового гидроцилиндра и , используя соотношения

, имеем : (2.2.2)

где:

и скорости поршня на рабочем и холостом ходах

Расход жидкости поступающей в силовой гидроцилиндр можно определить по формуле:

, тогда: (2.2.3)

;

следовательно:

Найдя диаметр поршня, можно определить диаметр штока по формуле:

; (2.2.4)

; (2.2.5)

Следовательно, выражение площади поршня в штоковой полости примет вид:

(2.2.6)

Подставляя выражения площадей и , сможем определить диаметр поршня по формуле:

(2.2.7)

Зная диаметры поршня и штока, считаем площади штоковой и поршневой полостей: гидросистема давление

;

;

Из ряда стандартных значений диаметров для штока и поршня принимаем значения:

125мм=0,125м;

73мм=0,073м;

2.3 Расчет и выбор насоса

Конструктивной особенностью большинства гидравлических кранов является то, что их гидроприводы оснащаются пластинчатыми насосами постоянной производительности типа БГ11-25А. Руководствуясь методическим указанием, давление в системе примем исходя из рекомендуемых, по таблице нагрузок на поршень, применительно к данной схеме при R=10…20кН, Рнас более 1,5МПа. Давление принимаем Рс.=1,5МПа (80кгс/см²).

Насос выбираем по давлению в системе Р_С и по требуемому расходу жидкости Q_треб.

Номинальное давление насоса должно удовлетворять требованию:

.

Расход насоса должен удовлетворять условию:

(2.3.1)

(2.3.2)

где z=2 - максимально возможное кол-во одновременно работающих гидроцилиндров,

з₀ = объемный КПД, учитывающий утечки жидкости через не плотности поршня (0,95…1), принимаем з₀ = 0,95;

V_ш = 0,0667м/с - скорость движения поршня;

По результатам расчета принимаем шестеренчатый насос БГ11-25А, имеющий характеристики:

Номинальная подача - 107л/мин=178*10^-4 м³/с;

Номинальное давление - 2,5МПа;

Частота вращения - 1800 обор/мин;

Объемный КПД- з₀ = 0,91;

Полный КПД- з = 0,76;

2.4 Расчет перепада давления на гидроцилиндре

Определим перепад давления в напорной и сливной полостях

; (2.4.1)

; (2.4.2)

; (2.4.3)

Используя справочные данные методического указания, применительно к данному гидроприводу, перепады давления на золотнике, дросселе и фильтре равны:

;

;

;

;

Т.к. перепады давлений в трубах на первой стадии определить невозможно, то примем в соответствии с методическими указаниями:

=0,2МПа

Тогда:

;

;

Тогда:

;

2.5 Выбор аппаратуры гидропривода

Гидроаппаратуру выбираем относительно давления в системе =2,5МПа и относительно требуемого расхода.

1) Предохранительный клапан типа Г52-16(насосной установки)

2)Золотниковый распределитель типа Г74-16

3)Дроссель типа ДО-32/20

4)Фильтр типа ФМ-2



5) Обратный клапан типа Г51-23

2.6 Расчет утечек гидроаппаратуры в напорной линии

Утечки жидкости в предохранительном клапане (насосной установки)

;

Утечки жидкости в золотниковом распределителе

Утечки жидкости в дросселе

Утечки жидкости в гидроцилиндре

Утечки жидкости в обратном клапане

Значения номинальных утечек гидроаппаратов принимаются из табличных значений, применительно к данной схеме гидравлического привода, имеем:

;

;

;

;

;

Тогда общий расход гидроцилиндра с учетом утечек в гидроаппаратуре можно рассчитать по формуле:

; (2.6.1)

2.7 Расчет скорости течения масла в магистралях гидропривода

Рекомендуемая скорость течения масла в магистралях гидропривода:

а) для напорного трубопровода:

б) для сливного трубопровода:

Диаметр напорного трубопровода:

 (2.7.1)

Диаметр сливного трубопровода:

(2.7.2)

Округлим эти значения до ближайших стандартных:

Определим действующие скорости движения рабочей жидкости в напорном и сливном трубопроводах:

(2.7.3)

(2.7.4)

2.8 Определение действительных перепадов давления на гидроаппаратуре

Перепад давления на предохранительном клапане (насосной установки)

1)

Перепад давления на дросселе

2)

Перепад давления на золотниковом распределителе

3)

Перепад давления на фильтре

4)

Перепад давления на обратном клапане

4)

2.9 Определение действительных потерь давления в трубопроводах

Потери в напорном () трубопроводе:

(2.9.1)

где: -длина напорного трубопровода;

-плотность масла И25;

-коэффициент режима движения(Re<2330)

 (2.9.2)

Потери в сливном () трубопроводе:

(2.9.3)

где: -длина сливного трубопровода;

-плотность масла И25;

-коэффициент режима движения(Re<2330)

(2.9.4)

3. Расчет действительных потерь давления в главной магистрали

(3.1)

где: -потери давления в трубопроводах магистрали

(3.2)

-потери давления в аппаратуре

где: , , ,, соответственно, потери давления в фильтре, дросселе, распределителе, обратном клапане, предохранительном клапане.

Потери давления в системе должны удовлетворять условию:

, где к=0,6-коэффициент использования, учитывающий гидравлическое сопротивление системы.

3.1 Расчет действительных давлений в напорной и сливной полостях

Действительное давление в напорной полости гидроцилиндра:

(3.1.1)

Действительное давление в сливной полости гидроцилиндра:

(3.1.2)

Развитие необходимого давления насосом, с учетом потерь и утечек, для получения необходимого усилия на штоках гидроцилиндров:

(3.1.3)

3.2 Расчет КПД при постоянной нагрузке

% (3.2.1)

(3.2.2)

(3.2.3)

3.3 Расчет КПД при циклической работе

Общий КПД при циклической работе:

% (3.3.1)

(3.3.2)

(3.3.3)

3.4 Расчет объема гидробака

Определим потери мощности в гидроприводе, переходящие в тепло, найдя разницу между затрачиваемой мощности и полезной

(3.4.1)

Количество тепла E_пр выделяемое в гидроприводе в единицу времени, эквивалентно теряемой в гидроприводе мощности ДN

E_пр=ДN, т.е. E_пр=2,157кВт

Перепад температур между рабочей жидкостью и окружающим воздухом

(3.4.2)

Площадь поверхности теплообмена, необходимая для поддержания перепада

(3.4.3)

где К_тр и К_в - коэффициенты теплопередачи труб и гидробака, Вт/(м^2.0С).

Примем К_тр=12 Вт/(м^2.0С) и К_б= Вт/(м^2.0С)

Площадь поверхности теплообмена складывается из поверхности труб S_тр, через которые происходит теплообмен с окружающей средой, и поверхности теплоотдачи бака S_б

(3.4.4)

Определим площадь поверхности труб

(3.4.5)

(3.4.6)

Найдя площадь поверхности гидробака, определим его объем V_б и округлим его до стандартного значения в большую сторону

Принимаем объем гидробака равным 1 литр. Однако, согласно рекомендациям по проектированию гидропривода, объем гидропривода должен быть в 3 раза больше объема масла, находящегося в гидропроводах и гидроаппаратах системы.

Определим объем рабочей жидкости, находящейся в гидросистеме. Объем масла в трубах

(3.4.7)

Объем масла в 2-х гидроцилиндрах

Объем масла в гидронасосе его рабочему объему

Объем масла в фильтре можно приближенно посчитать исходя из геометрических размеров выбранного фильтра. Стакан фильтра имеет цилиндрическую форму диаметром 110мм и высотой 205мм. Пластины занимают приблизительно 60% внутреннего объема фильтра.

Объемом масла, находящегося в гидрораспределителе, дросселях и обратном клапане можно пренебречь.

Таким образом, объем рабочей жидкости, находящейся в гидросистеме равен

(3.4.8)

Тогда объем бака равен

(3.4.9)

Округляем его до стандартного значения объема по ГОСТ 12448-80 примем объем бака V_б=250л

Список литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя-.М: Машиностроение, 2003. - Т3

2. Башта Т.М. Гидропривод и гидроавтоматика - М.: Машиностроение,1972.

3. Лепешкин А.В. Гидравлика и гидропривод - М.: МГИУ,2005. - Ч2

Размещено на Allbest.ru