Шахтные подъемные машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Составление и анализ гидравлической схемы

1.1 Назначение элементов гидропривода

1.2 Выбор стандартного давления

2. Выбор гидромашин и рабочей жидкости

2.1 Основные технические характеристики гидроцилиндра

2.2 Выбор насоса

2.3 Выбор рабочей жидкости

3. Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных устройств

3.1 Выбор распределителей.

3.2 Выбор обратного клапана

3.3 Выбор переливного клапана

3.4 Выбор фильтра

3.5. Выбор подпорного клапана

4. Расчет труб гидролиний и потерь давления

4.1 Расчет диаметра труб

4.2 Расчет толщины стенки трубы

4.3 Потери в гидролиниях по длине

4.4 Потери давления в местных сопротивлениях

5. Линия абсолютного давления в гидроприводе

6. Сила давления на колено трубы

7.Давление срабатывания переливного клапана

8. Рабочие режимы насоса

9. Мощность насоса

10. Проверка рабочего режима на кавитацию

11. Присоединение гидроцилиндров к исполнительному органу тормоза

12 Насосная установка

13. Эксплуатация и техника безопасности

Заключение

Перечень ссылок

Приложения

Введение

Шахтные подъемные машины предназначены для оборудования подъемных установок вертикальных и наклонных стволов шахт. Они применяются для подъема и спуска людей, вспомогательных материалов и оборудования. Малые барабанные подъемные машины применяются для оборудования наклонных подъемов, а машины с диаметром 3-6 м для оборудования вертикальных подъемов. Они имеют гидравлический пружинный тормозной привод и разбираются на отдельные узлы.

Гидропривод - это совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов по средствам гидравлической энергии. Обязательными элементами гидропривода являются насос и гидродвигатель.

Гидравлическая энергия генерируется насосом, а затем преобразуется в механическую энергию гидродвигателем. Такой гидропривод называется насосным.

1. Составление и анализ гидравлической схемы

На рисунке 1 изображена составленная гидравлическая схема, совмещенная с кинематической схемой исполнительного органа тормоза. Тормозные колодки 13 - исполнительный орган - прижимается к барабану подъемной машины 16; они расположены на тормозных стойках 14. Угловой рычаг 15, движимый штоком гидроцилиндра 10, перемещается и прижимает тормозные колодки к барабану. Масло подаваемое в гидроцилиндр 10 перемещает угловой рычаг вверх через шток и растормаживает барабан. Привод тормоза состоит из маслостанции, золотников управления 8 и 9, цилиндра 10 и присоединяющих трубопроводов. В состав маслостанции входят два насоса 2 (рабочий и резервный),подающие через обратные клапаны 4 масло в напорную магистраль. Всасывание масла из маслобака 1 насосами осуществляется через фильтры 3 для очистки масла, поступающего в магистральные линии. Защита насосов и установки осуществляется обратным клапаном 4. Давление контролируется манометром 5. Распределители (золотники управления) 8 и 9 имеют различные функции. Золотник 9 является золотником ручного торможения. Золотник 8 с электромагнитным управлением является, золотником предохранительного торможения. В цепь катушки электромагнита включена серия предохранительных аппаратов, реагирующих на то или иное отклонение условий работы машины от допустимых. Якорь электромагнита падает при срабатывании одного из этих аппаратов. Пружина перемещает золотник 8 вправо. Полость гидроцилиндра сообщается со сливной линией через клапан замедленного торможения (подпорный) 7 и происходит затормаживание барабана. Золотник 9 управляется машинистом. Например, рукояткой ручного управления машинист перемещает золотник в крайнее левое положение и полость цилиндра сообщается со сливной линией и происходит затормаживание барабана. Естественно, что при срабатывании предохранительного торможения ручное управление блокируется.

1.1 Назначение элементов гидропривода

Насос служит для постоянной подачи рабочей жидкости в гидросистему.

Гидроцилиндр - это объемный гидродвигатель с возвратно-поступательным перемещением выходного звена.

Гидрораспределитель предназначен для создания определенного направления движения рабочей жидкости в системе гидропривода.

Переливной клапан замедленного торможения - служит для поддержания заданного давления за счет непрерывного слива рабочей жидкости.

Подпорный клапан - применяется в тех случаях, когда рабочую жидкость необходимо пропускать свободно в одном направлении и с некоторым подпором в противоположном направлении.

Обратный клапан пропускает рабочую жидкость в одном направлении.

Фильтры служат для очистки рабочей жидкости от вредных примесей.

Гидробак служит для размещения рабочей жидкости, компенсации разности объемов рабочих полостей гидроцилиндров, компенсации потерь, охлаждения рабочей жидкости, ее отстоя, выпуска паров и воздуха.

1.1 Выбор стандартного давления

При выборе давления нужно руководствоваться техническими характеристиками серийно выпускаемых гидромашин и гидроаппаратов, которые входят в гидравлическую систему и которые предполагаются использовать в проектируемом гидроприводе. Стандартные давления представлены ГОСТ 12445-80. для гидропривода вспомогательных устройств предпочтительными являются давления 1,6; 2,5 МПа. Завод-изготовитель подъемных машин принимает давление 1,25 МПа.

Я принимаю стандартное давление равное 1,6 МПа.

2. Выбор гидромашин и рабочей жидкости

2.1 Основные технические характеристики гидроцилиндра

Расчетный диаметр поршня:

где:

- максимальное усилие на выходном звене гидроцилиндра

р - принятое стандартное давления

- соответственно гидравлический и механический КПД гидроцилиндра.

Стандартный диаметр поршня принимается ближайшее большее в соответствии с ГОСТ 6540-68 и ГОСТ 12447-80, а

Давление при растормаживании:

Максимальный расход гидроцилиндра

 где:

- максимальная скорость перемещения

- объемный КПД гидроцилиндра

2.2 Выбор насоса

Насос принимается по двум параметром:

1. По максимальному расходу

( т. к. два гидроцилиндра ).

2. По рабочему давлению

Принят насос типа Г11-25А т. к.

Параметры насоса:

Объемный КПД насоса

Допускаемая геометрическая высота всасывания 0,5 м.

2.3 Выбор рабочей жидкости

В качестве рабочей жидкости для гидропривода горных машин используют индустриальные масла. В горных машинах преимущественно применяют индустриальные масла сернокислотной очистки с вязкостью от . В данной курсовой работе принимаю индустриальное масло И-20 с учетом условий работы насоса.

Параметры индустриального масла И-20:

диапазон рабочей температуры:

кинематическая вязкость при :

плотность:

гидропривод жидкость гидроаппаратура

3. Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных устройств

Минимальные требования для выбора гидроаппаратуры и вспомогательных устройств:

1. В соответствие с расходом рабочей жидкости

2. В соответствие с давлением

3.1 Выбор распределителей

Примем два двухпозиционных реверсивных золотника с ручным и электрическим управлением типа Г74-24 т. к. их параметры полностью удовлетворяют требования.

Параметры двухпозиционных реверсивных золотников:

Номинальный расход

Номинальное давления

Потеря давления при номинальном расходе 0,3 МПа

3.2 Выбор обратного клапана

Примем обратный клапан типа Г51-24.

Параметры обратного клапана:

Номинальный расход

Номинальное давления

Потери давления при номинальном расходе 0.2 МПа

3.3 Выбор переливного клапана

Принял переливной клапан типа Г52-14 так как удовлетворяет условие.

Параметры переливного клапана:

Номинальный расход

Рекомендуемый расход

Номинальное давления

Перепад давления:

При изменении расхода от номинального до наименьшего 0,2 МПа

Давление разгрузки 0,8 МПа

3.4 Выбор фильтра

Примем фильтр типа Г42-74. Его технологические параметры:

Номинальный расход .

Номинальная тонкость фильтрации 0,08 мм.

Допускаемая потеря давления .

3.5 Выбор подпорного клапана

Подпорный клапан выбирается по расходу при торможении

Примем подпорный клапан типа Г51-25 с параметрами:

Номинальный расход: 140 л/мин

Номинальное давление: 20 МПа

Потери давления: 0,2 МПа

4. Расчет труб гидролиний и потерь давления

4.1 Расчет диаметра труб

Расчетный диаметр труб:

Где: - Расчетный (максимальный) в соответствующей гидролинии при рабочем ходе поршня;

- оптимальная скорость рабочей жидкости:

Для напорных гидролиний

Для сливных гидролиний

Для всасывающих гидролиний

Для напорных гидролиний диаметр:

Для сливных гидролиний по расходу при торможении

Для всасывающих гидролиний



4.2 Расчет толщины стенки трубы

Необходимая толщина стенки трубы:

Где: - часть толщины, обеспечивающая допустимую прочность.

- часть толщины, обеспечивающая необходимую долговечность.

Где: - расчетное давление на прочность

- временное сопротивления разрыву; для наиболее распространенных сталей для труб

- принимается равным 1,0 мм, пологая что скорость коррозии равна 0,2 мм/год, а срок службы установки - 5 лет.

Часть толщины, обеспечивающая допустимую прочность:

Для напорных гидролиний.

Для сливных гидролиний.



Для всасывающих гидролиний.

Необходимая толщина стенки трубы:

Для напорных гидролиний.

Для сливных гидролиний.

Для всасывающих гидролиний.

Принимаем следующие трубы:

Для напорных гидролиний.

диаметр ;

Для сливных гидролиний.

диаметр ;

Для всасывающих гидролиний.

диаметр ;

Для всех гидролиний необходимая толщина стенки трубы равна 2 мм.

4.3 Потери в гидролиниях по длине

Для определения сопротивления общего участка гидросети рекомендуется при расходе, соответствующему номинальной подаче насоса.

Скорость жидкости в гидролинии:

Потери давления по длине в участках гидролинии:

где л - коэффициент Дарси, зависит от числа Рейнольдса

при Re2320

при

Для напорной гидролинии

а) до разветвления:

Т.к. то:

б) после разветвления:

Т.к. Re2320 то:

Для сливных гидролиний

Т.к. то:

Для всасывающих гидролиний

Т.к. то:

4.4 Потери давления в местных сопротивлениях.

Потери давления в коленах, тройниках и т. п. примем равными:

Для гидроаппаратов потери вычисляем исходя из условия автомодельности режима движения жидкости в аппарате:

Где: - паспортное значения потерь давления в аппарате при паспортном значении расхода

Потери в фильтре:

Потери в обратном клапане:



Потери в распределителях:

Потери в подпорном клапане:

Суммарные потери давления в местных сопротивлениях:

Полные потери давления:

5. Линия абсолютного давления в гидроприводе

Линия абсолютного давления строится при растормаживании машины (см. рисунок 2).

Давления на выходе из насоса (потери давления в сливной гидролинии не суммируются):

Потери давления в распределителе поделим по полам и прибавим потери давления в коленах и тройниках.

Глубиной погружения насоса пренебрегаем.

А в линия абсолютного давления при ручном торможении в сливной гидролинии из гидроаппаратов находится только распределитель(см. рисунок 3), при предохранительном - соответствующий распределитель и подпорный клапан (см. рисунок 4).

6. Сила давления на колено трубы

Сила давления рабочей жидкости на колено трубы с закруглением 90є определяется двумя составляющими и

7.Давление срабатывания переливного клапана

Выбирается по ,плюс потери давления в распределителях и по длине в напорной гидролинии, в соответствие с рис.2

= 1,3 МПа

=0,028 МПа

=0,0801 МПа

8. Рабочие режимы насоса

Рабочие режимы насоса определяются графически точками пересечения характеристик насоса

и гидросети .

Характеристика строится по двум точкам с координатами

, и ,

Где: - теоретическая подача насоса.

, - номинальные значения подачи и давления насоса.

Характеристика гидросети при растормаживании машины:

Где - давления гидроцилиндра при растормаживании.

- полное сопротивления гидролинии при растормаживании.



Где а1 - сопротивление общего участка гидролинии.

а2 - сопротивление гидролинии после разветвления

Где ДР1 - потери давления в общем участке гидролинии

ДР2 - потери давления в после разветвления

Таблица 1. значение функций

Q л/мин	Рс.о. МПа
0	1,3
10	1,31
20	1,34
30	1,40
40	1,48
50	1,58
60	1,70

Характеристики сети и насоса приведены на рисунке 5.

На рисунке 5 точка А определяет рабочий режим насоса при растормаживании машины (53;1,6).

Рабочее давления должно быть в пределах

9. Мощность насоса

Мощность насоса при растормаживании машины:

Где: - давления при рабочем режиме насоса т.е. при растормаживании.

- расход при рабочем режиме насоса т.е. при растормаживании.

- полный КПД насоса.

10. Проверка рабочего режима на кавитацию

Так как в паспорте насоса указана допустимая геометрическая высота всасывания Ндоп то условия бескавитационной работы должно быть:

Где: Нв - геометрическая высота всасывания, определяется условием бескавитационной работы насоса.

Нв = 0,2 м

Выполняется условие бескавитационной работы насоса.

11. Присоединение гидроцилиндров к исполнительному органу тормоза

Чертеж общего вида исполнительного органа тормоза подъемной машины Ц-1,2 с присоединением к нему гидроцилиндров дан в Приложении А.

Пружинные гидравлические безгрузовые тормозные устройства состоят из двух исполнительных органов тормоза, двух пружинных гидравлических приводов, станции управления и блокировок.

Оба исполнительных органа работают синхронно.

Они используются как при рабочем, так и предохранительном торможении. Каждый исполнительный орган колодочного типа воздействует на тормозное поле барабанов создавая половину требуемого тормозного момента.

Исполнительный орган тормоза состоит из двух тормозных балок 2, углового рычага 6 и тяги 4 с головками 3 и 5. Тормозные балки установлены на опорах 10, которые крепятся к раме. Благодаря наличию центрального шарнира 8 и пружины подвески 7, достигается относительное равномерное распределение давления на тормозные колодки.

Одна из тормозных балок шарнирно соединена с угловым рычагом 6, который по средствам тяги связан с тормозным приводом 11.

При движении тяги вниз или вверх происходит снижение или отход тормозных балок от тормозного поля барабана, отход тормозных балок 2 ограничивается регулируемыми опорами 9.

12 Насосная установка

Принимаем насосную установку Г48 - 2 (Приложение Б), которая состоит из бака 11, одинарных шестеренных насосов 10 (два насоса: один рабочий, другой - резервный), крышки 8, муфты 9, вентилятора 7, фланцев 6, приводных двигателей 5, радиаторов воздушного охлаждения 4, маслоуказателя 12, панели 3 с гидроаппаратурой, манометра 2 с золотником для его включения и фильтра 1.

Бак 11 имеет заливную горловину с фильтрами и герметичной крышкой. В верхней части бака находится сопун, в котором имеется воздушный фильтр. Конструкция бака обеспечивает его удобную очистку. Поверхность бака имеет антикоррозийное покрытие, стойкое к воздействию рабочей жидкости и не вызывает ее загрязнения.

13. Эксплуатация и техника безопасности

Одним из важнейших требований при эксплуатации гидропривода является чистота рабочей жидкости. Поэтому заливку рабочей жидкости необходимо производить через фильтр. Контроль уровня при заливке рабочей жидкости обычно осуществляется визуально с помощью встроенного в бак маслоуказателя.

Для правильной эксплуатации привода необходимо иметь график контроля и замены рабочей жидкости.

Требования техники безопасности:

1. При обнаружении внешних утечек жидкости необходимо немедленно остановить насос и устранить утечки;

2. Категорически запрещается для устранения утечек подтягивать соединение трубопроводов, штуцеры и т.п. при наличии высокого давления в гидросистеме;

3. Следует систематически проверять работу предохранительных клапанов. В случае отклонения давления срабатывание \клапана более чем на 10%, клапан должен заменен новым;

4. При длительной работе с маслами, необходимо пользоваться рукавицами или применять защитные мази, пасты для рук;

5. При вскрытии тары с маслом не применять инструмент, делающий при ударе искру;

6. При возгорании масла допускаются все средства тушения, кроме воды;

7. Корпуса электродвигателей необходимо заземлить.

Заключение

В данной курсовой работе был приведен выбор и расчет гидравлической схемы гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной установки.

Выбраны соответствующие гидромашины, гидроаппараты и гидролинии. Принято более перспективное давление гидропривода 1,6 МПа. Произведен расчет потерь в элементах гидропривода и построены линии абсолютного давления, определен рабочий режим насоса.

Рассчитанный привод обеспечивает ручное и предохранительное торможение.

Перечень ссылок

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

2. Гидравлика и гидропривод / В.Г. Гейер, В.С. Дулин, А.Г. Горулинский, А.Н. Заря. - М.: Недра, 1981.

3. Свешников В.К., Усов А.А Станочные гидроприводы: Справочник М.: Машиностроение, 1988.

4. Стационарные установки шахт / Под ред. Б.Ф. Братченка М.: Недра, 1977.

Размещено на Allbest.ru