Работа гидроприводов
Определение давлений в основных гидроцилиндрах. Определение условных проходов, потерь давления по длине трубопровода для каждой из гидролиний. Расчет гидроцилиндров ковша-погрузчика и трубопроводов на прочность, а также минимальной мощности двигателя.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.11.2012 |
| Размер файла | 101,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Под гидроприводом понимают совокупность устройств, предназначенную для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением. Гидравлические приводы обеспечивают при условии хорошей плавности движения широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости исполнительных двигателей.
Важное достоинство гидроприводов - возможность работы в динамических режимах, причем качество переходных процессов может контролироваться и изменяться в нужном направлении.
Гидропривод позволяет защитить систему от перегрузки путем регулирования давления. Гидроцилиндр в гидроприводе позволяет получить прямолинейное движение без каких-либо кинематических преобразований.
К основным преимуществам гидроприводов следует отнести высокое значение КПД, повышенную жесткость, благодаря большому модулю упругости рабочих жидкостей, незначительным объемам и герметичности рабочих камер гидродвигателей, самосмазываемость и долговечность.
Наряду с преимуществом, гидроприводы имеют и недостатки, ограничивающие их использование. При течении рабочей жидкости по трубопроводам и каналам гидросистемы возникают потери на трение и утечки, снижающие КПД гидропривода и вызывающие разогрев рабочей жидкости, насосной установки и гидроагрегатов. Наибольшую опасность представляют наружные утечки, приводящие к повышенному расходу жидкости и загрязнению рабочего места.
Работа гидропривода невозможна без надлежащей фильтрации рабочей жидкости. Необходимость применения фильтров повышает стоимость и усложняет техническое обслуживание, но недостатки компенсируются значительным ростом долговечности оборудования.
При правильных конструировании и эксплуатации гидроприводов их недостатки могут быть сведены к минимуму.
1. Определение давлений в основных гидроцилиндрах
Определим площадь штока гидроцилиндра 7:
|
(1) |
где - площадь штока гидроцилиндра 7, м2;
- диметр штока гидроцилиндра 7, м.
Определяем давление в гидроцилиндре 7:
|
(2) |
где - давление в гидроцилиндре 7, Па;
- усилие на штоке гидроцилиндра 7, Н.
Определяем скорость перемещения поршня гидроцилиндра 7:
|
(3) |
где - скорость перемещения поршня гидроцилиндра 7, м/с;
- ход поршня, м;
- время хода поршня, с.
Расход жидкости Q, необходимый гидроцилиндру для обеспечения требуемой скорости перемещения:
|
(4) |
следовательно, общий расход для двух гидроцилиндров определяется так:
|
(5) |
Принимаем скорость движения рабочей жидкости в трубопроводах в зависимости от давления в гидроцилиндрах 7 [5]:
Для напорных гидролиний (L1, L3, L4, L5, L6, L7)
Для сливных гидролиний (L2)
2. Расчет трубопроводов
2.1 Определение условных проходов
За условный проход принимаем внутренний диаметр трубопровода, округленный до стандартного значения:
|
(6) |
где Q - расход жидкости в трубопроводе, м3/с;
V - скорость движения рабочей жидкости в трубопроводе, м/с.
Производим расчет условных проходов для гидролиний L1, L5:
принимаем
Далее уточняем значение скорости движения в трубопроводах по стандартному значению условного прохода:
|
(7) |
Определяем число Рейнольдса для определения режима движения жидкости по трубопроводу:
|
(8) |
где - кинематическая вязкость жидкости, [2].
полученное значение сравниваем с критическим значением числа Рейнольдса: , т.к. , следовательно, режим течения рабочей жидкости по трубопроводу ламинарный.
Производим расчет условного прохода для гидролинии L2:
принимаем
Далее уточняем значение скорости движения в трубопроводах по стандартному значению условного прохода:
Определяем число Рейнольдса для определения режима движения жидкости по трубопроводу:
полученное значение сравниваем с критическим значением числа Рейнольдса: т.к. , следовательно, режим течения рабочей жидкости по трубопроводу ламинарный.
Производим расчет условного прохода для гидролинии L7:
принимаем
Далее уточняем значение скорости движения в трубопроводах по стандартному значению условного прохода:
Определяем число Рейнольдса для определения режима движения жидкости по трубопроводу:
полученное значение сравниваем с критическим значением числа Рейнольдса: т.к. , следовательно, режим течения рабочей жидкости по трубопроводу ламинарный.
2.2 Определение потерь давления
Определим потерь давления по длине трубопровода:
|
(9) |
где - гидравлический коэффициент трения;
- длина трубопровода, м;
- стандартный условный проход, м;
- скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с;
- плотность жидкости, [3].
Рассчитаем гидравлический коэффициент трения для каждой гидролинии, исходя из режима течения рабочей жидкости:
|
при ламинарном режиме движения жидкости: ; |
(10) |
|
|
при турбулентном режиме движения жидкости: . |
(11) |
Для L1 и L5 .
Для L2 .
Для L7 .
Рассчитаем потери давления по длине трубопровода для каждой из гидролиний:
Определяем суммарные потери давления по длине трубопровода:
|
(12) |
Найденный ранее расход рабочей жидкости переведем в :
Выберем гидроклапан давления и определим потери давления на местных сопротивлениях. Гидроклапан давления выбираем исходя из расхода жидкости. Применим для нашей гидросистемы гидроклапан давления типа Г54 - 32М, со следующими характеристиками [1]:
|
Условный проход, мм |
10 |
|
|
Расход жидкости: номинальный, л/мин максимальный, л/мин |
32 45 |
|
|
Номинальный перепад давления, МПа |
0,2 |
|
|
Масса аппарата, кг |
2,4 |
Выберем, направляющий распределитель и определим потери давления на местных сопротивлениях. Применим для нашей гидросистемы направляющий распределитель В10, со следующими характеристиками [1]:
|
Условный проход, мм |
10 |
|
|
Расход жидкости: номинальный, л/мин максимальный, л/мин |
33 50 |
|
|
Номинальное давление, МПа |
32 |
|
|
Номинальный перепад давления, МПа |
0,1 |
|
|
Масса аппарата, кг |
4 |
Примем для нашей гидросистемы фильтр 20-25-КВ ГОСТ 16026-80 со следующими характеристиками:
|
Условный проход, мм |
20 |
|
|
Номинальный расход, л/мин |
63 |
|
|
Номинальный перепад давления, МПа |
0,12 |
|
|
Номинальная тонкость фильтрации, мкм |
25 |
|
|
Масса аппарата, кг |
6,8 |
Определим суммарные потери давления на местных сопротивлениях:
|
(13) |
Определим суммарные потери давления:
|
(14) |
3. Выбор насоса
Насос выбираем, сопоставляя расчетные данные, с параметрами стандартных насосов исходя из следующих условий:
|
(15) |
||
|
(16) |
По своим характеристикам для данной системы подходит насос марки БГ12-23АМ, со следующими характеристиками [1]:
|
Давление жидкости, развиваемое насосом, МПа: номинальное максимальное |
12,5 14 |
|
|
Подача насоса, л/мин |
25,3 |
|
|
КПД насоса |
0,75 |
4. Расчет гидроцилиндров ковша-погрузчика
4.1 Определение условных проходов
Произведем расчет условного прохода для гидролинии L3:
принимаем
Далее уточняем значение скорости движения в трубопроводах по стандартному значению условного прохода:
Определяем число Рейнольдса для определения режима движения жидкости по трубопроводу:
полученное значение сравниваем с критическим значением числа Рейнольдса: т.к. , следовательно, режим течения рабочей жидкости по трубопроводу ламинарный.
Произведем расчет условных проходов для гидролиний L6:
принимаем
Далее уточняем значение скорости движения в трубопроводах по стандартному значению условного прохода:
Определяем число Рейнольдса для определения режима движения жидкости по трубопроводу:
полученное значение сравниваем с критическим значением числа Рейнольдса: т.к. , следовательно, режим течения рабочей жидкости по трубопроводу ламинарный.
4.2 Определение потерь давления
Рассчитаем гидравлический коэффициент трения, исходя из режима течения рабочей жидкости:
Для L3 .
Для L6 .
Рассчитаем потери давления по длине трубопровода для каждой из гидролиний:
Определяем суммарные потери давления по длине трубопровода:
Определим суммарные потери давления на местных сопротивлениях:
Определим суммарные потери давления:
Определяем давление в гидроцилиндрах 6:
|
(17) |
Определяем площадь поршня гидроцилиндра 6:
|
(18) |
Определяем диаметр поршня гидроцилиндра 6:
|
(19) |
Полученное значение округляем до наибольшего ближайшего значения из стандартного ряда [1]:
Определяем диаметр штока для гидроцилиндра 6:
|
(20) |
Определяем фактическое усилие на штоке гидроцилиндра 6:
|
(21) |
Скорость перемещения поршня в гидроцилиндре 6:
|
рабочий ход: |
(22) |
|
|
холостой ход: |
(23) |
Определяем мощность, развиваемую гидроцилиндром 6:
|
(24) |
5. Расчет трубопроводов на прочность
Расчет трубопроводов на прочность заключается в определении толщины стенок трубопровода:
|
(25) |
где - допускаемое напряжение для материала трубопровода, ;
- максимальное давление в гидроцилиндре:
Производим расчет допускаемого напряжения на растяжение для материала трубопровода:
|
(26) |
где - предел прочности для материала трубопровода, ;
- коэффициент запаса прочности, .
Производим расчет толщины стенок трубопроводов:
принимаем .
Выбираем трубопровод: .
принимаем .
Выбираем трубопровод: .
принимаем .
Выбираем трубопровод: .
принимаем .
Выбираем трубопровод: .
принимаем .
Выбираем трубопровод: .
принимаем .
Выбираем трубопровод: .
6. Тепловой расчет гидропривода
Необходимо определить минимальный объем гидробака, необходимый для поддержания заданной температуры рабочей жидкости.
|
(27) |
где - температура рабочей жидкости, ;
- подача насоса, л/с;
- температура окружающей среды, ;
- объем гидробака, м3.
7. Выбор электродвигателя
гидропривод давление ковш прочность
Определим минимальную мощность двигателя:
|
(28) |
где - КПД насоса,
Исходя из определенной мощности выбираем электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый модели АИР132S4, со следующими основными характеристиками [1]:
|
Синхронная частота вращения, об/мин |
1440 |
|
|
Мощность, кВт |
7,5 |
8. Принцип действия гидрораспределителя
Гидрораспределитель ВЕ-10 имеет чугунный литой корпус 2, в котором выполнены каналы для подключения линий Р, Т, А и В. Корпус имеет пять маслоподводящих канавок, причем две крайние (сливные) в четырехлинейных аппаратах объединены. В центральном отверстии корпуса диаметром 16 мм расположен золотник 3, который через толкатели 4 перемещается узлом управления.
В распределителе ВЕ-10 установлена сигнальная лампа 1, указывающая наличие напряжения в обмотках электромагнита. При включении узла управления золотник перемещается в крайнюю позицию, соединяя с напорной линией линию А (или В), расположенную дальше от включенного узла управления, и одновременно вторую линию В (или А) - со сливной линией. После снятия управляющего усилия золотник пружиной возвращается в исходную позицию.
Заключение
В результате работы был произведен расчет гидропривода со следующими основными характеристиками:
Гидроклапан давления типа Г54 - 32М:
|
Условный проход, мм |
10 |
|
|
Расход жидкости: номинальный, л/мин максимальный, л/мин |
32 45 |
|
|
Номинальный перепад давления, МПа |
0,2 |
|
|
Масса аппарата, кг |
2,4 |
Направляющий распределитель В10:
|
Условный проход, мм |
10 |
|
|
Расход жидкости: номинальный, л/мин максимальный, л/мин |
33 50 |
|
|
Номинальное давление, МПа |
32 |
|
|
Номинальный перепад давления, МПа |
0,1 |
|
|
Масса аппарата, кг |
4 |
Фильтр 20-25-КВ ГОСТ 16026-80:
|
Условный проход, мм |
20 |
|
|
Номинальный расход, л/мин |
63 |
|
|
Номинальный перепад давления, МПа |
0,12 |
|
|
Номинальная тонкость фильтрации, мкм |
25 |
|
|
Масса аппарата, кг |
6,8 |
Литература
1. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. -512 с.
2. Аврутин Р.Д. Справочник по гидроприводам металлорежущих станков. М.-Л.: Машиностроение, 1965. -268 с.
3. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х т. Т.2. 5-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 557 с.
4. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х т. Т.3. 5-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 557 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Техническая характеристика, устройство, назначение и работа экскаватора. Расчет активных и реактивных сил и давлений в гидроцилиндрах рабочего оборудования при копании гидроцилиндром ковша. Определение технической производительности экскаватора.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 27.10.2022Определение высоты всасывания центробежного насоса по его характеристикам: потребляемой мощности двигателя, числу оборотов, диаметру всасывающего трубопровода. Расчет расхода жидкости насосом, напора, коэффициента потерь напора по длине трубопровода.
лабораторная работа [231,5 K], добавлен 19.12.2015Анализ преимуществ гидропередач по сравнению с механическими передачами. Классификация и принцип работы гидроприводов. Определение внутреннего диаметра трубопровода, потери давления в местных сопротивлениях. Радиально-поршневые насосы и гидромоторы.
контрольная работа [102,6 K], добавлен 10.02.2015Выбор гидродвигателей по заданным нагрузкам. Расчет гидроцилиндров, гидромоторов, потерь давления в гидросистеме, диаметров трубопроводов для контуров. Проверочный расчет гидросистемы, определение КПД. Расчет гидропривода и поверхности теплоотдачи.
курсовая работа [261,0 K], добавлен 14.01.2014Расчет объемного гидропривода универсального одноковшового экскаватора. Описание принципиальной гидравлической схемы. Выбор насоса. Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости, потерь давления в гидролиниях, гидроцилиндров.
курсовая работа [69,3 K], добавлен 19.02.2014Устройство и принцип работы гидропривода станка. Расчет расходов в магистралях с учетом утечек жидкости. Выбор гидроаппаратуры и гидролиний. Определение производительности насоса, потерь давления на участках гидросистемы, толщины стенок трубопровода.
курсовая работа [819,5 K], добавлен 19.10.2014Составление уравнений Бернулли для сечений трубопровода. Определение потерь напора на трение по длине трубопровода. Определение местных сопротивлений, режимов движения жидкости на всех участках трубопровода и расхода жидкости через трубопровод.
задача [2,1 M], добавлен 07.11.2012Назначение величины рабочего давления в гидросистеме, учет потерь. Определение расчетных выходных параметров гидропривода, диаметров трубопроводов. Расчет гидроцилиндров и времени рабочего цикла. Внутренние утечки рабочей жидкости; к.п.д. гидропривода.
курсовая работа [869,4 K], добавлен 22.02.2012Выбор номинального давления, расчет и выбор гидроцилиндров гидромотора. Определение расхода жидкости, потребляемого гидродвигателями, выбор гидронасоса. Подбор гидроаппаратов и определение потерь давления в них. Проверочный расчет гидросистемы.
курсовая работа [165,3 K], добавлен 24.11.2013Гидравлический расчет статических характеристик гидропривода с машинным регулированием. Выбор управляющего устройства давления. Расчет и выбор трубопроводов. Расчет потерь давления и мощности в трубопроводе. Определение теплового режима маслобака.
курсовая работа [122,4 K], добавлен 26.10.2011
