Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

1. Вихідні дані до роботи

1.1 Принципова схеми об'ємного гідропривода поступального руху

1.2 Розрахунок довжини гідро лінії

2. Розрахунок і вибір параметрів гідроустаткування

2.1 Вибір робочого тиску

2.2 Вибір робочої рідини

2.3 Розрахунок розмірів гідроциліндра

2.4 Розрахунок необхідної витрати рідини

2.5 Вибір гідророзподільника

2.6 Вибір дроселя

2.7 Вибір фільтра

3. Гідравлічний розрахунок системи привода

3.1 Гідравлічний розрахунок трубопроводів

3.2 Визначення втрат тиску в гідросистемі

4. Вибір параметрів насоса і гідроклапана тиску

4.1 Вибір параметрів насоса

4.2 Вибір гідроклапана тиску

5. Розрахунок потужності і к.к.д. гідропривода

Список використаної літератури

1. Вихідні дані до роботи

1.1 Принципова схема об'ємного гідропривода поступального руху

Робоча рідина з бака "Б" подається насосом "Н" через розподільник "Р" у робочу порожнину гідроциліндра "Ц". Шток гідроциліндра навантажений силою "F". Надлишок рідини, що нагнітається насосом, відводиться в бак "Б" через клапан переливний "КП". Для регулювання швидкості робочого органа встановлений дросель "ДР". Відпрацьована рідина з порожнини гідроциліндра через розподільник "Р", дросель "ДР" і фільтр "Ф" зливається в бак "Б". гідропривод рідина насос трубопровід

За вибраним варіантом схеми гідропривода і заданими у табл.1 вихідними даними, а також взятим значенням робочого тиску, визначити розміри гідроциліндра і підібрати розподільник, дросель, гідроклапан, фільтр. Розрахувати втрати тиску в гідролініях і гідроапаратах привода. Вибрати насос. Розрахувати потужність і к.к.д. гідропривода.

Рисунок 1.1 - Принципова схема об'ємного гідропривода

Таблиця 1 - Вихідні дані

Варіант	7
F, кН	63
Vn, м/хв.	4,0

1.2 Розрахунок довжини гідро лінії

Для розрахунку приймаємо еквівалентну шорсткість гідроліній = 0,06мм.

Механічний к.к.д. гідроциліндра приймаємо = 0,9.

Довжину напірної лінії, м, визначаємо за формулою 1.1

нап =1,5+0,1N, (1.1)

де N - сума двох останніх цифр номера залікової книжки, N=7+1=8,

нап = 1,5 + 0,18 = 2,3 м.

Довжину всмоктувальної лінії визначаємо за формулою 1.2

вс = 0,2нап; (1.2)

вс = 0,22,3 = 0,46 м.

Довжину зливної лінії визначаємо за формулою 1.3

зл =1,15нап; (1.3)

зл =1,152,3 = 2,645 м.

2. Розрахунок і вибір параметрів гідроустаткування

гідропривід рідина насос трубопровід

2.1 Вибір робочого тиску

Значення робочого тиску, МПа, вибираємо з ряду нормативних, установлених ГОСТ 12445-80 даних[1]:

0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32.

Для умов роботи заданого гідропривода приймаємо тиск р=6,3 МПа.

2.2 Вибір робочої рідини

Вибір робочої рідини виконуємо залежно від температурних умов, режиму роботи гідропривода і його робочого тиску.

Нормальна температура робочої рідини становить 50-60°С. При такій температурі і тиску 6,3 МПа рекомендується застосовувати робочі рідини з кінематичною в'язкістю

.

Робочу рідину вибираємо за даними таблиці додатка Б [1], і приймаємо масло:

АМГ-10, густина 850 кг/м 3, Кінематична в'язкість 1010-6 м²/c.

2.3 Розрахунок розмірів гідроциліндра

Площу поршня гідроциліндра визначаємо за вибраним тиском і розрахунковим навантаженням із співвідношення

, (2.1)

де Sе - ефективна площа поршня гідроциліндра, м 2;

F - зусилля на штоці, Н;

p - робочий тиск, Па;

- механічний к.к.д. гідроциліндра;

- гідравлічний к.к.д. гідроапаратури.

Приймаємо механічний к.к.д. гідроциліндра =0,9.

Гідравлічний к.к.д. гідроапаратури визначаємо втрати тиску в трубопроводах і гідроапаратурі, що входить до складу привода.

Приймаємо = 0,9.

м².

За отриманою ефективною площею поршня гідроциліндра визначаємо діаметр поршня залежно від схеми гідропривода за формулою

, (2.2)

де D - діаметр поршня гідроциліндра, м;

- відношення діаметра штока до діаметра поршня ().

При цьому вибираємо залежно від величини робочого тиску.

p ? 10 МПа; =0,7.

м.

Одержане значення діаметра поршня округлюємо згідно з ГОСТ 12447-80 відповідно до ряду розмірів діаметрів.

Приймаємо діаметр D = 180 мм.

Діаметр штока визначаємо із співвідношення

, (2.3)

м.

Значення діаметра штока округлюємо до нормативного,

d = 125 мм.

За вибраними стандартними значеннями діаметрів поршня D і штока d уточнюємо ефективні площі напірної Sе і зливної Sезл порожнин гідроциліндра за формулою

; (2.4)

м².

2.4 Розрахунок необхідної витрати рідини

Розрахунок витрати рідини виконуємо для кожної ділянки гідравлічної схеми гідропривода: всмоктувальної (бак-насос), напірної (насос-гідроциліндр), зливної (гідроциліндр-бак).

Необхідну витрату рідини Qном, м³/с, що надходить у гідроциліндр, знаходимо за формулою (2.5)

, (2.5)

де - швидкість руху поршня, м/с;

Sе - уточнена ефективна площа поршня у напірній порожнині гідроциліндра, м².

м/с;

м³/с=52,9 л/хв..

Подача насоса Qн повинна забезпечити потрібну витрату рідини для гідроциліндра і компенсувати витікання рідини в зазорах та через ущільнення.

Необхідна подача насоса буде дорівнювати

, (2.6)

де k=1,05-1,15

Приймаємо: k = 1,1.

м³/с=57,5 л/хв.

Витрату рідини у всмоктувальній гідролінії Qвс визначаємо з урахуванням об'ємних втрат (витоків рідини) в насосі:

. (2.7)

Об'ємний к.к.д. насоса беруть у межах:

= 0,92-0,95.

Приймаємо =0,93.

=0,0010302 м³/с=61,8 л/хв.

При розрахунках напірної гідролінії витрату рідини приймаємо Qнап = Qн.

Qнап=0,009581м³/с=57,5 л/хв.

Для зливної гідролінії витрату розраховуємо за формулою

, (2.8)

де - уточнена ефективна площа поршня у зливній порожнині гідроциліндра, м 2 ;

Vn - швидкість руху поршня, м/с.

Qзл = 0,013160,067 = 0,00088172 м 3/с=52,9л/хв.

2.5 Вибір гідророзподільника

Тип і марку гідророзподільника вибираємо за робочим тиском p=6,3МПа і максимальною витратою через розподільник Qр=57,5 л/хв. з додатка Г (табл. Г.1, рис. Г.1)[1].

Приймаємо фільтр марки В 22 схема 64

л/хв.;

МПа.

2.6 Вибір дроселя

Типорозмір дроселя вибираємо за робочим тиском p=6,3МПа і витратою через дросель Qдр =57,5 л/хв. з додатка Д[1].

Приймаємо дросель марки КВМК 16G1.1:

м³/с = 63 л/хв.;

МПа.

2.7 Вибір фільтра

Фільтр і його типорозмір вибираємо за витратою робочої рідини в зливній гідролінії і необхідною для даного гідропривода тонкістю фільтрації. Тонкість фільтрації визначаємо залежно від типу привода. Вибір фільтра виконуємо з додатка Е [1].

Номінальний ступінь фільтрації приймаємо 2510-6 м.

л/хв.=0,00088172м³/с = 8,8210-4 м³/с.

Вибираємо фільтр ФС:

16,6710-4м³/с=100л/хв;

МПа.

3. Гідравлічний розрахунок системи привода

3.1 Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Розрахунок трубопроводів полягає у визначенні їх діаметрів. Розрахунок виконуємо по гідролініях: всмоктувальній, напірній та зливній, виділених у гідравлічній схемі. Діаметри трубопроводів визначаємо, виходячи із забезпечення допустимої швидкості течії Vдоп, м/с, рідини, що повинні бути в таких межах [1] :

- всмоктувальні гідролінії 0,5 - 1,5, приймаємо (1 м/с);

- зливні гідролінії 1,4 - 2,0, приймаємо (1,6 м/с);

- напірні гідролінії 3,0 - 5,0, приймаємо (4 м/с).

З урахуванням допустимих швидкостей за відомою витратою визначаємо діаметри трубопроводів d, м:

, (3.1)

де Q - витрата рідини на даній гідролінії, м 3/с.

;

;

.

Отримані діаметри округлюємо до значення, яке рекомендоване ГОСТ 6540-68 [1]:

3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250.

Внутрішні діаметри трубопроводів приймаємо:

dвс = 40 мм;

dзл = 25 мм;

dнап = 16 мм.

Після вибору стандартних діаметрів трубопроводів визначаємо дійсні середні швидкості в гідролініях.

Дійсна швидкість при витраті рідини у всмоктувальній гідролінії визначаємо за формулою

; (3.2)

м/с. .

Дійсна швидкість у напірній гідролінії становить:

; (3.3)

м/с. .

Дійсна швидкість у зливній гідролінії дорівнює:

; (3.4)

м/с. .

3.2 Визначення втрат тиску в гідросистемі

Втрати тиску визначаємо на всмоктувальній, напірній і зливній гідролініях. Величина втрат на кожній ділянці визначається за формулою

; (3.5)

де - втрати на тертя по довжині трубопроводу;

- втрати в місцевих опорах;

- втрати в гідроапаратах.

Втрати тиску , Па, на тертя по довжині трубопроводу обчислюють за формулою Дарсі-Вейсбаха

; (3.6)

де - густина рідини, кг/м³;

- гідравлічний коефіцієнт тертя;

,d - довжина і діаметр трубопроводу, м;

Vд - дійсна швидкість течії рідини, м/с.

Гідравлічний коефіцієнт тертя (коефіцієнт Дарсі) визначаємо, виходячи з режиму руху рідини і відносної шорсткості труби , де - еквівалентна шорсткість (за емпіричними формулами).

Режим руху рідини визначають за числом Рейнольдса

; (3.7)

де Vд - дійсна швидкість у всмоктувальному, напірному чи зливному трубопроводі, м/с;

d - діаметр трубопроводу, м;

- кінематичний коефіцієнт в'язкості, м²/с.

- турбулентний режим;

- турбулентний режим;

- турбулентний режим.

Для виконання гідравлічних розрахунків при турбулентному режимі для труб промислового виготовлення з природною шорсткістю для будь-якої області опору використовуємо формулу Альтшуля

; (3.8)

;

;

;

Па;

Па;

Па.

Загальні втрати на тертя по довжині у всіх трубопроводах визначаємо за формулою

(3.9)

Па.

Місцеві гідравлічні втрати , Па, визначаємо за формулою Вейсбаха

, (3.10)

де - сумарний коефіцієнт місцевого опору;

Vд - дійсна швидкість у місці перерізу місцевого опору, м/с;

- густина рідини, кг/м 3.

До місцевих опорів стосовно заданого гідропривода відносяться: різке розширення потоку (вихід із трубопроводу в гідроциліндр і бак), різке звуження потоку (вхід у трубопровід із гідроциліндра та із бака), плавні повороти гідроліній, штуцерні з'єднання трубопроводів, трійники.

Значення коефіцієнтів місцевих опорів взяти: для плавного повороту жпов= 0,4; для штуцера жшт= 0,6; для різкого звуження жвх = 0,5; для різкого розширення жвих=1,0; для трійника жтр=1,1.

;

;

.

;

;

.

Па;

Па;

Па;

, (3.10)

Па.

Втрати тиску в гідроапаратах (розподільнику, дроселі, фільтрі) при турбулентному режимі визначаємо із формули

; (3.11)

де - табличне значення втрат тиску на даному опорі при номінальній подачі (наводиться в паспортних даних);

Qд - фактична (дійсна) витрата рідини у гідролінії, на якій встановлено гідроапарат;

Qном - номінальна витрата рідини для гідроапарата.

Втрати тиску в розподільнику визначаємо для напірної та зливної частини. При цьому приймають рух рідини в каналах турбулентним, а втрати тиску при проходженні рідини в одному напрямку /2.

Орієнтовні табличні значення втрат тиску в типових гідроапаратах можна брати в таких межах:

розподільники 0,15 - 0,2 МПа;

дроселі 0,2 МПа;

фільтри 0,10 - 0,2 МПа;

зворотні клапани 0,2 МПа.

(3.12)

;

(3.13)

(3.14)

Па;

(3.15)

Па.

Сумарні втрати в апаратах:

; (3.16)

Па;

; (3.17)

Па= 0,276 МПа.

Сумарні втрати тиску не повинні перевищувати 20% тиску, що розвивається насосом.

0,2Р= 0,26,3=1,26 МПа.

Висновок: втрати тиску не перевищують 20% від р=6,3 МПа.

4. Вибір параметрів насоса і гідроклапана тиску

4.1 Вибір параметрів насоса

Необхідний тиск насоса рн обчислюємо за рівнянням

, (4.1)

де - сумарні втрати тиску в гідролініях, Па;

F - зусилля на штоці гідроциліндра, Н;

Sе - уточнена ефективна площа поршня у напірній порожнині гідроциліндра, м²;

- механічний к.к.д. гідроциліндра.

Па = 5,6МПа.

Тип насоса вибираємо відповідно до значень необхідної подачі

Qн=57,5 л/хв =0,0009581 м³ /с і розрахункового тиску рн =5,6 МПа у додатку В[1].

Згідно таблиці В.2 [1]приймаємо марку насоса: Г 12-24М.

м³/с=70,2 л/хв.; МПа;

4.2 Вибір гідроклапана тиску

Гідроклапан тиску вибираємо за значеннями необхідного тиску насоса рн=6,3 МПа і подачі вибраного насоса Qн =70,2 л/хв.=11,710-4 з додатка Є[1].

Приймаємо запобіжний клапан марки Г 54-34М.

м 3/с=125 л/хв., МПа.

5. Розрахунок потужності і к.к.д. гідропривода

Ефективну (корисну) потужність Nк, Вт, гідроциліндра визначаємо за формулою

; (5.1)

де F - зусилля на поршні, Н;

Vп - швидкість поршня гідроциліндра, м/с.

Вт.

Повна потужність N, Вт, гідропривода дорівнює потужності, спожитої насосом:

; (5.2)

де рн - розрахунковий тиск насоса, Па;

Qн - подача вибраного насоса, м 3/с;

- повний к.к.д. вибраного насоса

Повний к.к.д. вибраного насоса приймаємо =0,82 [2].

Вт.

Повний к.к.д. гідропривода

; (5.3)

.

Список використаної літератури

1. Методичні вказівки до курсової роботи з курсу "Гідравліка, гідро- та пневмоприводи " / укладачі: В.Ф. Герман, О.І.Котенко. - Суми: Вид-во СумДУ, 2010. - 29с.

2. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. - М.: Машиностроение, 1988. - 512 с.

Размещено на Allbest.ru