Расчет объемного гидропривода

       Содержание 

Введение…………………………………………………………………………3

Описание аппаратуры…………………………………………………………...5

Описание гидромотора………………………………………………………….5

Описание гидросхемы экскаватора ЭО-4321………………………………..6

Исходные данные………………………………………………………………..8

Расчетная часть…………………………………………………………………..8

1. Определение  диаметра гидроцилиндра……………………………………...8

2. Определение  расхода, потребляемого гидроцилиндрами………………….9

3. Выбор насоса…………………………………………………………………..10

4. Гидравлический  расчет трубопроводов …………………………………….10

4.1. Расчет диаметров труб и рукавов ………………………………………….10

4.2. Расчет гидравлических  потерь……………………………………………..12

4.3. Расчет замедлительного  дросселя …………………………………………14

5. Выбор гидроагрегатов………………………………………………………...15

5.1. Выбор фильтра………………………………………………………………15

5.2. Выбор обратного  клапана…………………………………………………..15

5.3. Выбор гидрораспредилителя……………………………………………….15

6. Расчет мощности  и КПД гидропривода……………………………………..15

7. Тепловой расчет  гидропривода………………………………………………16

8. Поверочный  расчет гидропривода…………………………………………...17

Список литературы………………………………………………………………19  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

       В стоительно-дорожных и подъемно-транспортных машинах обычно применяется насосный объемный гидравлический привод(далее  сокращенно гидропривод).

       Основой насосного гидропривода является объемный насос, создающий напор рабочей жидкости, которая обладает в основном энергией давления. Эта энергия преобразуется в механическую работу с помощью объемного  гидродвигателя – гидроцилиндра. Благодаря высокому объемному модулю упругости жидкости в объемном гидроприводе обеспечивается практически жесткая связь между его входными и выходными органами.

       Для управления механизмами, приводимыми  в движение гидроприводом, для обеспечения  заданных скоростей и схемы движения, последовательности работы механизмов и для соответствующего изменения расхода и давления рабочей жидкости в гидроприводе предусмотрены регулирующие и направляющие гидроаппараты.

       Объемный  гидропривод имеет достоинства, определяющие его широкое распространение  в машиностроении. Это малая масса и габариты, а следовательно, и малая инерционность движущихся частей. Например, габариты гидромоторов почти в 10 раз, а масса в 5-10 раз меньше габаритов и массы равного по мощности электродвигателя; момент инерции гидромоторов составляет не более 5% момента инерции приводимого им механизма. Малая инерционность определяет высокое быстродействие гидропривода, то есть высокие скорости передачи и исполнения команд, малое время разгона движущихся частей.

       Гидропривод легко управляется и автоматизируется, может создавать очень большие усилия и передаточные отношения. Например, гидроцилиндр диаметром 150 мм при среднем давлении жидкости 7-8 МПа создает усилие на штоке 120-140 кН, а электрическая силовая катушка того же диаметра на своем сердечнике – всего 0,6-1 кН. Гидропривод допускает достаточно произвольное расположение его элементов на машине, что важно для стоительно-дорожных машин (СДМ) и подъемно-транспортных машин (ПТМ).

       Он  позволяет плавно и в широком  диапазоне регулировать скорость движения рабочего органа. Благодаря обильной и постоянной смазке гидропривод долговечен и надежен.

К недостаткам  гидропривода относятся: сравнительно не высокий КПД; необходимость высокой  герметичности гидроаппаратов, а  следовательно, точности обработки  деталей, что обуславливает их повышенную стоимость; большая металлоемкость; возможность 
 

       нестабильной  работы, вызываемой температурными колебаниями  вязкости рабочей жидкости. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       

       

       Описание  аппаратуры 

       Описание  гидромотора

        

       На  экскаваторе ЭО-4321 установлен сдвоенный регулируемый аксиально-поршневой насос, типа 223, который состоит из двух унифицированных качающих узлов, смонтированных в одном корпусе. Сдвоенные насосы используют тогда, когда нужно создать два потока рабочей жидкости. Полное использование мощности приводного двигателя обеспечивается с помощью встроенного сумматора мощности, который распределяет мощность между потребителями таким образом, что сумма их мощностей остается постоянной и равной установленной мощности привода. Вал 5и сдвоенного насоса получает вращение от приводного двигателя и через встроенный в насос редуктор 6 передает движение валам качающих узлов.

       Поворотные  корпуса 1 и 7 качающих узлов сдвоенного насоса установлены на подшипниках  и могут поворачиваться вокруг вертикальной оси на угол 25°, чем и достигается изменение подачи насоса. Оба поворотных корпуса жестко связаны траверсой 4 регулятора и могут поворачиваться только синхронно под воздействием регулятора мощности.

       Регулятор мощности представляет собой двухступенчатый золотник 2, помещенный непосредственно в корпусе сдвоенного насоса. Золотник соединен цапфами 9 с блоками цилиндров и воспринимает, с одной стороны, усилия пружин 3, а с другой – усилия, создаваемое давлениями и . Ступени золотника регулятора имеют равные площади. Под каждую ступень подводится давление нагнетания от качающих узлов, то есть и . При работе с малым давлением пружины 3 регулятора удерживают поворотные корпуса 1 и 7 на наибольшем угле поворота, обеспечивая максимальную подачу насоса. Когда давление возрастает, золотник сжимает пружины, снижая подачу насоса. Пружины регулятора и упорную шайбу 12 подбирают таким образом, чтобы сохранить постоянной заданную мощность привода.

       К преимуществам аксиально-поршневых  насосов и гидромоторов относятся  компактность, высокий КПД при  большом давлении, сравнительно малая  инерционность, значительная энергоемкость  на единицу массы (в некоторых  высокооборотных конструкциях до 12 кВт/кг).

       Недостатком этих насосов и гидромоторов является необходимость в тонкой фильтрации рабочей жидкости, сложность изготовления и трудность обеспечения длительного  срока службы некоторых деталей (например, подшипника блока цилиндров и насосов с золотниковым распределителем). 
 
 

       

       

       Описание  гидросхемы экскаватора  ЭО-4321 

       Система гидропривода включает в себя сдвоенный  насос, распределительную аппаратуру, гидродвигатели, бак рабочей жидкости и вспомогательные системы. Насос  с суммирующим регулятором мощности приводится в действие от дизеля через раздаточную коробку. Рабочая жидкость под давлением от насоса подается к блокам гидрораспредилителя, а затем к гидромоторам передвижения экскаватора, к гидромотору поворота платформы и гидроцилиндрам рабочего оборудования.

       Очищается рабочая жидкость в фильтре, а  охлаждается в радиаторе. Центральный  коллектор предназначен для подвода  рабочей жидкости от гидрораспредилителя  к гидромоторам передвижения машины. Необходимый объем рабочей жидкости находится в баке.

       Система управления состоит из трех колонок, на которых расположены две рукояти  для управления рабочим оборудованием, причем каждая рукоятка позволяет выполнить  два движения. Кроме того, на пульте управления помещены две педали для  управления поворотом платформы и два рычага для включения механизма передвижения. Помимо основных элементов системы управления на пульте установлены рычаг управления частотой вращения двигателя, рычаги управления стояночными тормозами поворота и передвижения и приборы контроля работы двигателя и гидросистемы.

       Гидравлическая  схема экскаватора ЭО-4321.

       Рабочая жидкость из гидробака 1 насосом 5(секциями А и Б) подается к трем блокам 9, 31 и 32 гидрораспредилителя. При нейтральном  положении золотников гидрораспредилителя напорные линии соединены со сливом, а полости гидроцилиндров и гидромоторов заперты. В этом случае насос 5 работает на слив. При этом поток может быть направлен или непосредственно в бак, или в жаркое время года предворительно через радиатор 38 охлажения. Прежде чем возвратиться в бак, рабочая жидкость проходит через фильтры 40 и 41 с тонкостью фильтрации 20 мкм. Для управления потоком жидкости на слив в системе предусмотрен кран 39.

       При включенном положении золотников гидрораспредилителя  приводится в действие механизмы экскаватора.От секции А насоса 5 рабочая жидкость поступает к гидрораспределительному блоку 9, управляющему работой гидромотора 11 поворота платформы - золотник 8; гидромоторами 10 переднего моста - золотник 37; и гидроцилиндром 24 рукояти - золотник 36. При нейтральном положении всех этих золотников поток рабочей жидкости проходит через блок 9 и постуает в блок 32, с помощью которого управляют работой гидроцилиндра 13 бульдозера – золотник 35; гидроцилиндрами 14 выносных опор – золотник и гидромоторами 19 и 20 заднего моста – золотни 33. Секция Б насоса 5 подключена к золотнику 33 блока 32.

       При нейтральном положении золотников блока 9 и золотников 35 и 34 блока 32 поток  рабочей жидкости, нагнетаемой обеими секциями насоса 5, поступает на золотник 33 и далее, в случае нахождения этого  золотника в нейтральном положении, к блоку 31, управляющему работой гидроцилиндров 21 и 22 срелы – золотник 28; гидроцилиндра 23 ковша – золотник 29; гидроцилиндра 24 рукояти – золотник 30. Золотник 30 сблокирован с золотником 36, и управляют ими одной рукояткой.

       

       Исполнительные  органы, управляемые золотниками 8,37,36, 35, 34 – группа 1, питаются от одной секции насоса 5, а исполнительные органы, управляемые золотниками 33, 28, 29, 30 – группа 2, при нейтральном положении этих золотников питаются от двух секций насоса 5.

       Гидросистема  экскаватора позволяет совмещать одно рабочее движение группы 1 с одним рабочим движением группы 2. С целью получения возможности совмещения движений бульдозера с работой гидромоторов переднего моста золотники 37 и 35 соединены между собой дополнительным трубопроводом. Для совмещения работы стрелы и ковша рабочая жидкость к блоку 31 подводиться через золотники 28 и 29. Наличее двух золотников, управляющих гидроцилиндром рукояти, позволяет совмещать работу рукояти с любым движением из обеих групп.

       Для предохранения гидросистемы поворота платформы в момент торможения установлены 12, в системе передвижения машины – клапаны 16.

       Подпитка  гидроматора поворота платформы  осуществляется от сливной гидролинии с помощью двух обратных клапанов.

        

       Для подачи рабочей жидкости под давлением  в гидросистему рулевого управления служат насосы 3 и 42, золотник 43, гидроцилиндр 26 поворота колес. Давление в системе рулевых управлений ограничивается предохранительным клапаном 44.

       Рабочая жидкость к гидроцилиндрам 14 выносных опор подводиться через групповой  коллектор с запорными клапанами 15, а к гидроцилиндрам стрелы – с помощью трубопроводов и поворотного соединения. На штоковой гидролинии гидроцилиндра рукояти установлен дроссель 25.

         
 
 
 
 
 
 
 
 

       Исходные  данные:

       Усилие  на штоке, Т=200 кН;

       Скорость  поршня, V=0,24 м/с;

       Коэффициенты  местных сопротивлений: