Расчет объемного гидропривода

Курсовая работа

" РАСЧЕТ   ОБЪЕМНОГО   ГИДРОПРИВОДА "

Содержание

 

1. Исходные  данные для расчета  гидропривода 

2. Разработка  принципиальной гидравлической  схемы  гидропривода 

2.1 Выбор схемы:  открытая, закрытая

2.2 Назначение  элементов гидросхемы:

2.2.1 Насос  аксиально-поршневой типа 207

2.2.2 Гидроцилиндр  типа ДСШ 14.56.001

2.2.3 Фильтры  магнитные (тип ФМ)

2.3 Описание  принципа действия гидропередачи

3. Предварительный   расчет   гидропривода 

4. Подбор  и назначение гидроагрегатов  передачи

4.1 Подбор  гидравлического насоса

3.2 Подбор  гидроцилиндра

3.2.1 Гидроцилиндры  поршневые. Назначение и устройство

3.3 Назначение  рабочей жидкости гидропередачи

3.3.1 Характеристики  рабочей жидкости

4. Подбор  и назначение гидроаппаратуры

4.1 Распределитель

4.2 Назначение, устройство и принцип действия  распределителя Р-20.160

4.3 Клапан  предохранительный

4.4 Подбор  фильтра

5. Расчет  гидравлических линий гидропередачи  и назначение их диаметра

5.1 Расчет  диаметра трубопровода (магистрали)

5.2 Выбор стандартного  трубопровода

5.3 Проверка

5.4 Расчет  гидравлических потерь в системе  гидропередачи

6. Поверочный  расчет гидропередачи графоаналитическим  методом

6.1 Расчет  параметров диаграммы режимов работы гидропередачи

Заключение  о работоспособности гидропередачи

Литература

1. Исходные  данные для расчета  гидропривода 

 

Рассчитать и спроектировать объемную гидропередачу привода  рабочего органа строительно-дорожной машины по следующим данным:

Давление гидропередачи, Рг. п. =16 [МПа].

Сила на рабочем органе машины Р=15000 [Н].

Скорость движения поршня V =0,08 [м/сек].

Длина соединительных линий  гидропередачи L=10 [м].

2. Разработка  принципиальной гидравлической  схемы  гидропривода 

 

Под гидроприводом понимают совокупность устройств - гидромашин и аппаратов, предназначенных для передачи механической энергии и преобразования движения при помощи жидкости.

Гидропривод, содержащий объемные машины, называется объемным. Объемный гидропривод - это совокупность устройств, состоящая из объемного насоса, гидродвигателя, гидросети и гидроаппаратуры, предназначенная для приведения механизмов и машин в движение посредством рабочей жидкости.

Объемная гидропередача - это силовой узел  гидропривода , состоящий из  объемного  насоса, гидродвигателя и гидросети.

Объемным называется насос, в котором жидкость перемещается путем периодического изменения  объема его камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса.

Гидроцилиндр - объемный гидродвигатель с поступательным движением выходного звена.

Гидропривод делится на: насосный, аккумуляторный, магистральный. Также по характеру выходного звена различают следующие объемные гидроприводы:

А). поступательного движения - с поступательным движением выходного звена гидродвигателя;

Б). поворотного движения - с поворотным движением выходного звена гидродвигателя на угол менее 360°.

В). вращательного движения - с вращательным движением выходного звена гидродвигателя.

Если в объемном гидроприводе отсутствуют устройства для изменения  скорости выходного звена гидродвигателя, то такие гидроприводы называются неуправляемыми. Гидроприводы, в которых скорость выходного звена гидродвигателя может изменяться по заданному закону, называется управляемым.

Регулирование скорости может  осуществляться вручную - гидропривод  с ручным управлением; автоматически - гидропривод с автоматическим управлением.

Объемные гидроприводы широко применяются в качестве приводов станков, дорожных и строительных машин, прокатных станов, прессового и литейного  оборудования, транспортных и сельскохозяйственных машинах.

 

Рис. 1. Принципиальная гидравлическая схема  гидропривода  ковша экскаватора

2.1 Выбор  схемы: открытая, закрытая

 

2.1 Спецификация к гидравлической  схеме: ОбозначениеНаименованиеКоличество, шт. 12345678910-11

По способу циркуляции жидкости гидроприводы бывают с замкнутой  или разомкнутой циркуляцией. В гидроприводах с замкнутой циркуляцией рабочая жидкость от гидродвигателя поступает во всасывающую гидролинию насоса, а в гидроприводах с разомкнутой циркуляцией - в гидробак. В данной схеме рабочая жидкость поступает в гидробак, следовательно схема - открытая.

 

2.2 Назначение  элементов гидросхемы:

 

2.2.1 Насос  аксиально-поршневой типа 207

Насос аксиально-поршневой  регулируемый типа 207 предназначен для  гидравлических систем машин, в которых  необходимо регулирование подачи при  постоянном направлении потока.

 

2.2.2 Гидроцилиндр  типа ДСШ 14.56.001

Гидроцилиндры поршневые  предназначены для преобразования энергии перекачиваемой насосом  жидкости в механическую энергию  исполнительного механизма.

Гидроцилиндры работают на чистом минеральном масле вязкостью 10…500 мм2/сек при температуре масла - 35…+50°С.

Возвратно-поступательное движение поршня осуществляется путем подвода  рабочей жидкости под давлением  в штоковую или бесштоковую полости гидроцилиндра через крышки, гильзу или шток.

 

2.2.3 Фильтры  магнитные (тип ФМ)

 

Фильтры магнитные типа ФМ предназначены для улавливания  ферромагнитных частиц и механических примесей, содержащихся в маслах и охлаждающих жидкостях гидравлических, смазочных систем и систем охлаждения металлорежущих станков (и других машин).

Распределитель гидравлический трехпозиционный типа Р-20.160.

Распределитель трехпозиционный  типа Р-20.160. предназначены для реверсирования движения рабочих органов в прессах (или других машинах).

Распределители работают на чистом минеральном масле вязкостью 10-400 мм2/сек при температуре масла до 50°. Рекомендуется применять масло индустриальное 30 или 50 (ГОСТ 1707-51).

Напорный клапан У 4790.15.

Напорные клапаны предназначены  для предохранения гидросистемы от перегрузки давлением и разгрузки от давления при помощи дистанционного управления.

Клапаны работают на чистом минеральном масле вязкостью 10-400 мм2/сек при температуре масла до 50°. Рекомендуется применять масло индустриальное 20, 30 или 50 (ГОСТ 1707-51).

 

.3 Описание  принципа действия гидропередачи

 

При включении насоса создается  поток жидкости. Жидкость под давлением  с определенной скоростью по напорной линии поступает в гидроцилиндр. Благодаря перепаду давления, жидкость поступает под поршень гидроцилиндра  и создает силу F, благодаря которой происходит поступательное движение штока гидроцилиндра. После этого, жидкость, пройдя в систему очистки (фильтры) сливается обратно в гидравлический бак. Если усилие на гидроцилиндре превысит определенную величину, что приведет к увеличению давления в напорной гидролинии выше заданного, предохранительный клапан откроется и через него жидкость будет сливаться в бак, или на всасывающую гидролинию. Изменение направления движения рабочей жидкости производят посредством распределителя.

3. Предварительный   расчет   гидропривода 

 

В предварительном расчете   гидропривода  определяется номинальные значения давления, расхода и мощности гидропередачи.

Мощность гидропередачи  вращательного действия:

 

; ;

 

Мощность гидропередачи  возвратно - поступательного действия:

 

Nг. п. = [Вт];

 

Расход гидропередач:

 

Qг. п. = [м3/с]

 

Основные гидравлические параметры гидропередачи:

 

; ; .

гидропередача привод машина строительная

4. Подбор  и назначение гидроагрегатов  передачи

 

4.1 Подбор  гидравлического насоса

 

Условия назначения насоса: p г. п. ³ p насоса; Q г. п. ³ Q насоса; Nнасоса³ N г. п.

Исходя из данных условий, выбираем насос типа 207.

 

Марка насосаРн, МПаQн, л/минNн, кВтhнhоhмехМарка маслаТИП 207.20166023,60,910,9660,942Индустриальное 50 (ГОСТ 1707-51)

Насос аксиально-поршневой  типа 207

Насос аксиально-поршневой  регулируемый типа 207 предназначен для  гидравлических систем машин, в которых  необходимо регулирование подачи при  постоянном направлении потока.

 

Рис 2. Насос аксиально-поршневой  регулируемый типа 207

3.2 Подбор  гидроцилиндра

 

Условия подбора: рг. ц.³pг. п.,Qг. ц.³Qг. п.,Nг. ц.³Nг. п.

 

==0,034 м = 34 мм.

 

Гидроцилиндр конструкции  типа ДСШ 14.56.001 необходимо изготовить с толщиной стенки для давления 16 МПа.

 

Марка г/цdг. ц., ммdштока, ммТолщина стенки d, ммДлина хода штока Lштока, ммh0ДСШ 14.56.0013618-2500,871

3.2.1 Гидроцилиндры  поршневые. Назначение и устройство

Назначение.Гидроцилипдры поршневые (рис 3) предназначены для преобразования энергии перекачиваемой насосом жидкости в механическую энергию исполнительного механизма.

Гидроцилипдры работают на чистом минеральном масле вязкостью 10-500 мм2/ сек при температуре масла от - 35 до +50°.

 

Рис 3. Гидроцилиндр

3.3 Назначение  рабочей жидкости гидропередачи

 

Согласно условиям работы  гидропривода  и требованиям выбранных гидроагрегатов, наиболее подходящей рабочей жидкостью является масло идустриальное 50.

 

3.3.1 Характеристики  рабочей жидкости

 

Рабочая жидкостьГОСТПлотность, кг/м3Вязкость при +50°С, см2/c Температуры в°СПределы рабочих температур,°СЗастыванияВспы-шкиИндустриальное 501707-519600.42-0.58-20200+10…+70

4. Подбор  и назначение гидроаппаратуры

 

4.1 Распределитель

 

Условие подбора: ,

 

Марка, МПа, л/мин, МПаР-20.160. 161001,3158,93

- перепад на распределителе (гидравлические потери)

- коэффициент местного  сопротивления распределителя

 

4.2 Назначение, устройство и принцип действия  распределителя Р-20.160

 

Золотники распределительные  с гидравлическим управлением (рис 4) предназначены для реверсирования движения рабочих органов в прессах (или других машинах). Золотники работают на чистом минеральном масле 'вязкостью 10-400 мм2/сек при температуре масла до 50°. Рекомендуется применять масло индустриальное 20 или 30 (ГОСТ 1707-51). Распределительный золотник, выполненный 'по основной (первой) схеме и показанный на рис, работает следующим образом. При среднем положении золотника линия нагнетания соединяется со сливом, а обе полости цилиндра заперты. При подводе масла из системы управления под один из торцов золотника последний смещается в крайнее положение, соединяя одну полость цилиндра с линией нагнетания, а другую - со сливом.

 

Гидравлическая схема  трехпозиционного пяти ходового реверсивного золотника с соединением на слив нагнетательной линии и запертыми  полостями цилиндра показана на рис 4.

 

рис.5

 

4.3 Клапан  предохранительный

 

Условие подбора: ,

 

Марка, МПа, л/мин, МПаУ 4790.15161600,3-0,6

Клапаны предохранительные с переливным золотником. Назначение, устройство и  принцип действия.

Клапаны предохранительные  с переливным золотником (рис.6) предназначены  для предохранения гидросистемы от перегрузки давлением и разгрузки от давления при помощи дистанционного управления.

Клапаны работают на чистом минеральном масле вязкостью 10 - 400 мм2/сек при температуре масла до 50°. Рекомендуется применять масло индустриальное 20 или 30 (ГОСТ 1707--51).

Масло из полости давления, но каналу Е в корпусе 3 поступает в полость Г и через демпферное отверстие. А в золотнике 4 - в полость. В и под конусный клапан 1, который настроен на определенное давление.

Пока давление в системе  не преодолеет усилия, на которое настроена  пружина 2, гидравлический уравновешенный золотник 4 пружиной 5 удерживается в  крайнем нижнем положении, перекрывая выход масла на слив.

При повышении давления в  гндросистеме конусный клапан, преодолевая усилие пружины 2, открывается, и масло из полости. В по каналу. Б поступает на слив. Давление масла при прохождении через демпферное отверстие А понижается, и давление в полости В становится меньшим, чем в полостях Д и Г, вследствие чего золотник поднимается, соединяя линию давления со сливом и прекращая увеличение давления в гидросистеме.

С падением давления в гидросистеме ниже того, на который настроена пружина 2, конусный клапан 1 закрывается, перекрывая поток масла на слив.

При этом давление в полостях В, Г и Д выравнивается и золотник под действием пружины 5 опускается, перекрывая слив масли в бак.

Разгрузка гидросистемы производится при помощи дистанционного управления. Для этого из отверстия Ж удаляют пробку и присоединяют к нему трубопровод с клапанами дистанционного управления.

 

рис.6

 

рис.7

 

4.4 Подбор  фильтра

 

Условие подбора:

МаркаQ, л/мин, МПаxфФМ-5700,0256,308

 

-перепад давления на  фильтре, при котором обеспечивается  нужный расход (пропускная способность  фильтра при давление);

xф - коэффициент местного сопротивления фильтра;

r - плотность рабочей жидкости [Индустриальное 50 (ГОСТ 1707-51)]

Фильтры пластинчатые ТИП Г41

Назначение.Фильтры пластинчатые типов Г41-1 (рис. 191) и Г41-2 (рис) предназначены для очистки от механических примесей минеральных масел вязкостью до 600 мм2/сек в гидравлических н смазочных системах машин.

 

Рис.8

 

Фильтр работает следующим  образом. Через впускное отверстие  загрязненное масло. поступает в корпус фильтра и через щели между пластинами попадает во внутреннюю полость, образованную вырезами в основных пластинах в форме круговых секторов.1< выходному отверстию отфильтрованное масло проходит через ряд цилиндрических отверстии в шайбе. Фильтрующий. пакет очищается. путем поворота рукоятки. При очистке скребки, входящие на небольшую глубину в прорези между основными и промежуточными пластинами, удаляют слой загрязнений, скопившийся на входах в щели.

Пластинчатые фильтры  типа Г41-2 (см. рис) предназначены для  встраивания в механизмы (узлы) станков  и отличаются от фильтров типа Г41-1 конструкцией крышки, которая в фильтрах Г41-2 не имеет входного и выходного отверстий.