Расчет объемных гидропередач
Министерство
образования и науки Российской Федерации
ФГАОУ «Уральский Федеральный
Университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Кафедра гидравлики
Расчет объемных гидропередач
КУРСОВАЯ
РАБОТА
по гидравлике
и гидроприводу
Расчетно-пояснительная записка
I.
Однодвигательные гидропередачи
. Исходные данные
тип цикла: «ХХ-РХ1-РХ2-БО»;
тип гидродвигателя: силовой цилиндр одноштоковый;
схема циркуляции: открытая
(разомкнутая);
способ управления циклом: по давлению;
тип команды управления циклом: гидравлическое;
регулирование скорости движения ГД: включением дросселя на выходе из ГЦ
и отключением параллельно соединенных насосов.
рабочее давление в системе: pэф = 12,5 МПа;
статические нагрузки на выходе: R1 = 13 кН; R2 =23 кН;
скорости движения поршня: uХХ =
16 см/с; uРХ1 = 7 см/с; uРХ2 = 4 см/с;
длины хода поршня: lХХ =
16 см; lРХ1 = 26 см; lРХ2 = 36 см;
длина линий трубопроводов: Lн = 2,1 м; Lс =
2,2 м.
. Составление принципиальной гидросхемы и описание ее работы в
автоматическом режиме
По заданным условиям составлена принципиальная гидросхема, реализующая
необходимый рабочий цикл в автоматическом режиме. Фазы цикла и соответствующие
им позиции распределителей указаны в таблограмме:
Таблограмма
Фазы цикла
|
Позиции
гидрораспределителей
|
|
4
|
8
|
12
|
16
|
Исходное положение
|
б
|
a
|
a
|
a
|
Холостой ход (ХХ)
|
б
|
a
|
а
|
a
|
Рабочий ход №1 (РХ1)
|
б
|
a
|
а
|
а
|
Рабочий ход №2 (РХ2)
|
б
|
а
|
б
|
а
|
Реверс
|
б
|
б
|
а
|
а
|
Быстрый отвод (БО)
|
б
|
б
|
а
|
а
|
Описание работы гидросхемы:
Жидкость подается в поршневую полость от насоса 1 и 2 по трассе
(Б)А-Г-Е-Д, а сливается обратно - по трассе Ж-И-К-Л. Осуществляется холостой
ход.
В момент времени, когда шток поршня доходит до места внешнего воздействия
R1, срабатывает клапан давления 6,
настроенный на это воздействие, и перестаёт пропускать рабочую жидкость от
насоса 2, и скорость ГД уменьшается. Так начинается рабочий ход 1. Обратный
клапан 7 служит для того, что бы насос 2 не заливало рабочей жидкостью, когда в
системе большое давление.
В момент времени, когда шток поршня доходит до места внешнего воздействия
R2, срабатывает клапан давления 11,
настроенный на данное давление в системе, переключает гидрораспределитель 12 в
положение «б». Теперь, при сливе рабочей жидкости, ей придется преодолеть
дроссель 13, и скорость ГД еще больше снижается. На данном этапе слив рабочей
жидкости осуществляется по линии Ж-З-И-К-Л Так начинается рабочий ход 2.
Когда шток поршня достигнет крайнего правого положения, рабочее давление
в линии нагнетания резко возрастаёт. В данный момент срабатывает клапан
давления 10, настройка которого осуществлена таким образом, что бы давление в
системе было больше чем настройка клапанов давления 11 и 6, но меньше, чем
настройка предохранительного клапана 3 и 5. Рабочая жидкость при этом
переключает главный распределитель 8 в положение «б». Происходит реверс.
Начинает осуществляться быстрый отвод.
Во время быстрого отвода давление в линии Г-Д падает, и клапан давления
11 снова перестает пропускать жидкость. Клапан 6 наоборот начинает пропускать
рабочую жидкость, нагнетаемую насосом 2. Нагнетание в штоковую полость
осуществляется по линии (Б)А-К-И-Ж. Слив осуществляется по линии Д-Е-Г-Л.
Когда поршень достигает крайнего левого положения, давление в штоковой
полости резко возрастёт и, как в случае предыдущего реверса, срабатывает клапан
давления 9, тем самым переключая главный распределитель 8 в положение «а».
Осуществляется реверс. Цикл повторяется.
Остановка поршня в любом положении: необходимо установить
гидрораспределитель 4 в положение «а». Вследствие этого насосы напрямую
соединяться с баком и давление в системе будет отсутствовать.
Для остановки поршня в исходном положении необходимо установить
гидрораспределитель 16 в положение «б». При этом, в не зависимости от положения
гидроцилиндра, рабочее давление по линии А-М-Н переключит главный
гидрораспределитель 8 в положение «б», а нагнетание будет осуществляться в
штоковую полость по линии А-М-З-Ж. При достижении поршнем крайнего левого
положения сработает предохранительный клапан 3, не давая насосу 1 испортиться
от перегрузок.
3. Расчет рабочих параметров и выбор гидроаппаратуры
) Диаметр поршня и штока гидроцилиндра:
Примем
d=25 мм по ГОСТ 6540-48
)
Ход поршня S рассчитываем по формуле:
Принимаем
S=800 мм по ГОСТ 6540-68
Принимаем
гидроцилиндр 3-50 25 800 [1,c 66]
диаметр
цилиндра 50 мм;
диаметр
штока 25 мм;
давление
страгивания и холостого хода не более 0,6 МПа;
ход
поршня 780 мм;
масса
16,5 кг;
давление
номинальное 16 МПа;
давление
максимальное 20 МПа;
скорость
поршня до 1,5 м/с;
полный
КПД не менее 0,95;
)
Максимально необходимый расход жидкости двумя насосами:
Максимально
необходимый расход жидкости первым насосом:
Скорость
быстрого отвода:
)
Минимально необходимое давление при рабочих ходах:
гидросхема давление трубопровод жидкость
5)
По расходу и давлению выбраны насосы:
Аксиально-поршневой
БГ12-21М [1,c.19] (ТУ2 053 1364-78Е):
·
рабочий объем -
8 см3;
·
номинальное
давление - 12,5 МПа;
·
номинальная
подача - 10,8 л/мин;
·
полный КПД -
0,75;
·
номинальная
мощность - 3,06 кВт;
·
частота вращения -
1500 об/мин;
·
масса -
9,5 кг.
Шестереночный НШ 4-3 [4]
·
рабочий объем -
4 см3;
·
номинальное
давление - 16 МПа;
·
номинальная
подача - 9 л/мин;
·
полный КПД -
0,94;
·
номинальная
мощность - 3,5 кВт;
·
частота вращения -
3000 об/мин;
·
масса -
2,5 кг.
Для насоса выбрано минеральное масло ИГП - 18 (ТУ38 101413 - 78):
·
вязкость масла -
0,25 см2/с;
·
плотность -
880 кг/м3.
6) По расходу жидкости подбираем гидроаппаратуру:
Гидрораспределитель 8 типа ВХ10.64 [1, с. 129, с. 104];
Предохранительный клапан 3 и 5 типа ДГ54-23 на давление 10-20 МПа [1, с.
152];
Клапаны ограничения давления 6, 9, 10, 11 типа VMP.20 [5];
- Золотники 12 типа ВХ10.573Е [1, c 129, c.
104];
Золотники 16 типа ВММ10.573Е [1, c 129, c.
104];
Обратный клапан 7, 14, 17 типа Г51-23
Фильтр всасывающий 19 У491.033Б.000 (1.1.32-25):
Для блокировки привода в любом положении - кран ПГ 74-10 (10-30 л/мин).
) Диаметр трубопровода в линии нагнетания при допустимой скорости потока v1 = 3,6 м/с составляет
Принимаем
d1 = 10 мм по ГОСТ 16516-80.
)
Расход жидкости и диаметр трубопровода в линии слива при v2 =
2 м/с
Определяем
действительную скорость при холостом ходе при =18,84
л/мин :
И
определим фактическую скорость быстрого отвода:
Принимаем
d2 = 12 мм по ГОСТ 16516-80.
)
Расчет параметров ОГП при рабочих ходах:
Определим
параметры ОГП при рабочем ходе 1:
Расходы
жидкости в трубопроводах :
линии
нагнетания:
линии
слива:
Определяем
скорости потока в трубах при рабочем ходе 1:
линии
нагнетания:
линии
слива:
Определим
режим течения в трубах при рабочем ходе 1:
линии
нагнетания:
-
ламинарный режим;
линии
слива:
-
ламинарный режим.
Расходы
жидкости в трубопроводах при рабочем ходе 2:
линии
нагнетания:
линии
слива:
Определяем
скорости потока в трубах при рабочем ходе 2:
линии
нагнетания:
линии
слива:
Определим
режим течения в трубах при рабочем ходе 2:
линии
нагнетания:
-
ламинарный режим;
линии
слива:
-
ламинарный режим.
Определим
коэффициенты линейных потерь давления при рабочем ходе 1:
в
линии нагнетания:
в
линии слива:
Определим
коэффициенты линейных потерь давления при рабочем ходе 2:
в
линии нагнетания:
в
линии слива:
Определим
линейные потери давления в линиях при рабочем ходе 1.
нагнетания:
слива:
)
Суммарные потери давления в гидросистеме:
Местные
потери в линии нагнетания:
в
гидрораспределителе 8
Где
табличный расход, взятый по справочнику[1,с 109]
в
фильтре
Выбран
напорный фильтр по ТУ2-053-1778-86 [6,с 274]
Номинальное
давление 32 МПа.
Номинальная
тонкость фильтрации 25 мкм.
Перепад
давления 0,08 МПа.
Местные
потери в линии слива:
в
дросселе:
[1,
c 186]
в
гидрораспределителе 8: [6, c 78]
Общие
потери давления:
Мощность
приводного двигателя насоса определяется по формуле:
где k =
1,25 - коэффициент резерва мощности.
Характеристика
сети
Список
литературы
1. В.К.
Свешников «Станочные гидроприводы. Справочник. 1982 г.»
2. В.Ю.
Энгель «Гидравлика и Гидропривод: Методические указания и варианты заданий к
курсовой расчетно-графической работе. 2004 г.»
. В.К.
Свешников «Станочные гидроприводы. Справочник. 2004 г.»
4. Сайт гидравлического
оборудования. www.npo-com.ru <http://www.npo-com.ru>
. Сайт
пневмоавтоматики. www.pnevmo-gidro.ru
<http://www.pnevmo-gidro.ru>
. В.К. Свешников
«Станочные гидроприводы. Справочник. 1995 г.»