гидравлика. 1. Исходные данные 3 Расчет диаметров гидролиний 4
![]()
|
![]() СОДЕРЖАНИЕ Введение 2 1. Исходные данные 3 2. Расчет диаметров гидролиний 4 3. Расчет гидравлических потерь давления в гидролиниях 6 3.1 Потери давления в линейном сопротивлении 7 3.2 Потери давления в местном сопротивлении 9 4. Построение характеристики гидролинии 11 5. Построение пьезометрической и напорной линии энергии 13 6. Расчет инерционного напора. 15 7. Расчет повышения давления при гидроударе 15 Заключение 17 Список использованных источников. 18 ВведениеПод гидроприводом понимают совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением. Гидроприводы обладают следующим рядом преимуществ: • Высокий КПД • Возможность получения больших сил и мощностей. • Высокое быстродействие • Широкий диапазон регулирования • Обширная номенклатура В данной работе был произведен расчет магистралей гидропривода. 1. Исходные данныеI вариант N= 26 q1= (4+0.4 ![]() q2= (42+0.04 ![]() l1= 0.3м + 0.01 ![]() l2= 2.2м + 0.1 ![]() l3= 2.5м + 0.1 ![]() l4= 3.2м + 0.1 ![]() l5= 3.7м + 0.1 ![]() l6= 4.2м + 0.1 ![]() l7= 6.1м + 0.1 ![]() Км=1 + 0.01 ![]() Рц=1.6МПа + 0.01 ![]() Ргм=4МПа + 0.02 ![]() ![]() ![]() 6 ![]() Б – Бак, Н – Насос, Р1 – Распределитель 1, Р2 – Распределитель 2, Ц – гидроцилиндр, М – Гидромотор, Ф – Фильтр. 2. Расчет диаметров гидролинийВнутренний диаметр: ![]() где Q-расход жидкости, Vm –допустимая средняя скорость. Таблица 1. Значение допустимых средних скоростей течения жидкости в гидролиниях
Расход на участках: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Участок 1 ![]() ![]() Участок 2 ![]() ![]() Участок 3 ![]() ![]() Участок 4 ![]() 2 ![]() Участок 5 ![]() ![]() Участок 6 ![]() D = 2 ![]() Участок 7 ![]() ![]() Округлим диаметры по ГОСТ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() По принятым диаметрам определяем истинные скорости на участках гидролиний: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Таблица 2. Исходные данные для расчета гидравлических потерь
Толщина стенки нагнетательной гидролинии проверим по формуле: ![]() где k=2 – коэффициент запаса; p – давление на данном участке трубы; d – значение внутреннего диаметра гидролинии; [σ]=50МПа – допускаемое напряжения на разрыв материала гидролиний. δ1 = ![]() ![]() δ2 = ![]() ![]() δ3 = ![]() ![]() δ4 = ![]() ![]() δ5 = ![]() ![]() δ6 = ![]() ![]() δ7 = ![]() ![]() 3. Расчет гидравлических потерь давления в гидролинияхГидравлические потери давления в гидролиниях складываются из суммы потерь в линейных сопротивлениях и потерь в местных сопротивлениях. 3.1 Потери давления в линейном сопротивлении∆pl = γ ![]() ![]() ![]() ![]() Для вычисления коэффициента гидравлического сопротивления λ необходимо определить режим движения жидкости по числу Рейнольдса: Re= ![]() где v = 20мм2/c – коэффициент кинематической вязкости рабочей жидкости. Если Re ≤ Reкр, то режим движения рабочей жидкости на данном участке гидролинии – ламинарный и λ= ![]() если Re > Reкр, то режим движения рабочей жидкости на данном участке – турбулентным и для гидравлически гладких труб определяется по формуле Блазиуса λ= ![]() Re1 = ![]() Re2 = ![]() Re3 = ![]() Re4 = ![]() Re5 = ![]() Re6 = ![]() Re7 = ![]() Находим коэффициент гидравлического трения: λ1 = ![]() λ2 = ![]() λ3 = ![]() λ4 = ![]() λ5 = ![]() λ6 = ![]() λ7 = ![]() Находим потери давления с учетом того, что γ = ρg=8673 Н/м3 ∆pl1 = ![]() ∆pl2 = ![]() ∆pl3 = ![]() ∆pl4 = ![]() ∆pl5 = ![]() ∆pl6 = ![]() ∆pl7 = ![]() Таблица 3. Результаты расчета потерь давления в линейных сопротивлениях
3.2 Потери давления в местном сопротивлении∆pм = γ ![]() ![]() где ς – коэффициент данного местного сопротивления. Участок 1 ∆pм1 = ![]() ∆pм1 = ![]() Участок 2 ∆pм2 = ![]() ∆pм2 = ![]() Участок 3 ∆pм3 = ![]() ∆pм3 = ![]() Участок 4 ∆pм4 = ![]() ∆pм4 = ![]() Участок 5 ∆pм5 = ![]() ∆pм5 = ![]() Участок 6 ∆pм6 = ![]() ∆pм6 = ![]() ∆pм6 = ![]() Участок 7 ∆pм7 = ![]() ∆pм7 = ![]() Таблица 4 Результаты расчета потерь давления в местных сопротивлениях
Далее определим общие потери давления в гидроприводе. Суммарные потери в гидролиниях гидроцилиндра (участки 2-3-4-7) равны: ∆pгц = ∆pl2+∆pl3+(∆pl4+∆pl7) ![]() ![]() где км – коэффициент мультипликации; ∆pгц = ![]() Суммарные потери в гидролиниях гидромотора (участки 2-5-6-7) равны: ∆pгм = ∆pl2+∆pl5+∆pl6+∆pl7+∆pм2+∆pм5+∆pм6+∆pм7, ∆pгм = ![]() Теперь определим давление насоса, необходимое для обеспечения функционирования гидроцилиндра и гидромотора, при условии их независимой работы: pнц = ∆pгц+pц; pнгм = ∆pгм+pгм; pнц = 0.168124+1.86 = 2.02МПа; pнгм = 0.280509+4.52 = 4.8МПа. Поскольку гидроцилиндр и гидромотор должны работать вместе, то необходимо повысить давление в менее нагруженной ветви до большего для этого установим в гидролинии 4 дополнительный дроссель. ∆pдр4 = ∆pнгм – pнц , так как pнгм>pнц; ∆pдр4 = 4.83 – 2.02 = 2.81МПа. 4. Построение характеристики гидролинииСуммарную потерю напора в общем случае удобно выразить формулой: ![]() где A и m – коэффициент пропорциональности и показатель степени, учитывающие сопротивление гидролинии. Qкр = S ![]() Vкр = ![]() S = ![]() S = ![]() Vкр = ![]() Qкр = ![]() Q1 = Qкр = 0.00061 м3/с; Q2 = 1.3Qкр = 0.00079 м3/с; Q3 = 1.6Qкр = 0.00097 м3/с; Q4 = 1.9Qкр = 0.0011 м3/с; Σh = (Σς+λ ![]() Σh1 = ( ![]() Σh2 = ( ![]() Σh3 = ( ![]() Σh4 = ( ![]() ![]() 5. Построение пьезометрической и напорной линии энергииАтмосферное давление: H1 = P1/γ = ![]() Напор насоса: Hнас = Pнгм/γ = ![]() Hгм = Pгм/γ = ![]() Потери напора на участках: Σh = hl + hm hl = λ ![]() hm = ς ![]() Участок 1: hl = ![]() hmн = ![]() Участок 2: hl = ![]() hmтр = ![]() Участок 3: hl = ![]() hmр = ![]() Участок 4: hl = ![]() hmгм = ![]() Участок 5: hl = ![]() hmр = ![]() Участок 6: hl = ![]() hmтр = ![]() Участок 7: hl = ![]() hmф = ![]() Определим значения полных напоров вначале и в конце каждого участка гидролинии: H2 = H1 – hl1 = 11.53 – 0.035 = 11.495 м; H’2 = H2 + Hнас – hmн = 11.495 + 556.9 – 0.088 = 568.3 м; H3 = H’2 – hl2 = 568.3 – 8.094 = 560.21 м; H’3 = H3 – hmтр = 560.21 – 1.172 = 559.04 м; H4 = H’3 – hl3 = 559.04 – 6.933 = 552.1 м; H’4 = H4 – hmр = 552.1 – 1.95 = 550.15 м; H5 = H`4 – hl4 = 550.15 – 2.866 = 547.3 м; H`5 = H5 – Hгм – hmгм = 547.3 – 521.15 – 0.974 = 25.176 м; H6 = H`5 – hl5 = 25.176 – 11.659 = 13.517 м; H`6 = H6 – hmр = 13.517 – 2.346 = 11.171 м; H7 = H`6 – hl6 = 11.171 – 5.848 = 5.323 м; H`7 = H7 – hmтр = 5.323 – 0.407 = 4.916 м; H8 = H`7 – hl7 = 4.916 – 2.527 = 2.389 м; H`8 = H8 – hф = 2.389 – 1.294 = 1.095 м. Графика удельной энергии приведен в приложении 1. 6. Расчет инерционного напора.![]() где i – номер участка трубопровода постоянного диаметра di; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 7. Расчет повышения давления при гидроудареПовышение давления при гидроударе, возникающее при срабатывании распределителей Р1 и Р2 определяется зависимостями: ![]() ![]() ![]() ![]() где ∆Pп – повышение давления при прямом гидроударе; ∆Pнп – Повышение давления при непрямом гидроударе; ρ – плотность жидкости; V – скорость движения жидкости в гидролинии до срабатывания распределителя; l – длина гидролинии от насоса до распределителя; ![]() ![]() ![]() E = 1500 МПа – Объемный модуль упругости жидкости. d – внутренний диаметр гидролинии перед распределителем; δ – толщина стенки трубопровода; Emp = 200000 МПа – Модуль упругости материала гидролинии. ![]() ![]() Так как полученное в результате вычислений значение ![]() ![]() ЗаключениеПри выполнение курсовой работы «Расчет магистралей гидропривода» было рассчитано: диаметры гидролиний; истинные скорости на участках гидролиний; суммарные потери давления в гидролиниях; давление насоса; инерционный напор; повышение давления при гидроударе. Освоены методики расчета и проектирования магистралей гидравлических и пневматических приводов машин и механизмов. Список использованных источников.Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидпроприводы. – М.: Машиностроение, 1982. Попов Д.Н. Механика гидро-и пневмоприводов. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. Валуева В.П. Введение в механику жидкости. – М.: МИЭ, 2001. Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам под ред. Б.Б. Некрасова. – М.: Высшая школа, 1989. П ![]() риложение 1 ![]() |