гидравлика. 1. Исходные данные 3 Расчет диаметров гидролиний 4
Скачать 0.59 Mb.
|
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 26)/60000=0.00024 м3/с; q2= (42+0.04 26)/6000=0.00087 м3/с; l1= 0.3м + 0.01 26=0.56м; l2= 2.2м + 0.1 =4.8м; l3= 2.5м + 0.1 =5.1м; l4= 3.2м + 0.1 =5.8м; l5= 3.7м + 0.1 =6.3м; l6= 4.2м + 0.1 =6.8м; l7= 6.1м + 0.1 =8.7м; Км=1 + 0.01 =1.26; Рц=1.6МПа + 0.01 =1.86МПа; Ргм=4МПа + 0.02 =4.52МПа; 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 , = 0.0342 м; Участок 2 , = 0.0188 м; Участок 3 , = 0.0101 м; Участок 4 , 2 = 0.0143 м; Участок 5 , = 0.017 м; Участок 6 , D = 2 = 0.0192 м; Участок 7 , = 0.0273 м. Округлим диаметры по ГОСТ: мм, мм, мм, мм, мм, мм, мм. По принятым диаметрам определяем истинные скорости на участках гидролиний: = 1.154 м/с; = 3.915 м/с; = 2.525 м/с; = 1.711 м/с; = 3.833 м/с; = 2.769 м/с; = 1.904 м/с. 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 = =3.5 10-5м; δ2 = = 7.068 10-4м; δ3 = = 4.092 10-4м; δ4 = = 1.5 10-4м; δ5 = = 6.324 10-4м; δ6 = = 2 10-4м; δ7 = = 2.8 10-4м. 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 λ . 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 = = 2020 – режим движения ламинарный; Re2 = = 3719 – режим движения турбулентный; Re3 = = 1389 – режим движения ламинарный; Re4 = = 1283 – режим движения ламинарный; Re5 = = 3258 – режим движения турбулентный; Re6 = = 2769 – режим движения турбулентный; Re7 = = 2666 – режим движения турбулентный. Находим коэффициент гидравлического трения: λ1 = = 0.032; λ2 = = 0.041; λ3 = = 0.046; λ4 = = 0.05; λ5 = = 0.042; λ6 = = 0.044; λ7 = = 0.044; Находим потери давления с учетом того, что γ = ρg=8673 Н/м3 ∆pl1 = = 301 Па ∆pl2 = = 7020 Па ∆pl3 = = 60128 Па ∆pl4 = = 25028 Па ∆pl5 = = 101120 Па ∆pl6 = = 50721 Па ∆pl7 = = 21916 Па Таблица 3. Результаты расчета потерь давления в линейных сопротивлениях
3.2 Потери давления в местном сопротивлении∆pм = γ ς , где ς – коэффициент данного местного сопротивления. Участок 1 ∆pм1 = = 801 Па; ∆pм1 = = 1282 Па. Участок 2 ∆pм2 = = 3389 Па; ∆pм2 = = 10166 Па. Участок 3 ∆pм3 = = 2255 Па; ∆pм3 = = 16915 Па. Участок 4 ∆pм4 = = 647 Па; ∆pм4 = = 7767 Па. Участок 5 ∆pм5 = = 38980 Па; ∆pм5 = = 5197 Па. Участок 6 ∆pм6 = = 1695 Па; ∆pм6 = = 20343 Па; ∆pм6 = = 7459 Па. Участок 7 ∆pм7 = = 11221 Па; ∆pм7 = = 1282 Па. 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) км+∆pм2+∆pм3+(∆pм4+∆pм7) км, где км – коэффициент мультипликации; ∆pгц = = 168124 Па. Суммарные потери в гидролиниях гидромотора (участки 2-5-6-7) равны: ∆pгм = ∆pl2+∆pl5+∆pl6+∆pl7+∆pм2+∆pм5+∆pм6+∆pм7, ∆pгм = = 280509 Па. 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; Vкр = ; S = ; S = = 0.0002 м2; Vкр = = 2.729 м/с; Qкр = = 0.00061 м3/с; 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 = ( 8.236 м; Σh2 = ( 13.831 м; Σh3 = ( 20.825 м; Σh4 = ( 26.781 м. 5. Построение пьезометрической и напорной линии энергииАтмосферное давление: H1 = P1/γ = = 11.53 м; Напор насоса: Hнас = Pнгм/γ = = 556.9 м; Hгм = Pгм/γ = = 521.15 м; Потери напора на участках: Σh = hl + hm hl = λ hm = ς Участок 1: hl = = 0.035 м; hmн = = 0.088 м. Участок 2: hl = = 8.094 м; hmтр = = 1.172 м. Участок 3: hl = = 6.933 м; hmр = = 1.95 м. Участок 4: hl = = 2.866 м; hmгм = = 0.974 м. Участок 5: hl = = 11.659 м; hmр = = 2.346 м. Участок 6: hl = = 5.848 м; hmтр = = 0.407 м. Участок 7: hl = = 2.527 м; hmф = = 1.294 м. 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.- Инерционный напор для всего трубопровода: где i – номер участка трубопровода постоянного диаметра di; - ускорение движения жидкости на i-ом участке гидролинии. - ускорение движения на участке гидролинии. с. 7. Расчет повышения давления при гидроудареПовышение давления при гидроударе, возникающее при срабатывании распределителей Р1 и Р2 определяется зависимостями: , когда ; , когда , 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; - время изменения скорости V; - Фаза гидроудара; - скорость распространения ударной волны; 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 , тогда , отсюда следует, что гидроудар прямой. 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 |