Имегенов Гидро. Допускаю к защите

• Название: Допускаю к защите
• Дата: 05.06.2022
• Размер: 107.27 Kb.
• Имя файла: Имегенов Гидро.docx
• Тип: Пояснительная записка; #570819

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования

Иркутский Национальный Исследовательский ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Заочно-вечерний факультет

Кафедра горных машин и электромеханических систем

ДОПУСКАЮ К ЗАЩИТЕ:

Руководитель


Пояснительная записка

к по дисциплине

Гидромеханика

01.04.00.00 ПЗ


Выполнил студент гр. ГМз-16-1 А.В. Имегенов
Нормоконтроль
с оценкой: ____________

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования

Иркутский Национальный Исследовательский технический

университет
Задание

на

По курсу Гидромеханика

Студенту Имегенов Антон Викторович

Тема проекта:

Вариант №4

Утвержден решением кафедры №2 от 21.09.2015 г.

Исходные данные:

Наименование параметра	Обозначение	Числовое значение	Единицы измерения
Ориентировочная производительность насоса	Q	45	л/мин
Суммарный коэффициент местных сопротивлений	Ξ	10
Длина трубопроводов	L	4	м
Марка масла	Т-57
Передаточное число между двигателем и насосом	i1	3
Частота вращения вала электродвигателя	nд	1450	мин-1
КПД редуктора насоса	ŋ1	0,95
КПД насоса;	Ŋ	0,8
Объемный КПД насоса	ŋ0	0,89
Частота вращения выходного вала	nр	2.5	мин-1
Крутящий момент на выходном валу	Mр	2,8∙104	Н∙м
Передаточное число между ГД и выходным валом;	i2	45
КПД редуктора гидродвигателя	ŋ2	0,94
КПД гидродвигателя	ŋгд	0,73
Объемный КПД гидродвигателя	ŋог	0,9

Рекомендованная литература:

- Беляев А.Е., Красноштанов С.Ю. Основные расчетные зависимости и методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Гидромеханика» для студентов горных специальностей. Учебное пособие. – Иркутск: ИрГТУ. – 2014.

- Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств / М.В. Кулаков. – М. : Машиностроение, 1982. – 380 с.

- Ящерицын П.И. Тонкие доводочные процессы обработки деталей машин и приборов / П.И. Ящерицын, А.Г. Зайцев, А.И. Борботько. – Минск : Наука и техника, 1976. – 182 с.

Графическая часть на __ листах.

Дата выдачи задания «__» _________ 201_ г.

Задание получил А.В. Имегенов

Дата представления проекта руководителю «____» _______ 2022 г.

Руководитель курсового проекта С.Ю. Красноштанов

Содержание

Введение 4

1. Расчет гидропривода с объёмным регулированием 5

1.1 Характеристика рабочей жидкости 6

1.2 Расчет трубопроводов 6

1.3 Потери давления в нагнетательном трубопроводе. 8

1.6 Параметры дросселя 10

1.7 Параметры силового цилиндра 10

1.8 Параметры насоса 11

Заключение 14

В курсовом проекте произведен расчет параметров гидропривода соответствующий требованиям задания, а так же получены практические навыки расчетов. 14

Полученные расчеты, проведенные для каждого цикла гидроприрова в отдельности дают возможность оценить то, что расчетный гидропривод работает по определенному циклу. 14

Анализ расчетов позволяет вернуться на этап схемного проектирования для внесения изменений в принципиальную схему привода, с целью улучшения его энергетических характеристик, то есть повышения КПД. 14

Перечень условных обозначений, символов, единиц и терминов 15

Список использованных источников 16

Введение

Объёмным гидроприводом называется совокупность устройств- гидромашин объёмного действия и гидроаппаратов, предназначенных для передачи механической энергии и преобразования движения посредством жидкости.

К достоинствам гидропривода относят:

- возможность создания больших передаточных отношений и безупречное регулирование скорости движения выходного звена и усилий в широком диапазоне;

- высокая удельная мощность;

- возможность просто и надёжно предохранять элементы гидропривода и рабочей машины от перегрузок.

Недостатки гидропривода:

- потери энергии значительно выше, чем в электроприводе;

- влияние условий эксплуатации на характеристики гидропривода;

- постепенное снижение КПД в процессе эксплуатации – за счёт роста утечек жидкости по мере износа деталей привода.

Объёмный гидропривод широко используется в строительных и дорожных машинах, станках, транспортных и сельскохозяйственных машинах

1. Расчет гидропривода с объёмным регулированием

1 – силовой цилиндр; 2 – распределитель 4/3 с электромагнитным

управлением и автоматической фиксацией в среднем положении;

3 – предохранительный клапан прямого действия; 4 – маслобак; 5 – насос регулируемый, нереверсионный.

Рисунок 1 – Схема гидропривода с объемным регулированием скорости при системе «Насос-цилиндр»

1.1 Характеристика рабочей жидкости

Согласно заданию, в качестве рабочей жидкости используется масло турбинное с кинематической вязкостью ν = 57 сСт (мм²/с) при Т = 50 ⁰С.

Плотность масла Т-57 ρ = 900 кг/м³.

Коэффициент динамической вязкости

(1.1)

Вязкость условную (ВУ₅₀) или относительную (в градусах Энглера ºЕ₅₀ ) определяем из таблицы [1,c.12]

ºЕ .

1.2 Расчет трубопроводов

Выбор длин трубопроводов.

В соответствии с общей длиной трубопроводов L = 4 м принимаем:

-длину всасывающего трубопровода L_вс = 0,8 м;

-длину нагнетательного трубопровода L_н = 1,5 м;

-длину сливного трубопровода L_с = 1,7 м.

Местные сопротивления.

Исходя из заданного суммарного коэффициента местных сопротивлений ξ = 10, по таблице 8 [1, c.19] распределяем местные сопротивления по трубопроводам.

Во всасывающем трубопроводе учитываем вход из бака в трубу и принимаем



В нагнетательной линии учитываем наличие распределительного золотника и принимаем

3

В сливной линии устанавливаем двойной сетчатый фильтр с коэффициентом сопротивления



Учитываем выход из трубы в бак с ξ₂ = 1.5. Коэффициент местных сопротивлений в сливной линии



Суммарный коэффициент местных сопротивлений



Задано ξ = 10.

Выбор диаметров трубопроводов.

Нагнетательный трубопровод.

Согласно рекомендациям по выбору скоростей движения жидкости в трубопроводах [1, таблица 3, с.13], принимаем среднюю скорость движения жидкости в нагнетательном трубопроводе По заданному расходу и принятой средней скорости движения определяем необходимый диаметр трубопровода

(1.2)

Согласно ГОСТу 8734-75 принимаем трубу бесшовную:

-диаметр проходного сечения ;

-наружный диаметр ;

-толщина стенки .

Фактическая скорость движения жидкости в нагнетательном трубопроводе

(1.3)

Режим движения жидкости в нагнетательном трубопроводе.

Режим движения жидкости в трубопроводе зависит от величины числа Рейнольдса [1, с.6; 3]0

(1.4)

Согласно таблице 5[1, с.15], критическое значение числа Рейнольдса, при котором ламинарный режим движения жидкости переходит в турбулентный, .

Поскольку , то режима движения жидкости в нагнетательном трубопроводе становится турбулентным.

Сливной трубопровод.



Согласно ГОСТу 8734-75 принимаем трубу бесшовную:

-диаметр проходного сечения ;

-наружный диаметр ;

-толщина стенки .

Фактическая скорость движения жидкости в сливном трубопроводе



Режим движения жидкости в сливном трубопроводе.



Поскольку , то режима движения жидкости в сливном трубопроводе остается турбулентным.

Всасывающий трубопровод.


Согласно ГОСТу 8734-75 принимаем трубу бесшовную:

-диаметр проходного сечения ;

-наружный диаметр ;

-толщина стенки .

Фактическая скорость движения жидкости в трубопроводе



Режим движения жидкости во всасывающем трубопроводе.

Режим движения жидкости в трубопроводе зависит от величины числа Рейнольдса [1, с.6; 3]



Поскольку , то режима движения жидкости в трубопроводе остается турбулентным.

1.3 Потери давления в нагнетательном трубопроводе.

Потери давления по длине трубопровода [1, с. 7; 3].

(1.5)

где − коэффициент сопротивления, зависящий от режима движения. При турбулентном режиме.

(1.6)

В результате потери давления по длине нагнетательного трубопровода

(1.7)

Местные потери давлений в трубопроводе нагнетания [1, c. 8; 3]

(1.8)

где − поправочный коэффициент, учитывающий возрастание ξ при

малых значениях .

Согласно таблице 7 [1, c.8], при .



Суммарные потери давления в линии нагнетания.

(1.9)

1.4 Потери давления в сливном трубопроводе.



где − коэффициент сопротивления, зависящий от режима движения. При турбуленьном режиме.


В результате потери давления по длине сливного трубопровода



Местные потери давлений в сливном трубопроводе [1, c. 8; 3]



где − поправочный коэффициент, учитывающий возрастание ξ при малых значениях ,



Суммарные потери давления в сливном трубопроводе.



1.5 Потери давления во всасывающем трубопроводе.



где − коэффициент сопротивления, зависящий от режима движения. При ламинарном режиме.



В результате потери давления по длине всасывающего трубопровода



Местные потери давлений во всасывающем трубопроводе [1, c. 8; 3]



где − поправочный коэффициент, учитывающий возрастание ξ при малых значениях ,



Суммарные потери давления в сливном трубопроводе.



Общие потери давления в трубопроводах.

.

1.6 Параметры дросселя

Выбор дросселя. По заданной ориентировочной производительности насоса выбираем дроссель [1, таблица 8, с. 2].

Принимаем дроссель Г77-33 с параметрами:

- номинальный расход

- номинальное давление

- расчетный перепад давления

Размеры рабочих окон дросселя.

Площадь рабочих окон полностью открытого дросселя [1, с.20]

(1.10)

где .



Поскольку заданная производительность не совпадает с номинальным расходом дросселя , то необходимо определить требуемый номинальный перепад давления в дросселе , при котором будет обеспечиваться заданная производительность (расход).

(1.11)

1.7 Параметры силового цилиндра

Диаметры поршня и штока [1, с.12]. На принятой схеме гидропривода рассматривается случай подачи масла в штоковую полость из цилиндра. Определяем площадь штоковой полости цилиндра . Скорость движения поршня при подаче масла в штоковую полость.

  (1.12) (1.13)

Площадь штоковой полости

(1.14)

Поскольку то и

(1.15)

Отсюда

(1.16)

Ориентировочный диаметр штока поршня



Ориентировочный диаметр поршня



По ГОСТ 6540-68 [1, таблица 10, с. 13] принимаем:

- диаметр штока

- диаметр поршня

Площадь поршня

. (1.17)

Площадь штоковой полости

1.8 Параметры насоса

Частота вращения насоса (определяется аналогично)

(1.18)

Рабочий объем насоса. Для поддержания постоянного давления в напорной магистрали при дросселе на сливе производительность насоса принимается больше необходимого расхода [1. с.27].

Принимаем расчетную производительность насоса



Производительность насоса [1, с.10; 3]

(1.19)

где − рабочий объем насоса, см³/об.

(1.20)

Расчетный рабочий объем насоса

(1.21)

По ГОСТ 13824-68 [1, таблица 9, с.22] принимаем



Фактическая производительность насоса

(1.22)

Давление рабочей жидкости на выходе из насоса [1, с.30]

(1.23)

где заданное усилие на штоке при номинальном давлении.



Мощность для привода насоса [1, с. 11]

(1.24)

где



Согласно принятой схемы гидропривода перепад давления в насосе

, (1.25)

(знак «+» потому, что в отрицательное − разряжение).





КПД гидропривода [1,с.10] (определяется аналогично)



КПД силового цилиндра



КПД гидропривода

(1.26)

Заключение

В курсовом проекте произведен расчет параметров гидропривода соответствующий требованиям задания, а так же получены практические навыки расчетов.

Полученные расчеты, проведенные для каждого цикла гидроприрова в отдельности дают возможность оценить то, что расчетный гидропривод работает по определенному циклу.

При заданных характеристиках гидропривода КПД по расчетным данным составляет 0,57.

Анализ расчетов позволяет вернуться на этап схемного проектирования для внесения изменений в принципиальную схему привода, с целью улучшения его энергетических характеристик, то есть повышения КПД.

Перечень условных обозначений, символов, единиц и терминов

Наименование параметра	Обозначение	Единицы измерения
Ориентировочная производительность насоса	Q	л/мин
Суммарный коэффициент местных сопротивлений	ξ
Длина трубопроводов	L
Передаточное число между двигателем и насосом	i1
Частота вращения вала электродвигателя	nд	мин-1
КПД редуктора насоса	ŋ1
КПД насоса;	ŋ
Объемный КПД насоса	ŋ0
Частота вращения выходного вала	nр	мин-1
Крутящий момент на выходном валу	Mр	Н∙м
Передаточное число между ГД и выходным валом;	i2
КПД редуктора гидродвигателя	ŋ2
КПД гидродвигателя	ŋгд
Объемный КПД гидродвигателя	ŋог
Усилие на штоке	T	Н
Скорость движения поршня	V
Диаметр поршня СЦ	Dп
Диаметр штока	dш
Механический КПД СЦ	ŋмц
Объемный КПД СЦ	ŋоц

Список использованных источников

1. 
   Беляев А.Е., Красноштанов С.Ю. Основные расчетные зависимости и методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Гидромеханика» для студентов горных специальностей. Учебное пособие. – Иркутск: ИрГТУ. – 2014.
   
2. 
   Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств / М.В. Кулаков. – М. : Машиностроение, 1982. – 380 с.
   
3. 
   2. Ящерицын П.И. Тонкие доводочные процессы обработки деталей машин и приборов / П.И. Ящерицын, А.Г. Зайцев, А.И. Борботько. – Минск : Наука и техника, 1976. – 182 с.