Расчёт гидропривода. авес 31. Расчет гидропривода

• Название: Расчет гидропривода
• Анкор: Расчёт гидропривода
• Дата: 22.05.2020
• Размер: 455.34 Kb.
• Имя файла: авес 31.docx
• Тип: Курсовая; #124550

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВО

Дагестанский государственный технический университет

Факультет НГиП

Кафедра ЭиООТиХНГиПП

Курсовая работа

По дисциплине:

«Гидромашины и гидропневмопривод»

На тему:

«Расчет гидропривода»

31 - вариант

Выполнил:ст-т 4 курса Г434гр.

Абдурагимов М.Р.

Проверил: профессор

Ибрагимов А.И.

Махачкала 2017



Исходные данные

Нагрузка на рабочем органе, Н	8000
Рабочая подача, м	0,6
Скорость быстрого подвода, отвода, м/с	0,1
Диаметры поршня, м	0,12
q 106 м/с	-
Lвс, м	0,3
Lн, м	2,2
Lc, м	1,4

Содержание

1. 
   Порядок конструирования и расчета гидравлического привода……………5
   
2. 
   Выбор давления в гидросистеме…………………....…………………………8
   
3. 
   Выбор насоса гидропривода………………………………………..…….……9
   
4. 
   Выбор агрегатов управления, предохранения и вспомогательных
   

агрегатов гидропривода………………………………………………………12

5. 
   Выбор марки масла и расчет трубопроводов……………………….……….14
   
6. 
   Определения потерь давления……………………………………….……….16
   

Заключение…………………………………………………………………….19

Список литературы……………………………………………………………20

1. 
   Порядок конструирования и расчета гидравлического привода.
   

Система гидравлического привода состоит из насосного агрегата, ис­полнительного силового гидроагрегата, агрегатов распределения, агрегатов предохранения системы от перезагрузок, агрегатов очистки и хранения жидко­сти, трубопроводов. В некоторые гидросистемы включаются вспомогательные гидроагрегаты: обратные клапаны, гидравлические замки, клапаны разъема и т.д.

Исходными данными для расчета гидропривода являются:

а) для гидропривода, у которого исполнительный механизм должен со­вершить возвратно - поступательные движения - необходимое условие – F_в, скорость перемещения поршня– ϑ, величина хода исполнительного механизма–L_П; пределы рабочих температур - в °С, длины участков трубопровода.

б) для гидропривода, у которого исполнительный механизм должен совершить вращательный движение - необходимый максимальный крутящий мо­мент – М_макс, Н м, число оборотов в минуту - n, предел рабочих температур, рабочий объем гидромотора, длины участков трубопровода.

Расчет гидропровода начинается с составления схемы гидропровода. В настоящем пособии предложены уже разработанные схемы в соответствии с вариантами задания.

В качестве силового гидроагрегата принимается:

а)поршневой или плунжерный гидроцилиндр при возвратно поступа­тельном движении исполнительного механизма;

б)гидромотор или поворотный лопастной механизм при вращательном движении.

Необходимая энергия сообщается жидкости насосом. Наиболее часто применяются либо лопастные, либо шестеренные насосы. Поршневые насосы следует применять только тогда, когда создаваемые лопастными и шестерен­ными насосами давления оказываются недостаточными.

Для управления исполнительными механизмами применяются золотни­ковые или крановые распределители. Управление ими может быть либо руч­ным, либо электромагнитным, либо электрогидравлическим. Способ управле­ния зависит от величины применяемого в системе давления и от вида управле­ния - непосредственного или дистанционного. При длительных остановках системы следует предусмотреть возможность разгрузки насоса.

Если в системе включено несколько исполнительных механизмов, кото­рые должны работать неодновременно, то следует рекомендовать применениемногозолотниковыхраспределителей, автоматически отключающих нагнетательную магистраль от сливной при включении любого золотника. Гид­равлические распределители и панели управления выпускаются со встроенны­ми предохранительными клапанами.

Для изменения скорости движения исполнительного механизма в схему гидропривода включаются дроссели, изменяющие величину гидравлического сопротивления потоку жидкости, либо используются регулируемые насосы. При необходимости устранения влияния нагрузки на скорость поршня приме­няются дроссели с регулятором.

Для предотвращения аварии при недопустимом повышении давления в гидросистеме в схему включаются предохранительные клапаны. Эту же функ­цию, помимо своего основного назначения выполняют также переливные кла­паны. При необходимости снижения давления на каком - либо участке системы и поддержания его на строго определенном уровне используются редукцион­ные клапаны.

Зачастую в гидравлическую систему включается аппаратура, имеющая специальное назначение. Сюда относятся клапаны синхронизации движения и делители потока для согласования скоростей параллельно включенных испол­нительных механизмов, поддерживающие клапаны для предотвращения паде­ния вертикально движущихся поршней при обратном ходе; обратные клапаны, допускающие проход жидкости только в одном направлении, аварийные клапа­ны, автоматически переключающие исполнительные гидроагрегаты на другую систему при выходе из строя основной, клапаны разъема, предотвращающие вытекание жидкости из системы приразъединение ее, реле давления, сигнали­зирующие о достижении определенного давления в системе и т.д. Контроль за давлениями в системе осуществляется манометрами.

Для очистки масла от механических примесей в системе гидропривода устанавливаются фильтры. Как правило, устанавливается два фильтра: фильтр грубой очистки на всасывающей магистрали и фильтр тонкой очистки на на­гнетательной или сливной магистрали.

Соединение отдельных агрегатов гидросистемы осуществляется трубо­проводами и рукавами. Первые применяются при жестком креплении агрега­тов, вторые - при подвижном.

при конструировании гидроприводов рекомендуется применение серий­ных агрегатов, выпускаемых промышленностью.

2. Выбор давления в гидросистеме

Давление в гидросистеме до 1,4 МПа называется низким, от 1,4 до 3,5 МПа - средним, от 3,5 до 8,4 МПа - средне - высоким, от 8,4 до 21 МПа - вы­соким и выше 21 МПа - весьма высоким.

Необходимое давление в силовом гидроцилиндре при известном диаметре Д_п определяется из выражения:



= 707714Па
Давление Р_н развиваемое насосом, определяется рабочим давлением в напорной полости гидродвигателя Р_р и потерями в аппаратуре и трубопроводах

Р_н = Р_р + ∑ΔP

∑ΔP=(0,25+0,25+0,45+0,25) 0,708=0,885 МПа.

Где 0,45 – потери давления при прохождении через дроссель

0,25 – потери давления при прохождении через два реверсивных распределителя и один обратный клапан

Р_н = Р_р + ∑ΔP =0,708+0,885=1,593МПа

Полученное значение давления Р_н корректируют по номинальному ряду давлений в большую сторону по (таблице 2), Р_{н. ном}= 2,5 МПа.

Предохранительный клапан гидросистемы настраивается на давление

Р_кл=Р_н + (0,2÷0,30) МПа

Р_кл= Р_н +0,25=1,593+0,25=1,843МПа

3. Выбор насоса гидропривода

Насос выбирается в зависимости от двух параметров: давление Р_н и про­изводительности Q_н (приложение 5)

Давление насоса Р_н определяемого настройкой переливного клапана, выбирается по возможности меньшим, достаточным лишь для преодоления на­грузки на поршень и гидравлических сопротивлений в трубопроводе и аппара­туре (золотниках, клапанах, дросселях и т.д. (по табл.1)

При этом надо учесть, что потребное давление может оказаться большим при преодолении нагрузки меньшей максимальной, но при большей скорости движения исполнительного механизма. В этом случае могут возрасти по­тери в гидравлических сопротивлениях.

Необходимое давление Р_н, которое должен развить насос определяется по данным, приведенным в разделе 3.1

Производительность насоса должна обеспечить необходимый расход для исполнительного силового агрегата и возместить потери (утечки в зазорах гидроагрегатов).

Производительность насоса при дроссельном способе регулирования определяется из выражения

Значение выбирается в пределах (0,5 + 0,7) м³/с
Величина определяется исходя из наибольшей скорости движения поршня гидроцилиндра

=

Объемные потери определяются для каждого аппарата и гидродвигате­ля, расположенного по пути движения рабочей жидкости, и затем суммируют­ся.


Объемные потери для одного аппарата или гидродвигателя определяются из выражения



+
Объемная потеря расхода при прохождении через напорный клапан:

7

Объемная потеря расхода при прохождении через реверсивный распределитель:

3

Объемная потеря расхода при прохождении через реверсивный распределитель:

3

Объемная потеря расхода при прохождении через дроссель:

2
+
Величина выбирается из табл. 3, а - из табл.1, утечки учтены через дроссель распределитель.


1,7
При выборе насоса необходимый расход принимается равным

1,5*170* =255* 0,00255

Рассчитанный расход корректируется по номинальному ряду расходов в большую сторону (табл.2).

Насос выбирается по возможности меньшим с запасом производитель­ности 3÷6 л/мин. Запас необходим в следствии того, что производительность покупных лопастных и шестеренных насосов может быть на 10% ниже средне­го значения, указанного в паспорте, если рабочее давление насоса меньше наи­более допустимого , то запас может быть меньше, так как в паспортах насосов указывается производительность при максимальном паспортном давлении .

Мощность электродвигателя насоса

= =5,72кВт

где максимальное рабочее давление насоса, Н/м³

производительность насоса, м³/с

к.п.д. насоса.

4. Выбор агрегатов управления, предохранения и вспомогательных

агрегатов гидропривода

Эти агрегаты выбираются в зависимости от своего назначения, допус­каемого максимального давления и допускаемого максимального расхода .

Технические характеристики, краткие рекомендации по использовании того или иного типа вышеуказанных агрегатов приведены в приложениях

7,8,9,10,11.

Тип крана– трехпозиционный кран с электродистанционным управлением

Марка заводская 61770100

По классификации ЭНИМСа --

Наибольшее давление –75

Наибольший рекомендуемый расход --

Примечание – Электромагнит 27 вольт

Марка рабочей жидкости – АМГ-10
Тип дросселя –Дроссель с регулятором стыкового соединения;

Марка дросселя – ПГ55-22

Давление

Максимальное – 200

Минимальное---

Разность давлений на входе и выходе –----

Расход

Максимальный – 20

Минимальный –0,06

Марка клапана

Тип клапана – обратный клапан присоединение фланцевое

Заводская – 15-01

По классификации ЭНИМСа – Г51-24

Давление

Номинальное – 200

Максимальное ---

Минимальное – 3

Потери – 1,5

Перепад ---

Расход л/мин

Номинальное ---

Максимальное – 140

Минимальное ---

5. Выбор марки масла и расчет трубопроводов.

В качестве рабочих жидкостей в промышленных гидроприводах чаще всего используются минеральные масла на нефтяной основе.

Характеристика масел и жидкостей для гидросистем приведены в табл.4.

Следует выбирать масла с оптимальной вязкостью. Основным критери­ем, определяющим возможность применения той или иной жидкости в качестве рабочей, является соответствие вязкости давлению и температуре эксплуатации гидропривода.

В промышленных гидроприводах при температуре 50°С рекомендуется вязкость:

при давлении до 7 МПа - (20÷30)10^-6 м²/с

Выбираем масло по табл.4.

Масло Индустриальное 30 ГОСТ 1707-51,

плотность 886-916

Расчет трубопроводов включают в себя выбор параметров труб, гибких рукавов и их присоединений, а также определение потерь напора в них.

Расчет внутреннего диаметра труб ведется по трем формулам и выбира­ется наибольшее значение.

Во всасывающем трубопроводе допускается скорость потока 0,5÷2 м/с (большие значения в случаях, если насос расположен низко или даже под уров­нем масла, и если нет приемного фильтра). В напорной магистрали допускается скорость 3 м/спри давлении 2,5 МПа и скорость 5м/с при давлении 10 МПа, На отдельных коротких участках длиною менее 100d_вскорость потока допускает­ся до 7÷10 м/с, в сливном трубопроводе - 2 м/с.

Внутренний диаметр трубы, исходя из максимальной допускаемой ско­рости потока масла в трубе.

= 0,035м

= =0,033м

= =0,033м

где допускаемая скорость потока

Согласно ГОСТу 6516-80 наибольшее значение , округляем до 0,04м

Понятно, что для всасывающего трубопровода округлить нужно до

ближайшего большего значения.

После выбора диаметра трубопровода находят действительную среднюю скорость жидкости



= = 2,03
= = 2,03
= = 2,03

6. Определение потерь давления

Основная задача при расчетах трубопроводов систем гидровпроводов заключается в определении величины гидравлических потерь.

Потери напора в системе гидропривода слагаются из потерь по длине в трубопроводе ΔP_В, потерь местных (колена, расширения, сужения и т.п.) ΔP_М и потерь в отдельных агрегатах гидросистемы, т.е.



где сумма потерь напора во всех местных сопротивлениях;

сумма потерь напора во всех агрегатах гидропривода.

Потери давления в трубопроводах длиной L рассчитываются для каждо­го участка отдельно по общей формуле



=0.036 * = 4930 Па

=0,046 * = 12226 Па

=0,046 * = 7781 Па

где плотность жидкости, кг/м3,

коэффициент гидравлического трения.

Коэффициент гидравлического трения зависит от режима течения жидкости, материала и шероховатости трубопровода.

Режим течения жидкости определяется числом Рейнольдса


= =2706

= =3300

= =3300

где у - кинематический коэффициент вязкости жидкости.

Критическое значение числа Рейнольдса для круглых трубопроводов равно -2000, для резиновых рукавов - 1600.

Универсальной формулой по определению сопротивления шероховатых труб при ламинарном режиме течения жидкости

= =0,043

= =0,042

= =0,042
Несколько характерных значений Δ, мм приведены в таблице 6.

Средняя высота микронеровностей для трубопроводов

Коэффициент гидравлического трения для резиновых труб может быть рассчитан по следующим эмпирическим зависимостям:

- ламинарный режим

-турбулентный режим

Установленные в линии местные гидравлические сопротивления явля­ются источниками гидравлических потерь, величина которых может быть учте­на выражением

= = 3544 Па

= = 3987 Па

=0,5*4=2

=0,5*2=1

= + =7,531 кПа

где коэффициент гидравлического сопротивления устройства, кото­рый зависит от его типа, конструкции и определяется по справочным данным. Значение для некоторых типичных устройств систем гидроприводов приведены в таблице 7.

Сумма потерь напора во всех агрегатах гидропривода опр-ся:

= + =0,65МПа

Потери по длине опр-ся:

= + =12226+7781=20007 Па

=20007+7531+650000=670538=0,671МПа

Таким образом, напор развиваемой насосом должен быть . Полученное значение сравнивают с давлением развиваемым насосом по его характеристике.Значение должно быть меньше или равным развивае­мому по характеристике давлению.

= 1,593 0,708 + 0,671 ;МПа

1,593≥1,38МПа данное значение является допустимым

Р_Н

L

L_H L_C

Заключение

Входе выполнения курсовой работы мы глубже про­работали и освоили теоретическую часть курса, получили навыки в чтении и со­ставлении схем гидропривода. От грамотного схемного решения зависит работоспособность проектируемого оборудования, его удобство в эксплуатации и ремонте.

Для этого мы изучили назначение, принцип действия, работу и различные варианты включения в систему нормализованных гидроаппаратур, насосов, гидродвигателей и вспомогательных устройств.

Список литературы

1.ИбрагимовА.И. Гидромашины, гидропневмопривод и электропривод. Методические указания к курсовой работе —Махачкала- 2013.