Методика расчета системы гидропривода

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Согласно разработанной схеме произвести расчет гидропривода. Для этого из таблицы 4 выбрать исходные данные своего варианта.

Таблица 4. Исходные данные для расчета гидропривода

                                                                                      Продолжение таблицы 4

 3.1 Основные зависимости для расчета гидросистем

Порядок расчета гидропривода может быть различным. При определении основных расчетных параметров рекомендуется использовать литературные данные [1, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 13]. С целью сокращения объема труда наиболее распространенные зависимости определения параметров гидросистем, а также последовательность расчетов приведена в таблице 5. Принятые условные обозначения приведены в приложении В.

Таблица 5. Рекомендуемые зависимости определения основных параметров гидросистем

                                                                                      Продолжение таблицы 5

1		2	3		4
3-4		Максимальный расход жидкости для гидро­при­вода с гидромото­ром (предв. расчет)	(1,2…1,3)∙ ωmax ∙g		м3/с
3-5		Внутренний диаметр гидролинии	di ≥1,13 ∙Qmax		м
3-6		Число Рейнольдса	Rei = υi ∙ di / ν		безразмерное
3-7		Коэффициент потерь для ламинарного потока	λ i = K / Rei, где К=75 – для жестких трубопроводов К=150 – для гибких шлангов		то же
3-8		Коэффициент потерь для турбулентного потока			то же
3-9		Потери давления по длине			Н/м2=Па
3-10		Потери давления на местных сопротивлениях			Н/м2=Па
3-11		Суммарные потери давления	∑∆P =∑∆Pei +∑∆PMi		Н/м2=Па
2 Расчет параметров гидропривода
3-12	Давление, развиваемое насосом		Рн =Р1 + ∑∆P	Н/м2=Па
3-13	Давление в напорной полости гидроцилиндра			Н/м2=Па
3-14	Силы трения в уплотнениях и направляющих		∑T = 0,1R	Н
3-15	Давление в напорной полости гидромотора		, где       ∑Mтр ≈ 0,1 Мп	Н/м2=Па     Н∙м   Н∙м

Продолжение таблицы 5

1		2	3	4
3-16	Производительность насоса (дроссельный способ регулирования)		где Qкл=(5..7)∙10-5		м3/с   м3/с
3-17	Производительность насоса (объемный способ регулирования)		Для зажимных устройств производительность насоса определяется исходя из заданного времени срабатывания (2…5 с)	м3/с
3-18	Расход жидкости, потребляемой гидродвигателем			м3/с
3-19	Расход жидкости, потребляемой гидроцилиндром: -при прямом ходе -при обратном ходе		Qmax1=Vmax1∙ Sэф1  Qmax2 = Vmax2 ∙ Sэф2	м3/с м3/с
3-20	Объемные потери на одном элементе гидропривода		∆Qi=Кут ∙ ∆P	м3/с
3-21	Перепад давлений: -на гидродвигателе -на аппарате		∆P=Р1-Р2 ∆P=Рвх-Рвых	Н/м2=Па Н/м2=Па
3-22	Мощность, потребляемая насосом		где ηг=1, Pкл=Рн+(0,2..0,3)	Н∙м/с=Вт   безразм. Н/м2=Па
3-23	Мощность приводного электродвигателя		Nэ=Nн/ ηэ, где ηэ =0,85…0,95	Н∙м/с=Вт безразмер.
3. Тепловой расчет гидропривода
3-24	Мощность, расходуемая на нагревание жидкости		NT= Nн ∙ (1-ηc), где ηc =0,4..0,6	Н∙м/с=Вт
3-25	Тепловой поток, идущий на нагревание жидкости		QT=NT	Н∙м/с=Вт

Продолжение таблицы 5

1			2		3	4
3-26	Тепловой поток, отводимый через охлаждающую поверхность бака				QT = α ∙ SБ ∙ ∆to, где ∆to= toм- toо, toо = (15…20)оС, toм = 60оС α = 4,5…7 – для гидробака, расположенного в нише или вблизи стен в помещении; α = 12…17 – расположенного на открытых местах; α = 17…23 – при охлаждении поверхности бака вентилятором	Н∙м/с=Вт   град(оС) град(оС) град(оС) Вт/м2град     Вт/м2град     Вт/м2град
3-27	Объем масла в баке, выраженный через площадь поверх­ности теплоотдачи					м3
3-28	Объем масла в баке (предварительный расчет)				VM = (120…180) ∙ Qн Если величина VM, вычисленная по формуле (3-27), значительно превышает VM, определенную по формуле (3-28), в гидроприводе необходима установка теплообменника	м3
4. Расчет фильтра
3-29	Активная площадь фильтра				, где ∆P = (0,05…0,15) МПа	м2   Н/м2=Па
5. Расчет аккумулятора
3-30		Пружинный аккумулятор		C∙h=(Pmax – Pmin)∙Sл где Pmax/ Pmin≤ 1,3
3-31		Наибольший объем жидкости, накапливаемой в пружинном аккумуляторе				м3

                                                                                      Продолжение таблицы 5

Местные сопротивления, помимо локальных сопротивлений в трубопроводах включают в себя и гидравлическое сопротивление элементов гидроаппаратуры. Эти сопротивления являются паспортными характеристиками гидроаппаратов, величины их следует производить в 2 этапа:

1. По усредненным данным (таблица 11) назначить ориентировочное падение давления на гидроаппарате.

2.  После конкретизации типа гидроаппарата уточнить его сопротивление по его паспорту или по литературным данным.

В итоге общие потери давления состоят:

∑∆P =∑∆P_l +∑∆P_M = ∑∆P_l + (∑∆P_г.а. +∑∆P_м.т.), где

∑∆P_г.а. – потери давления на всех гидроаппаратах;

∑∆P_м.т – потери давления на местных сопротивлениях в трубопроводе.

3.2 Рекомендуемая последовательность расчета гидросистем

3.2.1 Выбрать рабочую жидкость по рекомендациям таблицы 6 или по [6, 9, 10, 12] и по зависимостям (3-1 и 3-2) определить ее характеристики.

Таблица 6. Характеристики некоторых рабочих жидкостей, используемых в гидросистемах.

3.2.2 Определить скорости течения жидкости в элементах гидропривода (таблица 7 или [7,9,10,12])

Таблица 7. Рекомендуемые скорости движения жидкости в элементах гидропривода

Согласно данным таблицы 7 и в соответствии с зависимостями (3-3 и 3-4) определить (предварительно) расход жидкости, проходящей по магистралям гидропривода.

При расчете привода с гидромотором следует помнить, что в задании предусмотрено линейное перемещение исполнительного органа. Поэтому необходимо разработать принципиальную схему преобразования вращательного движения в поступательное и согласно ей определить частоту вращения ротора гидромотора. Все необходимые для расчета данные принять конструктивно.

3.2.3 Определить внутренний диаметр гидролинии на всех участках, используя зависимость (3-5) и округлить согласно нормальному ряду внутренних диаметров гидросистем (таблица 8).

Таблица 8. Нормальный ряд внутренних диаметров гидролиний гидросистем

3.2.4 Применяя зависимости (3-6)-(3-9) и данные таблицы 9 и [5] определить потери давления по длине для каждого участка гидросистемы.

Таблица 9. Шероховатость внутренней поверхности гидравлических труб, рукавов и шлангов

Конструктивные особенности рассчитываемой гидравлической системы (длины гидравлических линий, число и типы разветвлений, типы труб и шлангов, виды соединений) принять самостоятельно, согласно [2,9,10, 11,12].

3.2.5 Определить потери давления на местных сопротивлениях по зависимости (3-10), таблице 10 и [6, 9, 10].

Таблица 10. Коэффициенты местного сопротивления некоторых гидравлических элементов

3.2.6 По зависимости 3-11 и таблице 11 определить суммарные потери давления.

Таблица 11. Падение давления на некоторых элементах гидропривода

3.2.7 Используя зависимости (3-12)-(3-15) определить давление, развиваемое насосом.

3.2.8 Рассчитать производительность насоса, применяя зависимости

(3-16)-(3-22), данные таблиц 12, 13 и округлить до ближайшего по нормальному ряду (таблица 14). Выбрать насос [6, 1, 13, 14].

Таблица 12. Коэффициенты утечек жидкости в гидроаппаратуре

Таблица 13. К.п.д. основных типов насоса

Таблица 14. Номинальный расход насосов

3.2.9 Рассчитать электродвигатель по зависимости 3-23 и определить общий к.п.д. (см. табл. 13), выбрать электродвигатель [10], причем частота его вращения должна соответствовать числу оборотов ротора выбранного насоса.

3.2.10 Применяя зависимости (3-24)-(3-28) и используя [12, 14] выполнить работу гидропривода.

3.2.11 Рассчитать фильтр по зависимости 3-29 используя данные таблицы 15 или [9, 10] и выбрать стандартный [6, 11].

Таблица 15. Коэффициенты проницаемости фильтрующих материалов

3.2.12 Используя зависимости (3-30)-(3-32) и данные [12, 15] произвести расчет гидроаккумулятора.

3.2.13 Согласно определенным параметрам выбрать аппаратуру [6, 10,13].

3.2.14 По результатам расчета построить график потерь давления на напорном и сливном трубопроводе.

4 ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Графическая часть самостоятельной работы состоит:

4.1 В выполнении выбранной принципиальной гидравлической схемы согласно правилам действующей технической документации.

4.2 В разработке конструкции одного из устройств предполагаемого гидропривода (насос, гидромотор, насосная станция и т.п.).

4.3 В разработке конструкции соединений трубопроводов с различными гидравлическими аппаратами с использованием стандартных и оригинальных решений.

4.4 В построении графика потерь давления при движении жидкости по одной из гидравлических линий..

5 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Пояснительная записка оформляется согласно действующим правилам

оформления технической документации [15].

В пояснительной записке должно быть приведено:

5.1 Задание на выполнение самостоятельной рабоы с приведением схем и эскизов необходимой гидроаппаратуры и ее условным изображением.

5.2 Анализ работы каждого гидроаппарата и место его установки.

5.3 2-3 варианта принципиальной гидравлической схемы. Анализ их работы с указанием достоинств и недостатков и на его основе выбор основной схемы.

  5.4 Расчет гидропривода, выполненный по методике, приведенной в разделе 3 или по любой другой методике.

5.5 График потерь давления в гидросхеме.

5.6 Перечень выбранной гидравлической аппаратуры с указанием стандарта и основных рабочих характеристик.

5.7 Выводы по проделанной работе, в которых подводятся ее итоги и приводятся основные результаты расчета.

5.8 Перечень использованной литературы.

6 Перечень литературы, рекомендованной к использованию при выполнении курсовой работы

1. Никитин О.Ф., Холин К.М. Объемные гидравлические и пневматические приводы. – М.: Машиностроение, 1981. – с. 268.

2. Правила выполнения гидравлических и пневматических схем. ГОСТ 2.704-76. – с. 80.

3. Обозначения условные и графические в схемах. ГОСТ 2780-68, ГОСТ 2782-68. – с. 62.

4. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы. – М.: Машиностроение, 1970. – с. 502.

5. Дробнис В.Ф. Гидравлика и гидравлические машины. – М.: Просвещение, 1987. – с. 220.

6. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. – М.: Машиностроение, 1982. – с. 462.

7. Байбаков О.В., Бутаев Д.А., Калмыкова З.А. и др. Лабораторный курс гидравлики насосов и гидропередач. – М.: Машиностроение, 1974. – с. 414.

8. Абрамов Е.И., Колесниченко К.А., Маслов В.Т. Элементы гидропривода: справочник, изд. 2-е, перераб. И доп. Киев: Техника, 1977. – с. 320.

9. Аврутин Р.Д. Справочник по гидроприводам металлорежущих станков. – М.: Машиностроение, 1965. – с. 355.

10. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах. – М.: Машиностроение, 1979. – с. 557.

11. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика: Справочное пособие. – М.: Машгиз, 1963. – с. 560.

12. Бим-Бад Б.М., Кабаков М.Г., Прокофьев В.Н. и др. Атлас конструкций гидромашин и гидропередач. – М.: Машиностроение, 1990. – с. 126.

13. Юшкин В.В. Основы расчета объемного гидропривода. Минск: Вышэйшая школа, 1982. – с. 346.

14. Данилов Ю.А., Кирилловский Ю.Л., Колпаков Ю.Г. Аппаратура объемных гидроприводов: рабочие процессы и характеристики. – М.: Машиностроение, 1990. – с. 384.

15. Стандарт предприятия СТО НГТИ-1-2008. -Новоуральск:НГТИ, 2008.-43 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

                                                                                                 ПРИЛОЖЕНИЕ А

1 – Насос постоянной производительности с постоянным направлением потока;
2 – насос переменной производительности с постоянным направлением потока;
3 – гидромотор нерегулируемый с реверсированием потока; 4 – гидромотор неполноповоротный; 5 – гидроцилиндр двухстороннего силового действия с односторонним штоком; 6 – гидроцилиндр двухстороннего силового действия с односторонним штоком и двумя подводами; 7 – гидроцилиндр одностороннего силового действия с возвратом штока пружиной; 8 – гидроцилиндр двухстороннего силового действия с двухсторонним штоком; 9 – гидроцилиндр двухстороннего силового действия с двухсторонним штоком и тремя подводами; 10 – гидроцилиндр двухстороннего силового действия с двухсторонним штоком и четырьмя подводами; 11 – предохранительный клапан прямого действия (напорный золотник);
12 - предохранительный клапан непрямого действия; 13 - редукционный клапан;
14 – напорный золотник с обратным клапаном с управлением от основного потока; 15 – дроссель регулируемый; 16 – регулятор скорости с редукционным клапаном;
17 – регулятор скорости с редукционным клапаном;

 Продолжение приложения А

18 – дроссель регулирования с обратным клапаном; 19 – обратный клапан;
20 – распределитель 2/2 с ручным управлением; 21 – распределитель 2/2 с управлением от электромагнита и пружинным возвратом; 22 – распределитель 2/2 с управлением от кулачка и пружинным возвратом; 23 – распределитель 4/2 с управлением от двух электромагнитов; 24 – распределитель 4/2 с управлением от электромагнита и пружинным возвратом; 25 – распределитель 4/2 с гидравлическим управлением; 26 – распределитель 4/2 с ручным управлением; 27 – распределитель 3/2 с управлением от электромагнита и пружинным возвратом; 28 – распределитель 4/2 для дифференциального включения с управлением от двух электромагнитов;
29 – распределитель 3/2 с управлением от кулачка и пружинным возвратом;
30 – распределитель 5/2 с раздельным сливом, гидравлическим управлением и регулированием времени срабатывания; 31 – распределитель 4/3 с соединением на бак нагнетательной линии и запертыми отводами при среднем положении золотника.

Продолжение приложения А

32 - распределитель 4/3 с соединением нагнетательной линии и обоих отводов на бак при среднем положении золотника; 33 – распределитель 4/3 с запертыми отводами при среднем положении золотника; 34 – распределитель 4/3 с соединением обоих отводов на бак и запертой нагнетательной линией при среднем положении золотника; 35 – распределитель 4/3 с соединением нагнетательной линии и обоих отводов на бак при среднем положении золотника с электрогидравлическим управлением; 36 – распределитель 4/3 с соединением нагнетательной линии и обоих отводов на бак при среднем положении золотника с электрогидравлическим управлением и дроссельным регулированием времени срабатывания; 37 – реле давления; 38 – фильтр для очистки жидкости; 39 – маниметр; 40 – бак;
41 – гидравлический аккумулятор.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии