Курсовая работа: Разработка привода и системы управления путевой машины
![](/file/7d5aacc146456be8f3642.jpg)
🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Разработка привода и системы управления путевой машины
Курсовая работа по дисциплине «Приводы и системы управления путевой машины»
(дата проверки) (дата сдачи на проверку)
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________________ ___________________________
(запись о допуске к защите) (оценка, подписи преподавателей)
1 Обзор приводов и систем управления путевых машин. Обоснование принятых схем и решений
3 Расчет параметров привода транспортера
4 Разработка принципиальной гидравлической схемы машины
5 Расчет параметров и подбор элементов гидропривода
6 Расчет параметров и подбор механических компонентов привода и электродвигателей
1 Обзор приводов и систем управления путевых машин. Обоснование принятых схем и решений
Выбор типа привода является одной из важнейших задач, которое необходимо решать при создании путевой машины. Тип привода определяется: характером загрузки привода, кинематикой перемещения, скоростью и другими характеристиками рабочего органа; условиями эксплуатации, механических воздействий, ресурсов и экономичности.
На путевых машинах применяются три типа привода: гидравлический, электрический и пневматический.
Наиболее распространен гидравлический привод. У гидропривода небольшие габариты и масса гидроагрегатов, простая конструкция защиты узлов от перегрузок, он легко управляется; может передавать большие усилия и мощности, обладает малой инерцией, высокой приемистостью, имеет небольшое время запаздывания при исполнении командных сигналов, малые маховые массы гидродвигателей вращательного действия (10-12% маховых масс электродвигателей той же мощности). Эти приводы широко применяются на путевых машинах, вытесняя пневмо- и электроприводы.
Недостатки гидропривода: большая жесткость внешних характеристик, требует высокой точности изготовления элементов (возможны утечки рабочей жидкости), проникновение воздуха в рабочую жидкость с нарушением равномерного движения гидроагрегатов.
Существуют объемные и гидродинамические гидроприводы, В первых в качестве выходного звена используют гидроцилиндры (путеукладчики, шпалоподбивочные машины и др.) и гидродвигатели. Гидродинамические приводы применяются для передачи и изменения крутящего момента в ходовых трансмиссиях мотовозов и дрезин.
Наиболее распространенные объемные гидроприводы по системе питания насосов – открытые, закрытые и комбинированные.
Открытая система проста, обеспечивает хорошие условия для охлаждения и отстоя жидкости, но в ней возможна кавитация, в нее проникает воздух; она имеет большие габариты. У закрытой системы давление при всасывании выше атмосферного, что предотвращает кавитацию и позволяет использовать скоростные малогабаритные насосы. Исключено попадание воздуха в систему. Закрытая система сложнее; в ней хуже охлаждается рабочая жидкость. В комбинированной системе часть отработавшей жидкости в гидродвигателе сливается в резервуар, а другая часть вместе с жидкостью, подаваемой подпиточным насосом, поступает в основной насос.
Электрический привод широко применяют на путевых машинах. Используют двигатели переменного и постоянного тока. Наиболее распространены электродвигатели переменного тока асинхронные с короткозамкнутым ротором. Для поступательного перемещения рабочих органов путевых машин широко используют сочетание электродвигателя, редуктора (червячного, конического, цилиндрического) и винта. Такой привод установлен на электробаластерах, выправочно-подбивочно-отделочных машинах, щебнеочистительных машинах. Его достоинства – простота, надежность, реверсивность, компактность при большой нагрузочной способности, возможность обеспечения большой точности перемещений, а также автоматизации управления рабочим органов. Недостатки – большие потери на трение и низкий К.П.Д., невозможность применения при больших скоростях перемещения.
Пневматический привод применяют на снегоочистительных, снего- и землеуборочных машинах, стругах, путеизмерителях, рельсошлифовальных вагонах. На прицепных машинах, перемещаемых локомотивом, сжатый воздух и пневмоприводу поступает от компрессора локомотива, в результате чего на путевой машине нет силовой установки и компрессора, что упрощает и удешевляет конструкцию машины, облегчает уход и обслуживание. На самоходных машинах устанавливают компрессор.
Пневмосистема путевой машины состоит из подводящих воздухопроводов, соединенных с локомотивом, предохранительных клапанов, кранов управления, разводящих трубопроводов, пневмоцилиндров и пневмодвигателей. Пневмопривод прост и дешев. Его недостатки – громоздкость исполнительных механизмов и малая скорость движения поршня.
Принимая во внимание вышеизложенное, а также ориентируясь на исходные данные и условия работы, выбор останавливаем на гидравлическом приводе. Это позволит выполнить все поставленные для разработки условия, а также достаточно просто увяжется с системой управления.
Под системой управления понимается совокупность устройств и схемных решений для разрешения вопросов управления приводами и их защитой от нерабочих нагрузок. В задании оговорено, что следует предусмотреть защиту: 1) при наезде рабочим органом (транспортером) на препятствие; 2) от включения транспортера, если он не установлен в рабочее положение.
- определение производительности транспортера;
- расчет параметров и выбор ленты, барабана и роликоопор.
- гидроцилиндр изменения угла наклона транспортера закрепляется на его середине;
- угол наклона транспортера при переводе из транспортного положения в рабочее (max) равен ;
- Транспортер имеет желобчатое сечение с углом наклона боковых роликов 20˚.
Рисунок 1 – Схема для определения параметров транспортера
Производительность транспортера Q, [2]:
где скорость путевой машины, 230 м/с ; А – площадь вырезаемого балласта:
где в – ширина вырезки балласта, в=1,8м ; h – глубина вырезки балласта, h=0,75м.
где - плотность щебня с загрязнителями, .
Ширина ленты при транспортировании насыпных грузов В, м [ ]:
где - скорость ленты, предварительно принимаем по [2], ; k=240 – коэффициент, зависящий от угла естественного откоса груза [2]; =0,9 – коэффициент, зависящий от угла наклона транспортера.
Принята стандартная ширина ленты В=1200мм.
Принята конвейерная лента: Лента – 2.1 – 1200 – 4 – БКНЛ – 100 – 6 – 2 ГОСТ 20 – 85(лента типа 2.1 общего назначения с шириной 1200мм, с четырьмя прокладками из ткани БКНЛ – 100, с толщины резиновой обкладки рабочей поверхности мм и нерабочей мм).
где В – ширина ленты по расчету, м; - стандартная ширина ленты, м.
где к=140 – коэффициент для определения диаметра приводного барабана; z- число прокладок в ленте.
Принят стандартный диаметр барабана мм по ГОСТ 22644.
По насыпной плотности щебня, ширине ленты и области применения принята роликоопора [ ]: Роликоопора Ж 120 – 159 – 20 ГОСТ 22645 – 77 (роликоопора верхняя желобчатая типа Ж для ленты шириной 120 см, с диаметром ролика 159 мм и углом наклона бокового ролика ).
3 Расчет параметров привода транспортера
Цель расчета: определение мощностей привода транспортера, поворота и наклона транспортера.
Условие расчета: обеспечение на рабочих органах тягового усилия, момента для поворота и силы для наклона транспортера.
Мощность привода транспортера , кВт [2]:
где - тяговое усилие транспортера, Н[2]; =0,93 – кпд приводного барабана.
где ω=0,04 – коэффициент сопротивления; -горизонтальная проекция длины конвейера, м:
где - площадь поперечного сечения груза на транспортере, :
- погонная масса движущихся частей конвейера, кг/м:
где ρ=1100кг/м – плотность ленты; В – ширина ленты, м; δ – толщина ленты, м.
- погонная масса вращающихся частей рабочей ветви; - погонная масса вращающихся частей холостой ветви;
Мощность привода поворота транспортера , кВт [2]:
где - крутящий момент, ; - угловая скорость, .
Мощность привода наклона транспортера , кВт [2]:
где - сила на штоке гидроцилиндра, ; - скорость штока, .
Рисунок 2 – Схема для определения силы на штоке гидроцилиндра
Сумма моментов относительно точки подъема транспортера:
4 Разработка принципиальной гидравлической схемы машины
В данной курсовой работе разработана двухпоточная схема гидропривода машины. Эта схема изображена на чертеже ППМ М511.26.00.00.00.ГЗ.
Рабочий орган вращательного действия - РО1 , имеющий привод от гидромотора, рабочий орган поступательного действия - РО2 , приводимый в действие гидроцилиндром, рабочий орган вращательного действия РО3, приводимый гидромотором.
Гидродвигатели приводятся в движение от гидронасосов. Машина имеет два гидронасоса.
В приводе рабочих органов используются распределители:
В приводе РО1 распределитель с закрытым центром, управление электрогидравлическое, в приводе РО2 распределитель предназначенный для гидрозамка, управление электрическое, в приводе РО3 – с закрытым центром, управление электрическое.
Наличие у распределителей сервоуправления значительно облегчает работу машиниста.
Для включения в работу РО1 машинист нажатием на кнопку управления распределителя Р1, подает напряжение на обмотку электромагнита распределителя, распределитель переключается в рабочую позицию и направляет поток жидкости к гидромотору М1. Жидкость идет через элементы : Б-Н1-Р1-М1-Р1-ТС- АТ-Ф-Б
Для остановки рабочего органа РО1 машинист, повторным нажатием на кнопку управления Р1, размыкает электрическую цепь обмотки электромагнита, в этот момент Р1 переключается в нейтральную запирающую позицию, срабатывает клапан первичной защиты КП1, автоматически переводимый в режим переливного. Жидкость от насоса идет через элементы : Б- Н1-КП1-ТС-АТ-Ф-Б.
При включении в работу РО2 машинист нажатием на кнопку управления распределителя Р2, подает напряжение на одну из обмоток электромагнитов распределителя, распределитель переключается в рабочую позицию и направляет поток жидкости к гидроцилиндру Ц. Жидкость идет через элементы : Б-Н2-Р2-ГЗ-Ц-ГЗ -Р2 -ТС- АТ-Ф-Б
Для остановки рабочего органа РО2 машинист, повторным нажатием на кнопку управления Р2, размыкает электрическую цепь обмотки электромагнита, в этот момент Р2 переключается в нейтральную запирающую позицию, срабатывает клапан первичной защиты КП2, автоматически переводимый в режим переливного. Жидкость от насоса идет через элементы : Б- Н2-КП2-ТС-АТ-Ф-Б.
Для фиксации гидроцилиндра Ц в определенном положении при нейтральной позиции распределителя, в схему введен гидрозамок ГЗ.
Включение рабочего органа РО3 аналогично включению РО2.
Для защиты элементов системы от инерционных перегрузок при торможении, а также от реактивных перегрузок, которые могут возникнуть в запертых гидродвигателях М1,М2 и Ц, в схему включены клапаны вторичной защиты ОПК1, ОПК2 и блок БОПК3, состоящий из обратно – предохранительных клапанов. Давление настройки клапанов вторичной защиты выше давления настройки первичной защиты на 2МПа.
Вторичная защита РО1 и РО3 установлена между силовыми линиями гидродвигателя за распределителем. Вторичная защита РО2 установлена между гидродвигателем и гидрозамком.
Клапан ОПК1 срабатывает, в момент торможения РО1, когда вал гидромотора вращается по инерции, мотор переходит в режим насоса. Тогда жидкость идет через элементы:
Клапан ОПК2 срабатывает при перегрузке в поршневой полости. Жидкость идет через элементы:
Блок БОПК3 срабатывает в момент торможения РО3, когда вал гидромотора вращается по инерции, мотор переходит в режим насоса. Тогда жидкость идет через элементы:
Гидросистема защищена от активных и инерционных перегрузок с помощью клапанов первичной защиты КП1 и КП2. При срабатывании КП1 рабочая жидкость идёт: Б -Н1-КП1-ТС-АТ-Ф1-Б, при этом гидромотор и рабочий орган останавливаются.
Данный клапан является управляемым, непрямого действия. Клапан подсоединяется входом к напорной линии насоса, а выходом со сливной линией, до фильтра.
Работа клапана КП2 аналогична работе КП1.
Для охлаждения рабочей жидкости в летний период в сливную линию перед блоком фильтров включён теплообменный аппарат АТ, который поддерживает температуру РЖ +70 0С.
Перед АТ установлен термостат. Он срабатывает при повышении температуры жидкости выше +50 0С и направляет ее поток через АТ.
Установка манометров МН1 и МН2 позволяет машинисту контролировать давление в напорных линиях. Температура контролируется с помощью термометра Т, установленного в баке Б.
Чистота РЖ обеспечивается непрерывной фильтрацией полнопоточным фильтром Ф1. Засоренность фильтра машинист может контролировать при помощи контрольной лампы, связанной с датчиком, установленном в фильтре.
Для диагностирования гидроаппаратуры машины в гидросхему включены быстроразъемные соединения БР1 –БР9.
Заправка бака рабочей жидкостью осуществляется внешним насосом, через фильтр.
5 Расчет параметров и подбор элементов гидропривода
Цель расчета: определение параметров и выбор дизеля, насоса, гидродвигателей, рабочей жидкости, трубопроводов, распределителей, фильтров, предохранительных клапанов и других элементов.
Условие расчета: обеспечение на рабочих органах заданных движущих сил, вращающих моментов, скоростей и перемещений при установившейся работе гидродвигателей и оптимальной температуре рабочей жидкости.
Определение номинального давления. Выбор насосов и их параметров
Номинальное давление для насоса привода транспортера, МПа:
где - мощность привода транспортнра, кВт.
Номинальное давление для насоса привода поворота транспортера, МПа:
Номинальное давление для насоса привода наклона транспортера, МПа:
Принято номинальное давление из наличия комплектующих .
где η=0,75 – значение полного кпд новой гидропередачи.
Для приводов выбран аксиально-поршневой насоса 310.28. Для привода поворота и наклона аксиально-поршневой насоса 310.12. Насос выбран по необходимой мощности на их валу. Характеристики насосов сведены в таблицу 1.
Таблица 1 – Характеристики аксиально-поршневых насосов с наклонным диском
где - необходимая мощность привода насоса на его валу, Вт; - рабочий объём насоса, м3; - объёмный КПД насоса; - номинальное давление; - полный КПД насоса.
Проверим полученную частоту по условию:
Насос Н1: 6,7<31<50– Условие выполнено.
Насос Н2: 6,7<12,9<66,7– Условие выполнено.
Насос Н3: 6,7<11,9<66,7 – Условие выполнено.
Производительность, выбранных насосов , м3/с:
Выбор гидромотора привода транспортера
Необходимая мощность на валу мотора , кВт:
где - КПД привода рабочего органа; - мощность привода транспортера.
По мощности на валу мотора выбраны моторы аксиально-поршневые с наклонным диском типа 310.28 для привода конвейера, для привода наклона конвейера 310.12.
Таблица 2 – Характеристика мотора аксиально-поршневого с наклонным диском типа 310.28
Частота вращения вала гидромотора , об/с:
Выбор гидроцилиндра привода наклона транспортера
При наклоне транспортера гидроцилиндр работает на выдвижение, должно соблюдаться условие:
где - кпд цилиндра гидромеханический; - сила на штоке гидроцилиндра, Н; - диаметр поршневой полости гидроцилиндра, м.
Решая данное уравнение относительно диаметра D, подберем цилиндр для передачи.
Так как цилиндры с данным диаметром не выпускают, то, учитывая ход поршня, принят стандартный гидроцилиндр ГЦО – 50х32х630 со следующими параметрами: ; ; , при , с креплением на проушине.
Таблица 3 – Характеристики рабочих жидкостей
Необходимый внутренний диаметр трубопровода , м:
где - производительность соответствующего насоса, м3/с; допустимая скорость течения жидкости.
Выбор напорных трубопроводов: =5 м/с.
где - внутренний диаметр; - допускаемое напряжение разрыва; - предел прочности (для стали 20 ); - максимальное давление жидкости, МПа .
Внутренний диаметр напорного трубопровода , м:
Выбор сливных трубопроводов: =2 м/с.
где - -суммарная производительность насосов.
Принят стандартный наружный диаметр = 32мм.
Внутренний диаметр сливного трубопровода , м:
Внутренний диаметр сливного трубопровода .
Выбор всасывающих трубопроводов: =1 м/с.
Принят стандартный наружный диаметр = 51мм.
Внутренний диаметр всасывающего трубопровода , м:
Распределители выбраны из каталога фирмы Rexroth.Параметры выбранных распределителей сведены в таблицу 4.
Таблица 4– Технические характеристики распределителей.
Выбраны фильтры по суммарному расходу жидкости, тонкости фильтрации и максимальному давлению. Также фильтры и их количество выбраны из условия, что пропускная способность должна быть на 20% больше суммарной производительности насосов.
Принят клапан: МКПВ 10/3 Т 2 ПЗ ХЛ4
Таблица 6 - Параметры предохранительных клапанов.
Предохранительные клапаны вторичной защиты выбраны по максимальному давлению и расходу жидкости в предохраняемой линии.
Принято два обратно – предохранительных клапана ОПК 16 и блок обратно – предохранительных клапанов типа: БОПК 16.1 – 01 [2].
Параметры предохранительных клапанов сведены в таблицу 7.
Таблица 7 - Параметры предохранительных клапанов.
Выбран дроссель по расходу и давлению: DV12.1.1X.M
Таблица 8 – Характеристика дросселя DV12.1.1X.M
Гидрозамок принят по давлению и расходу: Z2S6 – 6X.
Таблица 9 – Характеристика гидрозамка Z2S6 – 6X
Для напорных и сливных линий приняты рукава высокого давления. Исходными данными будут являться внутренние диаметры трубопроводов.
Повнутреннему диаметру выбраны рукава резиновые высокого давления с металлическими навивками неармированные ГОСТ 25452-90:
Рукав 16 х 27,6 – 100 – ХЛ ГОСТ 25452-90.
Рукав 12 х 23,6– 105 – ХЛ ГОСТ 25452-90.
6 Расчет параметров и подбор механических компонентов привода и электродвигателей
Цель расчета: определение параметров и выбор электродвигателей, редукторов.
Условия расчета: обеспечение необходимой частоты вращения, момента и передаточных чисел.
Подберем редуктор для привода транспортера. Исходными данными будут являться мощность привода транспортера кВт; частота вращения вала гидромотора n=32,1об/с=1920 об/мин; момент на валу гидромотора М=35 Н м.
Частота вращения барабана транспортера, об/мин [2]:
где - скорость ленты, м/с; - диаметр барабана, м.
1 Н.В. Мокин. Гидравлические и пневматические приводы. Новосибирск, СГУПС, 2004. 354 с.
2 Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмрв подъемно – транспортных машин. – 2-е изд. – Мн.: 1983. – 350 с.
3 СТО СГУПС 1.01СДМ.01-2007. Система управления качеством. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению. Новосибирск, 2007. 60 с.
Название: Разработка привода и системы управления путевой машины
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа
Добавлен 12:50:49 11 апреля 2011 Похожие работы
Просмотров: 582
Комментариев: 15
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно Скачать
Номинальная мощность насоса на валу, кВт
Номинальная мощность мотора на валу, кВт
Плотность при температуре +50˚С, кг/м3
Температурные пределы применения, ˚С
При отрицательных температурах воздуха
При положительных температурах воздуха
Максимальное давление в напорной линии, МПа
Номинальное давление настройки, МПа
Номинальное давление настройки, МПа
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.
Курсовая работа: Разработка привода и системы управления путевой машины
Курсовая работа по теме Организация труда персонала в Стрелково охотничий клуб 'Сталинград'
Сигареты Эссе Капсула
Жизненные Стратегии Современной Молодежи Реферат
Темы Сочинений По Фонвизину
Курсовая работа по теме Изучение основных видов страхования и их характеристик
Реферат Тушение Пожаров В Учебных Учреждениях
Написать Курсовую Автор
Дизайн Интерьера Реферат Вывод
Курсовая Работа Разработка Бизнес Плана Предприятия
Оборудование Производство Реферат
Сочинение На Тему Уроки Лета
Примечание В Дневнике Практики
Компоненты Физической Культуры Реферат
Курсовая работа: Развитие делового туризма в г. Кстово
Основные Аспекты Работы В Гештальт Группах Реферат
Рефераты: Военная кафедра
Реферат: Накопители на жестких дисках
Доклад: Постоянная Планка
Реферат по теме Карты трудовых мотиваторов
Дипломная работа: Польша в условиях предвоенного кризиса и начала второй мировой войны в марте - сентябре 1930 года
Реферат: Славутчина - мій рідний край
Реферат: Повышение коэффициента вытеснения нефти из пористой среды
Реферат: Контрольная работа