Расчет основных параметров объемного гидропривода - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Расчет основных параметров объемного гидропривода

Скорость перемещения штока гидроцилиндра. Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости. Выбор гидроаппаратуры, кондиционеров рабочей жидкости. Расчёт потерь давления в гидролиниях. Тепловой расчёт объемного гидропривода.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
СИБИРСКИЙ КАЗАЧИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ (филиал) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ ИМЕНИ К.Г. РАЗУМОВСКОГО»
Кафедра «Проектирования и автоматизации производств»
Пояснительная записка к курсовой работе
Курсовая работа выполняется в учебных целях по заданию кафедры «Проектирования и автоматизации производств» от 26. 12. 2014 г. В курсовой работе проводится расчет основных параметров объемного гидропривода и на его основе выбор нормализованного и стандартного оборудования.
Требуется рассчитать параметры гидропривода поступательного движения, согласно принципиальной схеме, изображенной на рисунке 1.
Рис.1. Гидропривод поступательного движения
1. Исходные данные для расчета объемного гидропривода
Номинальное давление гидропривода Pном = 10 МПа.
Усилие на штоке гидроцилиндра F = 30 кН.
Скорость перемещения штока гидроцилиндра v = 0,4 м/с.
- всасывающей (от бака к насосу) lвс = 1,3 м;
- напорной (от насоса к распределителю) lнап = 4 м;
- исполнительной (от распределителя к гидроцилиндру) lисп = 2 м;
- сливной (от распределителя к баку) lсл = 3 м.
- угольник с поворотом 900 - 6 шт.;
- штуцер присоединительный - 2 шт.;
Температурный режим работы (окружающей среды) - -10…+40 0С.
2. Описание принципиальной гидравлической схемы
гидроцилиндр кондиционер шток жидкость
Гидравлическая схема (рис. 2) состоит из следующих элементов:
- гидрораспределителя с электромагнитным управлением (Р),
Работа гидропривода совершается следующим образом: рабочая жидкость из бака Б с помощью насоса Н поступает в гидросистему. При среднем (выключенном) положении гидрораспределителя напорная линия соединяется со сливной и жидкость поступает через дроссель ДР и фильтр Ф обратно в бак. При крайнем левом положении распределителя напорная линия соединяется с исполнительной и жидкость под давлением поступает в поршневую полость гидроцилиндра, тем самым совершая механическую работу выходного звена, которое может быть соединено с рабочим оборудованием строительной машины или другими узлами. Одновременно жидкость из штоковой полости поступает через дроссель и фильтр в бак, с помощью дросселя можно регулировать объем проходящей жидкости, тем самым изменяя скорость выдвижения штока гидроцилиндра. При крайнем правом положении рабочая жидкость поступает в штоковую полость, тем самым совершая обратное движение выходного звена. При максимальных нагрузках на выходное звено или крайних положениях гидроцилиндра, когда давление в гидросистеме начинает превышать допустимую норму, рабочая жидкость от насоса поступает в обратный клапан и с его помощью начинает циркулировать через насос, предохраняя гидросистему от перегрузок и поломок.
Рис.2. Схема гидравлическая принципиальная
Расчет гидропривода проводят на основании следующих исходных данных:
- значения выходных параметров гидродвигателей (величины сил на штоках и скоростей перемещения штоков гидроцилиндров, величины крутящих моментов и угловых скоростей вращения вала гидромоторов);
- номинальное давление гидропривода;
- принципиальная гидравлическая схема;
- значения температуры окружающего воздуха и др.
При расчете гидропривода принимаем следующие допущения:
- рассматриваем установившийся режим работы гидропривода;
- рабочую жидкость считаем несжимаемой;
- коэффициенты гидравлических сопротивлений постоянны;
- разрыва потока жидкости при работе гидропривода не происходит;
- температура жидкости, основные физические свойства жидкости (плотность, вязкость, модуль объемной упругости и др.) являются постоянными;
- подача насоса является постоянной.
3.1 Определение мощности гидропривода и насоса
Полезную мощность гидроцилиндра (гидродвигателя возвратно-поступательного действия) определим по формуле:
Подставляя численные значения, найдем мощность гидроцилиндра:
Полезную мощность насоса определим по формуле:
где - коэффициент запаса по усилию, = 1,1…1,2;
- коэффициент запаса по скорости, = 1,1…1,3;
Коэффициент запаса по усилию учитывает гидравлические потери давления в местных сопротивлениях и по длине гидролиний, а также потери мощности на преодоление инерционных сил, сил механического трения в подвижных соединениях и т.д.
Коэффициент запаса по скорости учитывает утечки рабочей жидкости, уменьшение подачи насоса с увеличением давления в гидросистеме.
Меньшие значения коэффициентов следует выбирать для гидроприводов, работающих в легком и среднем режимах, а большие - в тяжелом и весьма тяжелом режимах эксплуатации.
Полезная мощность насоса связана с номинальным давлением и подачей зависимостью , исходя из этой зависимости, определим подачу насоса
где Pном- номинальное давление, МПа.
Подставляя значения, определим численное значение подачи насоса:
Рабочий объем насоса определим по формуле:
где - частота вращения вала насоса, с-1 (об/с).
Для определения рабочего объема насоса, зададимся частотой вращения вала насоса. Принимаем =1500 об/мин = 25 с-1, отсюда:
По номинальному давлению гидропривода рном =10 МПа и рабочему объему насоса qН = 58 см3 применяем насос НШ-71А-3 с номинальным давлением 16 МПа и рабочим объемом 69,7 см3. Техническая характеристика данного насоса приведена в таблице 1.
Техническая характеристика шестеренного насоса НШ-71А-3
Номинальная потребляемая мощность, кВт
Коэффициент подачи (объемный КПД) (не менее)
Класс чистоты рабочей жидкости по ГОСТ 17216-71 не грубее
Номинальная тонкость фильтрации рабочей жидкости, мкм, не более
Проведем уточнение действительной подачи насоса, , дм3/с:
где - действительный рабочий объем насоса, дм3 (дм3/об);
- действительная частота вращения вала насоса, с-1;
Подставляя численные значения, получим:
3.3 Определение внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости
Внутренние диаметры гидролиний (всасывающей, напорной и сливной) определим из уравнения неразрывности потока жидкости по формуле:
где - скорость движения жидкости в соответствующей гидролинии, м/с.
Для всасывающей гидролинии внутренний диаметр составит:
По расчетному значению внутреннего диаметра гидролинии dp выбираем трубопроводы по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра трубопровода d должно быть больше расчетного, т.е. d dp. Значение толщины стенки трубопровода принимаем конструктивно равным 3 мм. Отсюда диаметр всасывающего трубопровода 48 мм, напорного 30 мм, сливного 38 мм.
Действительные скорости движения жидкости во всасывающей, напорной и сливной гидролиниях определим по формуле:
где d - действительное значение внутреннего диаметра гидролинии, м.
Для всасывающей гидролинии скорость составит:
3.4 Выбор гидроаппаратуры, кондиционеров рабочей жидкости
По условному проходу и номинальному давлению выбираем гидроаппаратуру (распределители, клапаны, гидрозамки, и др.).
Соотношение между условными проходами и действительными внутренними диаметрами по ГОСТ 16516-80 приведены в таблице 2.
Таблица 2. Зависимость условного прохода от действительного размера внутреннего диаметра трубопровода
Диапазон действительных внутренних диаметров d, мм
Принимаем условный проход всасывающей гидролинии dувс= 40 мм, напорной dунап=25 мм, сливной dусл= 32 мм. Исходя из условного прохода напорной гидролинии, используем гидрораспределитель типа Р с условным проходом 25 мм (приложение 17). Техническая характеристика данного распределителя приведена в таблице 3. Для защиты системы от повышенного давления используем гидроклапан К21602, его характеристики которого приведены в таблице 4. В сливной линии применяем линейный фильтр 1.2.32-25, технические характеристики которого указаны в таблице 5.
Таблица 3. Техническая характеристика гидрораспределителя типа Р
Максимальное усилие для перемещения золотника из нейтральной позиции в рабочие при номинальных давлении и расходе, Н:
Давление в сливной гидролинии, МПа, не более
Потери давления при рабочей позиции золотника, МПа, не более
Внутренние перетечки рабочей жидкости при нейтральной позиции золотника и номинальном давлении, см3/мин, не более
Таблица 4. Техническая характеристика гидроклапана К21602
Условный проход гидрораспределителя, мм
Диапазон регулирования давления, МПа
Таблица 5. Техническая характеристика линейного фильтра 1.2.32-25
Номинальный расход через фильтр при вязкости рабочей жидкости 20…30 сСт, дм3/мин
Номинальная тонкость фильтрации, мкм
Номинальный перепад давления при номинальном расходе и вязкости рабочей жидкости не более 30 сСт, МПа
Перепад давления на фильтроэлементе при открывании перепускного клапана, МПа
Рабочая жидкость служит для передачи гидравлической энергии (энергии давления) от насоса к гидродвигателю. Кроме этого, она выполняет смазывающие, теплоотводящие, антикоррозионные и другие функции. Поэтому рабочая жидкость должна обладать:
- хорошими смазывающими свойствами (противозадирными и противоизносными свойствами), исключающими контактирование и схватывание трущихся поверхностей при малых скоростях скольжения в условиях граничного режима смазывания;
- антикоррозионными свойствами по отношению к материалам (сталь, чугун, бронза, алюминиевые сплавы и т.д.), из которых изготовлены детали гидроагрегатов;
- высокой противопенной и антиокислительной стойкостью.
В качестве рабочей жидкости применяем масло ВМГЗ, характеристика которого приведена в таблице 6.
Таблица 6. Характеристика гидравлической жидкости ВМГЗ
3.5 Расчет потерь давления в гидролиниях
Определение потерь давления при движении жидкости в гидролиниях необходимо для более точного расчета гидродвигателя, а также для определения гидравлического КПД гидропривода.
Потери давления для каждой гидролинии определяют по формуле:
где - потери давления по длине гидролинии (путевые), МПа;
- потери давления в местных сопротивлениях, МПа.
Путевые потери давления определяют по формуле:
где - потери давления по длине гидролинии (путевые), МПа;
- коэффициент путевых потерь (коэффициент Дарси);
действительная скорость движения жидкости в гидролинии, м/с;
Коэффициент путевых потерь зависит от режима движения жидкости и определяется по формулам:
б) для турбулентного режима (2320):
Число Рейнольдса определяют по формуле
где кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости, м2/с.
Численное значение числа Рейнольдса для каждой из линий составит:
Режим движения жидкости турбулентный, отсюда коэффициент путевых потерь для каждой из линий:
Подставляя численные значения в формулу (9), получим:
Принимаем для всасывающей линии 1 разъемную муфту. Для напорной и сливной по 1 сверленому угольнику, штуцеру муфте и по 3 угольника с поворотом 900. Находим потери для каждой из линий.
Подставляя значения в формулу (8), найдем потери каждой гидролинии:
Основными параметрами гидроцилиндров являются: усилие на штоке F, скорость штока V, диаметр поршня D, диаметр штока d и ход штока L. Усилие на штоке, скорость штока и ход штока заданы, а диаметры поршня и штока рассчитываются. Расчетные схемы гидроцилиндров приведены на рисунке.
Диаметр поршня гидроцилиндра с поршневой рабочей полостью А определяют из уравнения равновесия сил, действующих на шток:
p1 - давление в поршневой полости, Па, p1= pном - , здесь
pн - потери давления в напорной гидролинии; Па
p2 - давление в штоковой полости, Па,
p2= p1 -pc - потери давления в сливной гидролинии;
Задавшись значением коэффициента по рекомендациям работ /1, 8, 10/ и решив уравнение (15) относительно диаметра поршня, получим следующее выражение:
Диаметр штока находим из соотношения d = , т.е диаметр штока составит 0,019 м.
Кроме определения диаметров поршня и штока из условия обеспечения заданного усилия F, необходимо произвести расчет гидроцилиндра по обеспечению заданной скорости движения штока V.
В этом случае диаметр поршня вторично определяется из уравнения неразрывности потока жидкости (, здесь - эффективная площадь поршня) по формуле для гидроцилиндра с поршневой рабочей полостью:
Среднее значение диаметра поршня составит: Dср= (D1+D2) /2 = 0,0671 м, а штока dср = 0.02 м. Согласно ГОСТ 6540-68 «Гидроцилиндры и пневмоцилиндры. Ряды основных параметров» принимаем D=70 мм и d=20 мм.
По формуле (14) и выбранным стандартным значениям диаметров поршня D и штока d определяем действительное усилие Fд, развиваемое гидроцилиндром:
Действительную скорость движения штока определяют из уравнения неразрывности потока жидкости по формуле
Sэф - эффективная площадь поршня, м2, Sэф= - для поршневой рабочей полости, Sэф= - для штоковой рабочей полости.
Проводим сравнение действительных и заданных параметров по относительным величинам
Допускаемая величина отклонения действительных значений выходных параметров гидроцилиндра от заданных не должна превышать 10 %.
1. Алексеева Т.В., Галдин Н.С., Шерман Э.Б. Гидравлические машины и гидропривод мобильных машин. - Новосибирск: Изд-во НГУ, 1994. - 212 с.
2. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983. - 301 с.
3. Галдин Н.С. Элементы объемных гидроприводов мобильных машин: Справочные материалы: Учебное пособие. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2008. - 127 с.
4. Галдин Н.С. Основы гидравлики и гидропривода: Учебное пособие. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2010. - 145 с.
5. Галдин Н.С. Гидравлические и пневматические системы (комплекс методических указаний к курсовой работе по гидроприводу). Электронное учебное пособие (ЭУП). - Омск: ЦДО СибАДИ, 2006. - 159 с.
6. Галдин Н.С. Гидравлические машины, объемный гидропривод: Учебное пособие. - Омск: СибАДИ, 2009. - 272 с.
7. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для вузов Т.М Башта, С.С.Руднев, Б.Б.Некрасов и др. - М.: Машиностроение, 1982. - 423 с.
8. Задания на курсовую работу по гидроприводу: Задания для выполнения курсовой работы по дисциплинам «Гидравлика и гидропневмопривод», «Гидравлические и пневматические системы» /Сост. Н.С.Галдин, И.А.Семенова. - Омск: СибАДИ, 2008. - 56 с.
9. Расчет объемного гидропривода мобильных машин: Методические указания для курсового проектирования по дисциплинам «Гидравлика», «Гидравлика и гидропневмопривод» / Сост. Н.С.Галдин. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2008. -28 с.
10. Расчет объемного гидропривода транспортно-технологических машин при курсовом и дипломном проектировании: Методические указания /Сост. Н.С. Галдин . - Омск: СибАДИ, 2013. - 28 с.
Определение максимальных нагрузок и расходов рабочей жидкости. Построение характеристики трубопровода. Определение давления насоса, необходимого для обеспечения функционирования гидроцилиндра. Расчёт гидравлических потерь в магистралях гидросистемы. курсовая работа [1,6 M], добавлен 09.04.2016
Механические методы воздействия в твердых породах. Проведение оценки давления гидроразрыва пласта. Расчет потерь давления на трение в лифтовой колонне при движении рабочей жидкости. Расчет скорости закачивания рабочей жидкости при проведении ГРП. курсовая работа [248,2 K], добавлен 11.11.2013
Определение параметров исполнительных гидродвигателей и выбор их типоразмеров. Проектирование принципиальной гидравлической схемы. Определение основных параметров гидросистемы и выбор оборудования. Выбор гидроаппаратов и определение потерь давлений. курсовая работа [480,3 K], добавлен 10.02.2009
Бурение хемогенных пород. Определение режима течения промывочной жидкости. Выбор диаметра цилиндровых втулок насоса. Исследование фильтрации газа и воды в пористых средах насыщенных трехфазной пеной. Расчет потерь давления в циркуляционной системе. курсовая работа [3,7 M], добавлен 05.06.2014
Гидравлический расчет приборов для измерения давления в жидкости. Определение силы и центра давления на плоские затворы. Расчет коротких трубопроводов при установившемся движении без учета вязкости жидкости. Истечение из отверстий при переменном напоре. курсовая работа [613,6 K], добавлен 27.12.2012
Расчет параметров режима работы бурового насоса при прямой промывке нефтяной скважины роторного бурения. Схема циркуляции промывочной жидкости в скважине при прямой промывке. Основные геометрические характеристики участков движения промывочной жидкости. курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.12.2012
Геологическая характеристика горных пород, расчёт производительности карьера. Выбор выемочно-погрузочного оборудования. Расчёт параметров скважины, перебура, массы заряда взрывчатого вещества, производительности экскаватора, длины отвалообразования. дипломная работа [205,1 K], добавлен 18.10.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Расчет основных параметров объемного гидропривода курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Курсовая работа по теме Анализ формирования портфеля заказов на предприятии
Реферат: Мечети Египта. Скачать бесплатно и без регистрации
Как Оформить Презентацию Дипломной Работы
Дипломная работа: Совершенствование коммуникационной политики фирмы "MOZUS" на основе электронной коммерции". Скачать бесплатно и без регистрации
Эссе по теме Формы, методы и задачи повышения финансовой грамотности населения
Отчет по практике по теме Проектирование сетевого графика реконструкции одноэтажного промышленного здания
Реферат: Artificial Vs Natural In A Seperate Peace
Стандартизация Продукции Реферат
Контрольная работа по теме Задачи идентификации в уголовно-процессуальном доказывании. Криминалистическая экспертиза оружия
Сочинение Проблема Речи
Автореферат На Тему Контактные Явления В Распределённых Гетероструктуpax
Курсовая работа по теме Нагревание воды и … экономический кризис
Курсовая работа: Расчёт механики функционирования рычажного механизма
Реферат по теме Война в Чечне
Конспекты лекций: Юридическая антропология
Курсовая Работа На Тему Государственное Управление Таможенным Делом В России
Сочинение Тутунов Зима
Курсовая работа по теме Значение мотивации труда в управлении организацией
Историческое Сочинение 1237 1243
Курсовая Работа На Тему Разработка Устройства Сопряжения Для Персонального Компьютера Типа Ibm Pc
Фінансування охорони праці в Україні - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда курсовая работа
Бесполое размножение - Биология и естествознание презентация
Учет расчетов по социальному страхованию и обеспечению - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа