3137

Расчет объемного гидропривода

Практическая работа

Производство и промышленные технологии

Расчёт объёмного гидропривода. Схема установки (поступательное движение) Исходные данные: P = 50 кН; S = 0.4 м; tр = 8 с; T = 55 °c; T0 = 15 °c; l1 = 3 м; l2 = 4 м; l3 = 3 м; m1 = 3; m2 = 2; m3 = 3; Рабочая жидкость – И-30; Расчёт ра...

Русский

2012-10-25

57.52 KB

46 чел.

Расчёт объёмного гидропривода.

Рисунок 1. Схема установки (поступательное движение)

Исходные данные:

P = 50 кН;

S = 0.4 м;

tр = 8 с;

T = 55 °c;

T0 = 15 °c;

l1 = 3 м;

l2 = 4 м;

l3 = 3 м;

m1 = 3;

m2 = 2;

m3 = 3;

Рабочая жидкость – И-30;

  1. Расчёт рабочих, геометрических параметров и выбор типоразмеров элементов гидропривода.
  2. Выбираем рабочее давление.

P = 50 кН -> p = 10 МПа.

  1. Параметры гидравлического цилиндра.

Для гидроцилиндра с односторонним штоком диаметр цилиндра определяется по формуле:

где Р – нагрузка, Н,

р – рабочее давление в гидросистеме, Па,

Кр – поправочный коэффициент, учитывающий влияние потерь давления в линиях нагнетания и слива, а также трения в уплотнениях штока и поршня гидроцилиндра, принимаем Кр = 1,2

Найденное значение диаметра округляем до номинальной величины (мм) из ряда (ГОСТ 12447-80):

Dц = 0.09 м.

Необходимо, чтобы выполнялось условие: S ≤ 10D.

0.4 ≤ 10 ∙ 0,09, условие выполняется.

Используя соотношение dшт / Dц, найдем диаметр штока. Так как рабочее давление в гидросистеме p = 10 МПа.

Принимаем, что dшт / Dц = 0,75, тогда

dшт = 0.0675.

Найденное значение диаметра округляем до номинальной величины (мм) из ряда (ГОСТ 12447-80):

dшт = 0.07 м.

dшт = 0,7 ∙ Dц  = 0,7 ∙ 0,1 = 0,07 м

По приложению 4 выбираем гидроцилиндр МН2255:

Тип крепления:

  1. На проушинах.
  2. На цапфах.
  3. На лапах

Демпфирование: Есть.

Максимальное давление: 10 МПа.

Номинальное давление: 6.3…10 МПа.

Диаметр цилиндра, D: 90 мм.

Диаметр штока, d: 70 мм.

Ход поршня: 400 мм.

  1. Определение расхода рабочей жидкости, проходящей через гидродвигатель.

Определим скорость движения поршня при рабочем ходе:

– заданное время перемещения = 8 с;

  ход поршня;

Найдём площадь поршня в бесштоковой полости:

Найдём площадь поршня в штоковой полости:

Находим расход при наполнении бесштоковой полости:

Находим расход при наполнении штоковой полости:

  1. Выбор насоса.

По приложению 6 выбираем насос НШ-32:

Рабочий объём: 32.6 см3.

Давление:

Максимальное: 13.5 МПа.

Номинальное: 10 МПа.

Частота вращения:

Максимальная: 1700 об/мин.

Номинальная: 1500 об/мин.

Минимальная: 1100 об/мин.

Объёмный КПД: 0.83

Механический КПД: 0.92.

Масса: 6.65 кг.

Приводная мощность:

максимальная: 8.4 кВт.

минимальная: 5.6 кВт.

Рассчитаем фактический расход насоса:

 – Рабочий объём насоса, м3;

– фактическая частота вращения, об/с.

 – объёмный КПД насоса.

Фактическая скорость отличается от заданной более чем на 10%. Поставим дроссель параллельно. Можно увеличить мощность, путём закрытия дросселя. Такая схема регулирования наиболее экономична.

  1. Выбор электродвигателя.

Выбираем по приложению 7 электродвигатель 4A132S4Y3:

nсинх = 1500 об/мин.

N = 7.5 кВт.

  1. Выбор рабочей жидкости.

Жидкость по заданию: И-30.

Кинематическая вязкость при 50 °c:

Плотность:

Вязкость при рабочей температуре:

Вязкость при T0:

Данная жидкость нам не подходит, так как её вязкость при температуре T0 велика T0 > 50 м2/с.

Выберем жидкость: И-12А.

Кинематическая вязкость при 50 °c:

Плотность:

Вязкость при рабочей температуре:

Вязкость при T0:

Вязкость жидкости меньше допустимой .

  1. Выбор гидроаппаратуры.

Выбор гидроаппаратуры с учётом расхода Q и давления p.

Выбираем по приложению 9 распределитель МГ73-14:

Управление: электрическое.

Максимальный расход: .

Номинальное рабочее давление: 12.5 МПа

Потери давления: 0.2 МПа.

Утечки рабочей жидкости: 0.83 см3/с.

Выбираем по приложению 11 напорный клапан МКПВ 10:

Максимальный расход: .

Рабочее давление: 10 МПа.

Выбираем по приложению 12 фильтр С41-2:

Номинальная тонкость фильтрации: 80 мкм.

Номинальный расход: .

Номинальное давление: 1 МПа.

Потеря давления: 0.25 МПа.

  1. Уточним потери давления на гидроаппаратах

Потери давления находится по формуле:

Где:

– Расход i-ого участка.

– Расход гидроаппарата по паспорту.

Потери давления на распределителе при наполнении бесштоковой полости:

Потери давления на распределителе при наполнении штоковой полости:

Потери давления на фильтре:

рисунок 2. Схема гидропривода с учётом гидроаппаратов

  1. Определение диаметров трубопроводов.

В зависимости от давления принимаем скорость движения жидкости:

.


Определяем предварительный диаметр трубопровода:

– внутренний диаметр напорной линии.

По приложению 13 выбираем окончательный диаметр трубопровода:

Принимаем наружный диаметр dнар = 14 мм. Толщина стенки = 1.2 мм.

Рабочее давление 11 МПа.

Внутренняя толщина стенок:

 – припуск на коррозию = 1 мм.

 – толщина стенки.

Найдём внутренний диаметр сливной линии

Принимаем наружный диаметр dнар = 12 мм. Толщина стенки = 1 мм.

 – внутренний диаметр сливной линии.


  1. Определение перепада (потерь) давления, фактического давления насоса и КПД гидропривода.
  2. Определение потерь.

Уча-

сток или

гидро-

аппарат

Длина

,

м

Расход

м3

Расчёт-

ная скоро-сть

м/с

Диаметр, м

Факти-

ческая

скорость

м/с

Число

Re

Коэффициент

сопротивле-

ния

Потери

давления

МПа

вычис

ленный

факти

ческий

λ

Σξ

Н-Р

2

0.00032

3.2

0.011

0.0106

3.604

3608

0.03

0.9

0.01107

Распр.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0.055

Р – ГЦ

3

0.00032

3.2

0.011

0.0106

3.604

3608

0.03

2.4

0.01617

Нап. Лин.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0.08224

ГЦ – Р

3

0.00013

2

0.009

0.009

1.98

1679

0.042

2.4

0.00741

Распр.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0.022

Р-Б

2

0.00013

2

0.009

0.009

1.98

1679

0.042

3.6

0.00619

Фильтр

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0.027

Слив. Лин.

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0.0629

Итого

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0.145

Напорная линия.

Определяем фактическую скорость напорной линии:

Определяем число Re:

4000 > Re > 2000 следовательно коэффициент:

Определяем фактическую скорость сливной линии:

Определяем число Re:

Re < 2000 следовательно коэффициент:

Формула для расчёта потерь:

g – ускорение свободного падения.

– плотность жидкости.

– коэффициент местных потерь:

– скорость рабочей жидкости.

 – длина участка.

 – внутренний диаметр трубы.

По формуле  – найдём значения местных потерь.

На участке Насос-Распределитель , так как поток жидкости расходится. На остальных участках поток поворачивает на 90°, значит .

  1. Определим давление в штоковой и бесштоковой полостях.

Давление сливной полости:

 – сумма потерь давления в сливной линии.

Давление в бесштоковой полости гидроцилиндра (толкающего)

– нагрузка на штоке, 50 кН.

 – площадь в бесштоковой полости, .

 – площадь в штоковой полости, .

 – коэффициент трения материала уплотнения о стенки цилиндра, принимаем .

 – коэффициент трения материала уплотнения о шток, принимаем .

– ширина уплотнения поршня и штока соответственно, 0.01 м.

Количества манжет на поршне – 3, на штоке – 3.


  1. Определим фактическое давление насоса.

Найдем силу трения.

– нагрузка на штоке, 50 кН.

 – площадь в бесштоковой полости, .

 – площадь в штоковой полости, .

– сила трения:

  1. КПД гидропривода.

  1. Рассчитаем фактический КПД гидроцилиндра. Он будет состоять только из механического КПД гидроцилиндра, так как Объёмный и гидравлический КПД гидроцилиндра можно принять равным 1.

  1. Рассчитаем КПД гидросистемы без учёта объёмных потерь.

 – полная сумма потерь давления.

  1. Полный КПД насоса.

Состоит из объёмного КПД  и механического КПД

  1. КПД гидропривода.

  1. Полный КПД  гидропривода.
  2. Определим полный КПД гидропривода.

 – нагрузка на штоке.

 – фактическая скорость поршня.

 – полный КПД насоса.

 – фактическое давление насоса.

 – фактическая подача насоса, м3/с.


Литература.

1. Барабанов В.А. Расчет объемного гидропривода: методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Архангельск: Издательство АГТУ, 2002.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

94. Аналіз маркетингової діяльності ТзОВ Маневр 888.5 KB
  Теоретичні засади маркетингової інформаційної системи. Вплив середовища на функціонування підприємства. Аналіз маркетингової діяльності ТЗОВ Маневр на ринку кондитерських виробів. Дослідження організацій споживачів.
95. Использование Интернет – ресурсов для обучения информатике восьмиклассников 199.18 KB
  Информатизация образования и ее концептуальная роль в эффективности обучения. Анализ учебных интернет-ресурсов, используемых для обучения информатике. Экспериментальная проверка результативности использования Web на уроках.
96. Решение логических задач на уроках математики в 5-6-х классах 719.5 KB
  Особенности мышления учащихся на уроках математики в 5-6 классах. Научно-методические основы организации обучения решению задач в основной школе. Психолого-педагогические основы формирования умений решать задачи.
97. Исследование электрических цепей при переходных процессах первого и второго родов 699.5 KB
  Составляем схему свободной составляющей и определяем корень характеристического уравнения. Составляем выражение для входного сопротивления и график на основе математических расчётов.
98. Особенности строительства новой современной железной дороги 570 KB
  Проектирование организации строительства новой железнодорожной линии. Характеристика района строительства искусственных сооружений. Составление схемы участка и распределения объемов работ.
99. Розробка двосекційного шестеренного насосу 600 KB
  Установка, що спрямована на створення ізоляційного шару на будь-яких поверхнях і будь-якої складності конфігурації поверхні. Не відмінною перевагою установки є простота, як у її використанні, так й у готуванні робочого середовища.
100. Проектирование электрической части ТЭЦ 628.5 KB
  Расчет токов короткого замыкания, выбор аппаратов и токоведущих частей схемы ТЭЦ. Выбор аппаратов и токоведущих частей электроустановок. Определение расчетной мощности для выборов трансформаторов связи с системой.
101. Создание синтетических финансовых инструментов. Трансформирование инструментов 768.92 KB
  Создание синтетических форвардного и фьючерсного контрактов. Трансформирование сроков погашения инвестиций. Практическое применение исследуемых методов и стратегий. Трансформирование обязательств с плавающей ставкой.
102. Расчет строительства жилого помещения и его энергосбережение 309 KB
  Эффективность действия отопительных установок обеспечивается путём оптимизации проектных решений с применением ЭВМ, придания установке надежности в эксплуатации автоматического поддержания необходимой температуры теплоносителя.