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

45 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

55829. Синтаксис и пунктуация 53 KB
  Цель: Обучить детей правильно разбирать предложения и ставить знаки препинания. Закрепить умения детей разбирать предложения по частям речи. Разберём по членам предложения и частям речи.
55830. Русский язык и культура речи 57.5 KB
  Язык – это совокупность средств речевого взаимодействия людей. Язык является орудием мышления. Русский язык (в мире 500 млн. человек знают русский язык) Язык это форма существование национальной культуры, проявление духа нации.
55833. Квітучий сад. Конспект заняття з малювання для старших дошкільнят 34 KB
  Так узимку дерева кущі й квіти спали і снилися їм сни як і вам уночі. Як ви гадаєте що снилося деревам Про що вони мріяли Діти фантазують: деревам снилися тепла весна спів птахів вітерець який бавиться листячком веселий дощик. Так дерева мріяли про весну. Це було ось так: Спали дерева у мареві синім Вітер гойдав їхні віти Снились деревам у сні тім чарівнім Листя зелене та квіти.
55834. Сады мира - Gardens of the world 1000.5 KB
  Цель: познакомить школьников с произведениями ландшафтного искусства садоводов Великобритании; развивать самообразовательную, коммуникативную, творческую компетентности...
55836. Let’s meet with the sportsmen of wild nature on Safari 81 KB
  A Magic Wand (a pen) will help you to write an e-mail to your favourite Ukrainian sportsman or a sportswoman about sportsmen of wild nature and about sport activities. Use the information from your word bubbles.