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

32796. Особенности Древнекитайской философии и её основные направления 17.69 KB
  В этот период создавались важнейшие философские школы оказавшие огромное влияние на общественную мысль китайского общества: конфуцианство даосизм моизм легизм и др. б даосизм как онтологическое учение его наивнодиалектический характер. Основателем даосизма является мудрец Лаоцзы VI – V вв. Его главный труд – Даодэцзын – Книга о Дао и Дэ.
32797. Античная философия: этапы развития и характерные черты. Первые греческие мыслители 22.71 KB
  Античная философия: этапы развития и характерные черты. Античная философия возникла в Древней Греции в середине I тысячелетия до н. В центре внимания философии данного периода проблемы природы космоса в целом; 2классическая греческая философия учения Сократа Платона Аристотеля – V – IV вв. Главное внимание здесь уделяется проблеме человека его познавательных возможностей; 3философия эпохи эллинизма – III в.
32798. Философия Платона, Теория познания Платона 14.35 KB
  Наиболее известные диалоги Платона: Государство Пир диалоги Софист и Федр посвящены проблеме души Тимей – вопросу возникновения Космоса Протагор – проблеме добродетели. Человек по Платону единство души и тела которые в то же время противоположны. Смертное тело – только тюрьма для души оно источник страданий причина всех зол; душа гибнет если она слишком срослась с телом в процессе удовлетворения своих страстей. Стимулом к совершенствованию души является любовь к прекрасному.
32799. Философия эпохи эллинизма, ее основные направления 14.57 KB
  На развитие античной философии значительное влияние оказал распад империи А. Неоплатонизм получил распространение в период когда античный способ философствования уступал место философии основанной на христианской догматике. Это последняя попытка решить задачу создания целостного философского учения в рамках дохристианской философии. Главное отличие от философии Платона заключается в том что мир идей Платона – это неподвижный безличный образец мира а в неоплатонизме появляется активное мыслящее начало – Ум.
32800. Вклад Аристотеля в развитие мировой философской культуры (учение о материи и форме). Учение о душе 13.19 KB
  Аристотель 384 – 322 гг. Аристотель считается величайшим энциклопедистом древности и систематизатором всех философских и научных знаний накопленных до него в области логики физики биологии психологии этики экономии искусствознания и др. Высоко оценивая Платона Аристотель подверг его идеалистическое учение серьезной критике Платон мне друг но истина дороже. Аристотель формулирует свое представление о бытии.
32801. Условия формирования западноевропейской философии в Средние века. Роль христианства в развитии культуры 15.27 KB
  Условия формирования западноевропейской философии в Средние века. Этапы развития и характерные черты средневековой философии. В развитии философии Средних веков можно выделить несколько основных этапов: 1 апологетика II – IV вв. В этот период не было создано философских систем но был намечен круг вопросов ставших центральными в средневековой философии: о Боге и соотношении Бога и мира о сотворении мира и структуре мироздания о сущности человека и его месте в мире; 2 патристика V – IX вв.
32802. Философия Августина Аврелия (Блаженного). И Фомы Аквинского 14.95 KB
  Учение о Боге и мире. Бог рассматривается им как начало всего сущего как единственная причина возникновения вещей. Бог вечен и неизменен. Мир созданных богом вещей изменчив и пребывает во времени.
32803. Особенности философии Возрождения. Её связь с наукой и искусством. Учения о природе и познании 18.84 KB
  Особенности философии Возрождения. Эпоха Возрождения Ренессанса – переходный период от Средних веков к Новому времени XV [в Италии с XIV] XVI вв. Возрождение –художественноэстетическая эпоха провозгласившая что высшее призвание человека в мире – быть творцом и созидателем Этапы развития и характерные черты философии Возрождения. В философии эпохи Возрождения можно выделить 3 этапа: гуманистический сер.
32804. Эмпиризм и сенсуализм в философии нового времени 16.32 KB
  Локк подчеркивает особую роль органов чувств в процессе познания.Бэкон сделал научное познание в центре его внимания вопросы о целях и методах научного познания.Однако он утверждает что на пути познания имеется множество заблуждений препятствующих получению достоверного знания. Бэкон выделяет 4 вида идолов познания: 1 идолы рода являются следствием ограниченности человеческого ума несовершенством органов чувств; 2 идолы пещеры обусловлены индивидуальными особенностями человека: каждый человек имеет свой внутренний субъективный мир...