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

24113. Социальная реальность и ее характеристики 16.73 KB
  Социальная реальность и ее характеристики. Социальная реальность это реальность в той или иной степени организованная упорядоченная и структурированная. Социальная реальность это реальность динамическая т. Социальная реальность это реальность стратифицированная.
24114. Общество как система. Сферы общественной жизни 17.51 KB
  Общество как система. Собственно философское значение этого термина таково: общество – это обособившаяся от природы часть материального мира представляющая собой исторически развивающуюся форму жизнедеятельности людей. В истории социологии и культурологии чаще используется более узкое понятие общества: общество – это определённый этап человеческой истории родовое общество общество капитализма или конкретный социальный организм французское общество общество США. Так древнекитайская мысль традиционно смотрела на общество сквозь призму...
24115. Понятие гражданского общества и государства 15.03 KB
  Понятие гражданского общества и государства. Это определение идеального общества реальность которого определяется соотношением идеала и достигнутого состояния общества которое провозгласило построение гражданского общества своей целью. Это фактически бесконечный процесс совершенствования общества власти политики и человека охватывающий все без исключения стороны жизни. Идея гражданского общества термин введен Аристотелем возникла первоначально как философская концепция.
24116. Проблема развития общества. Формационный, цивилизационный подходы, технологический детерминизм в понимании процесса исторического развития 15.08 KB
  Проблема развития общества. Формационный цивилизационный подходы технологический детерминизм в понимании процесса исторического развития. Проблема развития общества Формационный подход был разработан К. В общем же характерно отрицание единства человеческой истории всеобщих исторических закономерностей Недостатками цивилизационного подхода является то что он не позволяет взглянуть на историю как на целостный закономерный процесс; применяя цивилизационный подход трудно изучать закономерности исторического развития.
24117. Культура как объект философского познания, развитие представлений о культуре в истории мысли 15.03 KB
  Культура как объект философского познания развитие представлений о культуре в истории мысли. Культура – совокупность проявлений жизни творчества и достижений народа или группы народов. Культура представляет собой средство и способ развития духовного начала в человеке своей целью имея формирование и удовлетворение его духовных запросов; цивилизация же дает людям средства существования она направлена на удовлетворение их практических нужд. Культура являет собой духовные ценности достижения науки философии искусства образования а...
24118. Психоанализ и проблема человека (З.Фрейд, К.Г. Юнг, Э.Фромм) 17.18 KB
  В психике человека Фрейд сначала выделял две относительно автономные но постоянно взаимодействующие между собой структуры бессознательного оно и сознательного Я а затем добавил к ним сверх Я которое внедряется в Я но без специального анализа не осознается им. По мнению Фрейда причиной невроза является особого рода конфликт между оно Я и сверх Я . Согласно теории Фрейда оно набрало свою изна чальную силу но параллельно с этим развивалось и я . Так как инстинкты или оно служат всего лишь внутренним наполнителем то можно...
24119. Русская философия о человеке и обществе 15.01 KB
  Ориентация на гуманитарное знание на литературу и искусство на проблемы человека является безусловной доминантой в русской философии XX века. в виде религиозной философии человека. близкая к художественному творчеству Ориентация на гуманитарное знание на литературу и искусство на проблемы человека основа рус. во весь рост встали проблемы единства человека с космосом космической природы человека и космического масштаба человеческой деятельности.
24120. Русские философы о судьбах России 15.34 KB
  Россия соединяет внутри себя два мира и поэтому в русской душе всегда боролись два начала: восточное и западное. Бердяев называет русскую историю прерывной и выделяет в ней пять периодов дающих пять разных образов России: Россия киевская; Россия времен татарского ига; Россия московская; Россия петровская; Россия советская. Главное нельзя забывать что Россия является самой молодой цивилизацией и ее истинные возможности в новом свободном государстве скоро раскроются поновому с новыми перспективами.
24121. Русский космизм 13.96 KB
  во весь рост встали проблемы единства человека с космосом космической природы человека и космического масштаба человеческой деятельности. Разум и творчество поднимут человека в космос где со временем изменится его физическая природа он приблизится к высшим организмам.