5367

Составление гидравлической схемы и рассчет привода волочно-пакетирущей машины

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Исходные данные для проектирования Валочно-пакетирующая машина. Поворот платформы. Нагрузка на штоке гидроцилиндра - Т=130 (кН) Скорость движения штока цилиндра – V=24 (м/с) Температура окружающей среды...

Русский

2012-12-08

159.5 KB

43 чел.

Исходные данные для проектирования

Валочно-пакетирующая машина. Поворот платформы.

Нагрузка на штоке гидроцилиндра – Т=130 (кН);

Скорость движения штока цилиндра – V=24 (м/с);

Температура окружающей среды – t=-200С;

           

           

           

           

Задача состоит в том что, чтобы составить гидравлическую схему, рассчитать привод, подобрать насос, гидродвигатель, систему управления, защиты и вспомогательные органы такими, при которых спроектированный гидропривод имел бы выходные параметры, максимально приближенны к заданным.


Описание работы валочно-пакетирующей машины

ВП машина предназначена для срезания деревьев и формирования их в пакеты. Гидравлическая система этих машин обеспечивает провод механизма хода и рабочего оборудования. Она унифицирована с гидросистемой гусеничного экскаватора четвертой размерной группы.

Гидропривод валочно-пакетирующей машины осуществляет подъём и опускание отвала, поворот рукояти платформы, вращения пильной цепи, и смещение пильной шины влево, поворота стойки захватного устройства, зажимной крюк. Кроме этого, на различных модификациях валочно-пакетирующей машины устанавливается гидроусилитель тормозов, муфты сцепления и рулевого управления.

Гидравлическая система содержит:

Гидробак 1 основной сдвоенный регулируемый аксиально-поршневой насос2 (223,25), вспомогательный шестеренный насос 3(НШ-10Л) и 4 (НШ-50Л-2) заправки и до заправки, два секционных распределителя 5 и 6 (Р-32) и однозолотниковый распределитель 7 (Р-202). 7 - основных гидроцилиндров, 4 – мотора.

Распределитель 5 управляет гидромотором 8 привода левой гусеницы. Этот гидромотор соединен с распределителем через центральный коллектор 9. К золотнику пристыкована коробка вторичных предохранительных клапанов 10, ограничивающих давление в гидромоторе при торможении, разгоне или буксировании машины. Обратные клапаны 11 соединяют гидролинии гидромотора с гидробаком 1 и исключают кавитационны режим работы и гидромоторов. Второй золотник этого распределителя управляет гидромотором 12 поворота платформы машины. К нему так же пристыкована коробка вторичных предохранительных клапанов. Гидромотор 12 через обратные клапаны 11 связан с гидробаком. Третий золотник распределитяля13 поворота рукояти. В поршневой полости этого цилиндра установлен предохранительный клапан 14 ограничивающий реактивное давление при включении гидроцилиндра реактивное давление при включении гидроцилиндров стрелы. Однозолотниковый распределитель 7 управляет гидромотором 15 привода пильной цепи. В гидролинии этого гидромотора размещены дроссели 16 и 17, обратные клапаны 18, 19, и 20, один из которых регулируемый. На сливной линии гидромотора 15 через дроссель 21 установлен гидроцилиндр 22 надвигания пильной шины. Обратный ход осуществляется при подаче жидкости распределителем 7 в противоположную торцевую полость гидроцилиндра 22. вентиль 23 используется при ремонте и обслуживании гидрооборудования, расположенного ниже уровня жидкости в гибробаке.

Первый золотник распределителя 6 управляет гидроцилиндром 24 стойки захватно-срезающего устройства, а пристыкованый к этой секции распределитель 25 обеспечивает плавающее положение гидроцилиндров стрелы. Наличие промежуточного секции распределителе 6 позволяет одновременно с гидроцилиндром 24 включать гидроцилиндры 27 стрелы или гидроцилиндры 28 захватов дерева. В поршневой гидролинии гидроцилиндров 27 размещены предохранительные клапан 29 предотвращающий перегрузки при работе гидроцилиндром 13. четвертый золотник распределителя 6 управляет гидромотором 30 привода правой гусеницы. Он так же как и гидромотор 8 привода левой гусеницы, соединяется с распределителем через центральный коллектор9. к четвертой секции распределителя 6 пристыкована коробка вторичных предохранительных клапанов 31.

На объединенной сливной линии установлен теплообменник 32 с переливным клапаном и параллельно друг другу расположены три линейных фильтра 33, а так же снабженные переливным клапаном. Для измерения давления в напорных линиях насосов и сливной линии используются манометры 34, а для измерения температуры – термодатчики 35. Вспомогательный насос 4 предназначен для заправки и дозаправки гидросистемы через фильтр 36 из подвозимой к машине емкости: он так же может быть использован для жидкости из гидробака 1 при полной за менее ее в межсезонный период.

Вспомогательный насос 3 обеспечивает функционирование гидросистемы управления. Поток жидкости от насоса двухпозиционными кранами 37 и 38 направляется к гидрозамыкателям тормозов хода 39 и поворота 40 . пр включенных кранах пружины вытесняют гидрозамыкатели в исходное положение. При нейтральном положении насос 3перекачивает жидкость через переливной клапан 41.

Принцип действия гидропривода заключается в следующем. Из секции А основного насоса 2 поток жидкости поступает к распределителю 5. который управляет гидромотором 8 привода левой гусеницы, гидромотором 12 поворота платформы и гидроцилиндром 13 поворота рукояти. При включении золотниках этого распределителя жидкость из сливной секции поступает к однозолотниковому распределителю 7 который направляет ее к гидромотора 15 привода пильной цепи. Из сливной полости гидромотора жидкости на дросселе17 происходит перемещение поршня гидроцилиндра 22, кинематические связанного с механизмом надвигания пильной шины влево. Таким образом, оператор одним золотником включает вращение пильной цепи и надвигание пильной шины к дереву. Обратный клапан 18 предназначен для исключения кавитационного режима работы гидромотора 15. обратный клапан 20 и дроссель 16 ограничивают скорость возвращения пильной цепи в исходное положения. Из секции Б основного насоса 2 поток жидкости поступает к распределителю 6 , который управляет гидромотором 30 привода правой гусеницы и гидроцилиндрами 24 поворота стойки захватного устройства. В поршневой полости одного из гидроцилиндров размещен дроссель, ограничивающий скорость одного из зажимных крюков. Это предусмотрено для повышения точности подвода крюков к дереву.

Выбор рабочей жидкости

По (Рис. П. 4.1, с23) выбираем рабочую жидкость МГ-30, так как она в моём случае наиболее подходящая.

Техническая характеристика:

Плотность при 200С = 885(кг/м3)

Вязкость при 500С = 27…33(сСт)

Температура застывания =-350С

Температура вспышки =1900С

ГОСТ, ТУ 38 10150-70

Определение мощности гидропривода и подачи насоса

Мощность гидродвигателя проектируемого привода определяется по заданной нагрузке и скорости движения. Так как у меня привод возвратно – поступательного движения, то мощность на штоке цилиндра равна:

Мощность насоса находиться по мощности гидродвигателя с учётом потерь энергии в гидроприводе:

где К – коэффициент запаса, учитывающий потери энергии в гидроприводе.  Для гидроприводов, работающих в лёгком и среднем режимах К=1,1…1,2.

Подача насоса рассчитывается как:

где Р – рабочее давление насоса, определяется по прототипу машины или по параметрическому ряду (прил. 2, с 21).

По мощности  и давлению Р или подаче  выбираем из справочной литературы марку выпускаемого промышленностью насоса (прил. 5, с 26).

Марка насоса 207.25

Техническая характеристика:

Рабочий объём = 107(см3/об)

Номинальное давление = 16(МПа)

Максимальное давление = 25(мПа)

Частота вращения номинальная nH=25(с-1)

Частота вращения максимальная =42,7(с-1)

Объёмный КПД =0.97

Гидромеханический КПД =0,932

Полный КПД =0,905

Номинальная подача = 1,32(дм3/с)

Номинальная потребляемая мощность =23,6(кВт)

Масса = 75(кг)

Действительная подача регулируемого насоса  равна расчетной подаче . Действительный рабочий объём при этом:

где  - объёмный КПД насоса.

Определяем относительную погрешность подачи:

Расчёт гидролиний

Гидролинии бывают всасывающими, напорными, исполнительными и сливными. Они могут выполняться из труб или резинометаллических шлангов.

Расчётный внутренний диаметр каждой из линий находиться как:

где V – рекомендуемые скорости потока жидкости в линиях: всасывающей VB=0,5…1,5(м/с), сливной VС=1,4…2(м/с), напорной и исполнительной VH=VИ=3…6(м/с).

Действительный диаметр линий выбирается по стандартному ряду выпускаемых труб (таб. П. 7.2, с 37) принимая d≥d’.

Действительный диаметр, как правило, равен условному проходу установленных на линии элементов гидропривода.

Подбор гидравлического оборудования

В основе подбора оборудования лежат действительные значения подачи насоса  и рабочего давления Р.

Тип и марку распределителя выбираем по номинальному давлению, подаче насоса или условному проходу и количеству гидродвигателей.

Выбираем секционный распределитель, его марка Р-20.16

Условный проход =25(мм)

Номинальный расход масла =2,7(дм3/с)

Максимальный расход масла =3,3(дм3/с)

Номинальное давление =16(МПа)

Максимальное давление =17,5(МПа)

Максимальное число секций =7

Внутр. утечки =14,1(см3/с)

Потери давления =0,8(МПа)

Выбор обратных клапанов, его технические характеристики:

Типоразмер клапана 62 300

Условный проход =25(мм)

Номинальный расход =2,7(дм3/с)

Потери давления =0,2(МПа)

Масса =3,2(кг)

Объём бака гидропривода машины рассчитывается по формуле:

где -  действительная подача насоса, дм3/с;

        В – время прохождения бака жидкостью, с;

Для гидроприводов, работающих в лёгком и среднем режимах В=70…90 с;

Расчётное значение объёма бака уточняется по ОСТ 22-883-75.

Типоразмер фильтра 1.1.32-25

Технические характеристики это фильтра:

Условный проход =32 (мм)

Номинальный расход =1,7(дм3/с)

Номинальное давление =0,63(МПа)

Потери давления =0,25…0,35(МПа)

Тонкость фильтрации =25(мкм)

Ресурс фильтроэлемента =200(ч)

Масса сухого фильтра =9,7(кг)

Расчёт потерь давления в гидросистеме

Потери давления в гидросистеме складываются из потерь во всасывающей, напорной, исполнительной и сливной гидролиниях и потерь в элементах гидрооборудования, установленных на этих линиях и работающих в расчётном цикле:

При ламинарном режиме, характеризуемым числом Рейнольдса:

Берём по графику

Для всасывающей линии

Для напорной и исполнительной линии

Для сливной линии

Коэффициент трения для гибких шлангов определяется ,

в случае если то коэффициент трения определяется:  

Для всасывающей линии

Для напорной и исполнительной линии

Для сливной линии

- суммарный коэффициент местных сопротивлений.

Количество местных сопротивлений и их вид определяем по расчётной схеме.

Для всасывающей линии

Для напорной линии

Для исполнительной линии

Для сливной линии

Потери давления в гидролиниях удобно рассчитывать, суммируя коэффициенты местных и эквивалентных линейных сопротивлений по формуле:

Для всасывающей линии

Для напорной линии

Для исполнительной  линии

Для сливной линии

Результаты расчёта потерь давления в линиях и гидрооборудовании сносим в таблицу №1, и подсчитываем суммарные потери давления  

                                           Расчёт потерь давления                           Таблица №1

Элемент гидро-

системы

l,

м

d,

м

Q,

дм3

МПа

Тип устрой-

ства

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1.Всасывающая

линия

1,3

0,052

2,145∙10-4

4777

0,038

2

0,0013

2.Напорная линия

2,3

0,026

2,145∙10-4

6210

0,036

3,5

0,046

3.Исполнительная линия

3,5

0,026

2,145∙10-4

6210

0,036

10

0,103

4.Сливная линия

4,7

0,04

2,145∙10-4

9554

0,032

4,35

0,011

5.Распр-тель

2,145∙10-4

0,15

Р-20.16

6.Фильтр

2,145∙10-4

0,63

1.1.32-25

Суммарные потери давления,

1,1025

Выбор гидромотора

Выбор гидромотор осуществляется по рабочему объему , номинальному давлению  и частоте вращения . Так как в моём случае пооворот осуществляется при подаче жидкости в гидромотор, то рабочий объем определяется:

Перепад давления на гидромоторе

- объемный КПД мотора;

По расчётным значениям рабочего объема , давления  выбирается гидромотор (приложение 5) выбираем аксиально-поршневой нерегулируемый насос и гидромотор типа 210.25.

Рабочий объем = 107 (см³/об)

Номинальное давление =16 (МПа)

Максимальное давление =25 (МПа)

Частота вращения номинальная n=20( с-1)

Частота вращения максимальная насоса = 36,7(с-1)

Частота вращения максимальная мотора = 41,7(с-1)

Номинальная подача насоса = 2,1 (дм3/с)

Номинальный расход гидромотора = 2,2 (дм3/с)

Мощность потребляемая насосом = 36,9 (кВт)

Крутящий момент на валу гидромотора при 16 = 259 (МПа)

При 25 = 425 (МПа)

Эффективная мощность гидромотора = 30,9 (кВт)

КПД при вязкости масла 33 сСТ: объемный =0.97

Гидромеханический насоса = 0,945

Гидромеханический мотора = 0,95

Полный насоса = 0,914

Полный мотора = 0,922

Масса = 40-52(кг)

Действительный крутящий момент развиваемый гидромотором:

где  гидромеханический КПД мотора;

Действительная гловая скорость вращения вала гидромотора:

Относительное отклонение полученных действительных момента  и угловой   не должно превышать более чем на 10%:

Составление таблицы действительных характеристик

Составляем таблицу с целью контроля правильности проведённого расчёта, увязки действительных характеристик всех устройств проектируемого привода. Элементы гидропривода, установленные в одном блоке, рассматриваются как одно устройство.

Рд – действительное значение давления на входе в элемент гидросистемы. Максимальное давление поддерживает насос. Давление в последующих по потоку элементах уменьшается на величину гидравлических потерь до них и задаётся последующей гидравлической или механической нагрузкой.

Устройство

Рд

МПа

Qд

дм3

Nд

кВт

Mд

кН

nд

с-1

gд

дм3

ηг

%

Примечание

Насос

16

1,5

24

32

0,04

0,946

207.20

Мотор

14,21

1,49

21,17

0.22

15

0.107

0,93

210.25

Распределитель

15,91

1,5

Р-20.16

Фильтр

0,35

1,5

1.1.32-25

Бак

0

1,5

120

ОСТ 22-883-75

Кран

-0,015

1,5

11ч6бк

Гидра система

0,88

1мано-тр

16

0

0-25

2мано-тр

0,35

0

0-0,6

Блок клапан

14,91

У 4790.15

действительная подача насоса, задаётся насосом.

Расход последовательно соединенных элементов уменьшается на величину утечек в предыдущих. При параллельном соединении расход суммируется.

действительная мощность.

nд,qд – действительная частота вращения и рабочий объём насоса и гидромотора, объём бака. Определяется по расчётам или по паспортным данным.  - равно отношению полезной мощности к затраченной на графике статистических характеристик привода.

Построение статической характеристики работы гидропривода

С целью проведения графического анализа работы и возможностей регулирования проектируемого гидропривода строиться его статическая характеристика.

Статическая характеристика гидропривода получается наложением построенных в масштабе характеристик, составляющих гидропривод элементов.

В начале строиться характеристика насоса (Н) по его действительной подаче Qдн, затем характеристика двигателя (Д) при постоянной нагрузке. Характеристика сети (С) строиться по значениям потерь давления при расходах Q=0 и Q=Qдн. Суммарная нагрузочная характеристика (С+Д) получается графическим сложением характеристики сети и двигателя по давлению, поскольку эти элементы в схеме расположены последовательно. При параллельном соединении элементов их характеристики складываются по расходу. Точка А пересечения нагрузочной характеристики с характеристикой насоса является рабочей точкой. Она определяет действительные подачу и давление в насосе, работающем в режиме постоянного расхода.

Характеристика защищающего насос предохранительного клапана (ПК) строиться по его технической характеристике, а при её отсутствии проводиться параллельно оси Q. Точка К пересечения характеристики предохранительного клапана и насоса определяется давлением настройки предохранительного клапана, которое составляет 1,25Рдн.

Действительный гидромеханический КПД привода (ηГМ) или отношение мощности на двигателе к мощности насоса можно найти из графика как отношение площади 0-Рд-Д-Qдн к площади 0-Рд-А-Qтн.

Мощность насосной станции, определяющая возможности регулирования гидропривода, оценивается площадью 0-К2-К-Qтн. Здесь  Qтн и К2 берётся из технической характеристики насоса.

Список использованной литературы

1. Мельков В.И. Проектирование гидроприводов машин: Методические указания./С.А. Ларионов Томск: Изд-во Томского архитектурно-строительного университета, 2001. – 43.

2. Мельков В.И. Регулирование объёмных гидроприводов машин. – Томск.: ТГАСУ, 1999 г.

3. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика: Справочное пособие. – М.: Машиностроение, 1917. – 425с.

4. Каверзин С.В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу самоходных машин. – Красноярск, 1997. – 382 с.

5. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник – М.: Машиностроение, 1983. – 301 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44906. Ударение и его типы. Интонация и её конструкции. Паузация и темп русской речи 27.5 KB
  Словесное ударение это более сильное произношение одного слога в слове служащее для фонетического объединения этого слова. В русском языке ударение зависит от силы выдоха поэтому оно силовое и динамическое. В русском языке нет определенного зафиксированного места ударения оно может падать на любой слог разноместное ударение: мама собака. Русское словесное ударение также является подвижным 2 так как при переходе слова из одной формы в другую может меняться и место ударения в слове: стена' сте'ны.
44907. Орфоэпические нормы 16.48 KB
  Иное произношение звуков воспринимается как неправильное приводит к нарушению законов фонетического языка. Современное русское произношение сложилось в ревой половине 18 века. К началу 19 века староманерное произношение как общественное стало национальной нормой. Произношение согласных.
44909. Комунікативні якості професійної мови 21.5 KB
  Комунікативні якості професійної мови. Професійна мова це функціональний різновид української літературної мови яким послуговуються представники певної галузі знань. З огляду на це можна виокремити низку характеристик які репрезентуватимуть професійний портрет фахівця: уміння формувати мету і завдання професійного спілкування; аналізувати предмет спілкування організовувати обговорення; керувати спілкуванням регламентуючи його; послуговуватися етикетними засобами для досягнення комунікативної мети; уміти проводити бесіду співбесіду...
44910. Условия и история становления PR в России и за рубежом 23.15 KB
  Публикации статей с целью воздействия на общ. срв д влияния на общ. Появление известного дядюшка Сэм общественно-политические плакаты с призывами к борьбе за независимость публикация статей для влияние на общ. Липсет политолог в новых политических стратегиях постоянно апеллировал к общественному мнению.
44911. Оценка эффективности хозяйственной деятельности 14.08 KB
  Оценка деятельности как предварительная оценка так и заключительная необходима для руководителей предприятия и экономистов поскольку позволяет подвести итоги работы организации и определить ее будущие перспективы. Комплексная оценка эффективности предполагает изучение всех сторон хозяйственной деятельности предприятия снабжение производство продажа товаров и их потребление всех видов анализа деятельности предприятия. Цель комплексной оценки хозяйственной деятельности предприятия повышение эффективности его работы на основе...
44912. Эпоха Возрождения или Ренессанс 27.65 KB
  В своем основном педагогическом трактате О первоначальном воспитании детей а также в других трудах по вопросам воспитания О благовоспитанности детей Беседы Метод обучения Способ писать письма Роттердамский определил необходимость сочетания античной и христианской традиций при выработке педагогических идеалов а также принцип активности воспитанника врожденные способности могут быть реализованы лишь через напряженный труд Школа Витторино да Фельтре Дом радости Создал светское учебное заведение нового типа дававшее...
44914. Нагрузки и воздействия на трубопровод 15.03 KB
  Поэтому учитывая продолжительность сроков эксплуатации трубопроводов и высокую изменчивость нагрузок и воздействий исходная информация о нагрузках и воздействиях должна быть подготовлена с учетом фактора времени. Для нестандартных условий работы должна быть применена расширенная процедура анализа нагрузок и воздействий на трубопровод и расчета напряженнодеформированного состояния. Для каждой из позиций должна быть реализована специализированная методика анализа нагрузок и воздействий на трубопровод. Перечень и уровень функциональных...