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

60484. Шкідливі звички (година спілкування для учнів початкових класів) 44 KB
  Обладнання до уроку: вірші прислів’я вислови про здоров’я. Хід уроку: Учитель: Діти сьогодні у нас урок на тему: Шкідливі звички на дошці плакат з написом: Здоровя неоціненний скарб Учитель: Діти прочитайте вислів з дошки.
60487. Формування пізнавальної активності і творчої самостійності учнів на уроках української мови та літератури і в позаурочний час 145 KB
  Цікаві завдання і мовні ігри це по суті вправи спрямовані на засвоєння й осмислення знань у жвавій приємній атмосфері. У кожному разі цікаві мовні завдання передбачають досягнення дидактичної мети розширення і зміцнення мовних знань збагачення...
60491. Автоматизація звука «С» в складах, словах 133.5 KB
  Мета: 1. Продовжувати роботу на чіткою артикуляцією звука. Промова ізольованого звука. Автоматизація звука С в складах.
60492. Звичайні дроби 35.5 KB
  В кожного на грудях емблема правильний і неправильний дріб. Я правильний дріб. У мене чисельник менше знаменникая завжди менше одиниці і на координатному промені знаходжусь лівіше ніж будьякий неправильний дріб...