84803

Гидравлика и гидропривод: Методические указания

Книга

Энергетика

Приведены задания, методические указания к их выполнению, перечислены требования к выполнению курсовой работы по дисциплине «Гидравлика и гидропривод» на примерах расчета и выбора элементов гидроприводов горношахтного и подъемно-транспортного оборудования.

Русский

2015-03-22

3.88 MB

5 чел.

         МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

                       ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  

                                                    УНИВЕРСИТЕТ

                               МЕТОДИЧЕСКИЕ  УКАЗАНИЯ

          

                     к курсовой работе  по  гидроприводу

                                ДОНЕЦК 2007 г.

        

              МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

                       ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  

                                                    УНИВЕРСИТЕТ

                               МЕТОДИЧЕСКИЕ  УКАЗАНИЯ

                    к курсовой работе  по  гидроприводу

            (для специальностей ЭМК, КПО, ЭМО, ПТМ)

                                                          Р а с с м о т р е н о

                                                                 на заседании  кафедры

                                                                  «Энергомеханические системы»   

                                                                 Протокол №    от «___» ______2007 г.

                                                                            У Т В Е Р Ж Д Е Н О

                                                                На заседании учебно-методического  

                                                                Совета ДонНТУ

                                                                Протокол №___ от «__»______2007 г.

                                         2007

УДК 532.5

   Методические указания к курсовой работе по гидроприводу (для студентов специальностей ЭМК, МАШ, КПО, ЭМО, ПТМ) / Сост.: В.М.Яковлев, В.И.Лазаренко, Т.А.Устименко.- Донецк: ДонНТУ,2007.-      с.

      Приведены задания, методические указания к их выполнению, перечислены требования к выполнению курсовой работы по дисциплине «Гидравлика и гидропривод» на примерах расчета и выбора  элементов гидроприводов горношахтного и подъемно-транспортного оборудования. Приведен необходимый справочный материал для выбора гидромашин, гидроаппаратов и вспомогательных устройств гидропривода.

       Составители:                                       В.М. Яковлев, доц.,

                                                                     В.И.Лазаренко, ст.преп.,

                                                                     Т.А.Устименко. доц.

       Рецензент                     

       Отв. за выпуск                                      Н.Г.Бойко, проф.           

                                 

  1.  Цель и задачи курсовой работы

  Курсовая работа дисциплины «Гидравлика и гидропривод» направлена  на развитие творческой и самостоятельной деятельности, в процессе которой студент должен научиться использовать полученные теоретические знания для принятия конкретного инженерного решения при проектировании  гидравлического привода заданного устройства.

   Для  решения поставленной  цели  студент должен решить следующие основные задачи:

-  ознакомиться с научно-технической литературой по теме выданного задания,  уяснив задачу  применения гидропривода  в конкретном техническом  узле. Проанализировать конструкции и схемы аналогичных приводов, оценить их достоинства и недостатки;

-  разработать и обосновать гидравлическую схему;

-  произвести расчет и выбор гидромашин, гидроаппаратов, гидроли-  ний и других  необходимых узлов привода;

-  определить рабочие режимы машин;

- привязать рассчитанный гидропривод к конкретной машине или установке.

  При выполнении курсовой работы важно проявить умение

 - выбирать и научно обосновывать принятые технические решения;

 - пользоваться специальной научно-технической, справочной литера-турой, ГОСТами и патентными материалами;

 - применять современные методы расчета;

 - применять современные средства компьютерной графики при оформлении работы и графического  материала.

   Поощряется применение  прогрессивной техники, не допускается  рассматривать оборудование, снятое с производства.

    Выполнять работу рекомендуется в соответствии с настоящими «Указаниями…»,    поочередно выполняя поставленные задания. Все ссылки на литературу приведены в квадратных скобках, где указывается  номер источника и  необходимые для изучения страницы.

  1.  Организация работы

    Курсовая работа делается под руководством преподавателя, который одновременно является консультантом и нормоконтролером (осуществляет контроль соответствия  разработанных материалов требованиям нормативных документов). Поскольку курсовая работа – результат самостоятельного творчества студента,  он имеет право принимать технические решения,  не совпадающие с рекомендациями консультанта, но эти решения должны быть обоснованы и защищены.

    Преподаватель выдает задание на курсовую работу, составляет и утверждает календарный план, консультирует студентов, следит за правильностью  общего направления  работы и соответствием ее выполнения установленным срокам, рекомендует необходимую литературу.

     Студент должен строго соблюдать утвержденный календарный план. Консультации по курсовой работе проводятся согласно расписанию.

      Для автоматизации однотипных расчетов при определении оптимальных диаметров труб и потерь давления  рекомендуется пользоваться компьютером.

      Приветствуется выполнение графической части работы  с помощью  пакетов САПР и(или) компьютерной графики.

       Студент обязан заблаговременно (за  две недели для стационара и за три недели до сессии для заочников) сдать курсовую работу на проверку руководителю. К защите допускаются только те курсовые работы, которые имеют визу «К защите». Если по работе имеются замечания,  то их необходимо учесть до защиты.        

  1.  Задания к работе

     

         Задания на работу состоят из 5 тем, в каждой из которых имеется

10 вариантов. Тему и вариант задания  для студентов стационара определяет руководитель проекта. Студенты-заочники выбирают задание в зависимости от  последних 2-х цифр шифра: последняя цифра определяет тему по табл.1, а предпоследняя – номер варианта.

    Например, студент, имеющий шифр 506384, получает задание: тема 5, вариант 8.

                                                                                            Таблица 1

                                Варианты задания

Последняя цифра шифра

 0

 1

2

 3

 4

 5

 6

 

 7

 8

9

Тема

 

 1

 2

 3

 

  4

 5

 1

 2

 3

 4

5

     Графическая часть работы выполняется на вкладышах в записку форматом А4 (допускается формат А3). Общий объем графической части – не менее одного листа форматом А1. Объем пояснительной записки 25-30 страниц на листах форматом А4.

                                          Т Е М А  № 1

    

     Составить гидравлическую схему, рассчитать и выбрать все элементы гидропривода управления задвижками главной водоотливной установки шахты по следующим данным:

   Максимальное усилие на штоке гидроцилиндра PД  max, [кН]     

   Максимальная скорость штока VД  max, [мм/с].

Скорости штока гидроцилиндра  и усилия при открывании и закрывании задвижки должны отличаться незначительно.

Скорость штока - не регулируемая. Предусмотреть медленное гашение скорости штока перед полным закрыванием задвижки и малую начальную скорость открывания.  

    Длина напорной  линии гидропривода равна длине сливной

Lн = Lс [м]  .

      Длина всасывающий гидролинии Lвс=0,1-0,2м.

    Один из насосов гидропривода – резервный. В схеме имеются три однотипные задвижки, но в работе находится лишь одна.

[1;144. 220-221]; [8; 79].

Параметр

                       Вариант

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 PД  max

16

12

18

14

16

18

12

15

16

15

     VД  max

10

20

15

10

18

20

18

16

20

18

     Lн = Lс

7

6

6

5

9

8

7

8

9

5

   

       Рекомендуемое давление гидропривода 6,3 … 12,5 МПа.

        

                                          Т Е М А  № 2

    

     Составить гидравлическую схему, рассчитать и выбрать все элементы гидропривода механизма  подъема-опускания и неограниченного угла  поворота стрелы  подъемно-транспортной машины по следующим данным:

Максимальное усилие на штоке гидроцилиндра подъемаPД  max, [кН]     

Максимальная скорость штока VД  max, [мм/с].

Максимальный   крутящий   момент   гидромотора   поворота стрелы  MД  max, [Нм].

Максимальная частота вращения вала гидромотора nД  max, [мин-1].

Гидроцилиндр и гидромотор  работают не одновременно и должны иметь надежную фиксацию положення выходного звена. Скорость штока и частота вращения вала гидромотора плавно регулируются за счет изменения частоты вращения вала нерегулируемого насоса, привод которого осуществляется от двигателя  подъемно-транспортной машины.  

    Длины напорных и сливных  гидролиний  гидроцилиндра и гидромотора равны между собой  и составляют  Lн = Lс =3÷4 м .

      Длина всасывающий гидролинии  насоса Lвс= 0,5÷0,8м.

    Частота вращения вала насоса nн=500÷1500 мин-1

 

Параметр

               Вариант

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 PД  max

100

110

120

140

160

180

190

200

220

250

     VД  max

20

23

25

30

33

35

40

45

48

50

     MД  max  

300

310

350

360

380

400

420

450

470

500

     nД  max

50

60

70

80

90

100

110

120

140

150

   

        Рекомендуемое давление гидропривода 6,3 … 10,0 МПа.

                                          Т Е М А  № 3

    

     Составить гидравлическую схему, рассчитать и выбрать все элементы гидропривода регулирования положения по высоте шнеков очистного комбайна  по следующим данным:

   Максимальное усилие выходном звене  гидроцилиндра (каждого)

PД  max, [кН] при максимальной скорости  перемещенияVД  max, [мм/с].

Гидроцилиндры работают неодновременно.

 Длина напорной  линии гидропривода равна длине сливной

Lн = Lс, [м]  .

      Длина всасывающий гидролинии Lвс=0,1-0,2м.

   Выходное звено каждого из гидроцилиндров должно иметь надежную фиксацию его положения. Скорость VД должна  плавно регулироваться в широких пределах.

    Определить также рабочие режимы гидроцилиндров. Начальне усилия на шнеках (при VД =0) P0 [кН]. Показатель, характеризующий изменение нагрузки, К [кН с/мм]

 

[5;50-59]; [6; 122-127].

Параметр

                             Вариант

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 PД  max

20

23

25

28

30

33

32

28

15

23

     VД  max

28

42

40

43

38

33

30

35

30

38

     Lн = Lс

2

4

2,5

3,5

3,0

2,5

3,5

3,0

4,0

2,0

     P0

17

20

22

25

27

30

28

25

13

21

     К

0,11

0,08

0,09

0,07

0,07

0,1

0,13

0,06

0,07

0,05

   

Рекомендуемое давление гидропривода       МПа.

        

        

                                           Т Е М А  № 4

    

     Составить гидравлическую схему, рассчитать и выбрать все элементы гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины по следующим данным.

   Максимальное усилие на штоке гидроцилиндра (их два) при растормаживании  PД  max, [кН], а его скорость при этом VД Р, [мм/с].

При торможении скорость штока VД Т =2 VД Р, а усилие

 PД Т=0,75 PД  max .

  Длина напорной  линии гидропривода равна длине сливной

Lн = Lс [м]  .

      Длина всасывающий гидролинии Lвс=0,1-0,2м.

Скорость штока – нерегулируемая. Один из насосов – резервный.

    

[3;450-452]; [8; 208-211].

Параметр

                                   Вариант

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 PД  max

12

23

19

15

23

27

25

17

30

21

     VД р

30

22

27

30

24

19

21

28

19

25

     Lн = Lс

8

5

4

6

7

8

7

4

6

5

   

Рекомендуемое давление гидропривода       МПа.

                                          Т Е М А  № 5

    

     Составить гидравлическую схему, рассчитать и выбрать все элементы гидропривода подающей части угольного комбайна по следующим данным.

Момент  на валу   гидромотора     MД   [Нм].

Частота вращения вала гидромотора nД [мин-1].

Насос и гидромотор – реверсируемые машины. Частота вращения вала гидромотора регулируется в широких пределах. Длина нагнетательной гидролии равна длине всасывающей

 Lн = Lв =0,5...0,7 м .

       Определить также рабочие режимы гидромотора при моменте сопротивления на валу MС = MД  и при изменении его на .Допускаемое отклонение частоты при этом не должно превышать . Загрузка на валу определяется зависимостью

 MС = MС.О. + КnД, где MС.О. начальный момент сопротивления

(при nД=0), MС.О= ....   [Нм],

К – показатель . характеризующий изменеие нагрузки, К = … Нм/мин-1  

[1; 153-155; 267-270]; [6; 101-113].

     

Параметр

                                    Вариант

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 МД   

240

220

300

350

450

500

550

650

750

850

       nД

200

150

200

150

150

100

150

150

120

100

     M С.О.  

176

154

220

300

400

430

500

590

690

750

     К

0,33

0,44

0,4

0,35

0,34

0,7

0,33

0,4

0,5

0,99

   

 Рекомендуемое давление гидропривода 10,0  … 25,0 МПа.

  1.  Методические указания к выполнению

4.1. Составление и анализ гидравлической схемы

Во всех темах рекомендуется начинать работу ознакомлением с машиной или с установкой, гидропривод которой необходимо спроектировать. Затем следует составить и обосновать упрощенную гидравлическую схему, пользуясь исходным заданием. Иногда вместе с гидравлической нужно составить и кинематическую схему. При выполнении работы, где в качестве гидродвигателей используются гидроцилиндры, при расчете потерь давления в трубах и построении линии абсолютного давления важно помнить, что длина напорной гидролинии от насоса до распределителя составляет не более 1015% от общей длины. Объясняется это тем, что для удобства управления гидроприводом и его компактности всю гидроаппаратуру стремятся располагать на гидробаке. Во всех случаях насос погружен в жидкость.

Принципиальная гидравлическая схема составляется с использованием общепринятых обозначений [1].  Необходимо указать насосы, двигатели, гидробак, фильтры, предохранительный клапан, гидрораспределители (с ручным или электрическим управлением), обратные клапаны и другую необходимую  для работы привода гидроаппаратуру (регуляторы расхода, дроссели, гидрозамки и т.д.)

Привести описание узлов схемы, детально изложив работу гидропривода рассматриваемого устройства. Проанализировать работу, дав оценку схеме  циркуляции рабочей жидкости и  назначение каждого из элементов гидропривода.

4.2. Выбор  стандартного  давления

      При выборе давления гидропривода рекомендуется руководствоваться характеристиками серийно выпускаемых гидромашин и гидроаппаратов. Стандартные давления нормализованы ГОСТ 12445-80. Однако для схем с вращательным исполнительным органом определяющим является давление  серийно выпускаемых  гидромоторов – 10 МПа, хотя  более прогрессивные – давления 25 и 32 МПа ( для гидропривода подающей части угольного комбайна)  

Выбор гидромашин и рабочей жидкости

     

4.3.1. Выбор  гидроцилиндра

Усилие на штоке гидроцилиндра задается в исходных данных,  давление гидропривода выбирается в п.4.2, следовательно, из формулы, определяющей давление   в поршневой  полости гидроцилиндра

,

где p- принятое стандартное давление,

      SП – площадь поршня, 

     ηДГ,  ηДМ   - соответственно гидравлический и механический КПД  гидроцилиндра, ηДГ ≈1,0, ηДМ  ≈0,95,

можно выразить расчетный диаметр поршня

.

Стандартный диаметр поршня DД принимается ближайший (больший) в соответствии с ГОСТ 6540-68 и ГОСТ 12447-80.

Максимальное  рабочее давление в поршневой камере

Максимальный расход гидроцилиндра

,

где ηДО – объемный КПД гидроматора, ηДО≈0,98-0,99.

Максимальное рабочее давление в штоковой полости (если имеется 2 рабочие камеры гидроцилиндра)

,

где  dД стандартный диаметр штока.

    

4.3.2. Выбор гидромотора

По заданным значениям MД, nД  и принятому давлению гидропривода выбирается серийно изготавливаемый гидромотор  [3;160-163] и определяется необходимая мощность

,

где ωД – заданная угловая скорость вращения.

       Необходимый расход гидромотора

,

где  qД- рабочий объем гидромотора;

       ηДО объемный КПД.

Для выбранного гидромотора выписываются все необходимые данные из его технической характеристики.

4.3.3.Выбор насосов и рабочей жидкости

Для схем с гидродвигателями

        По рассчитанным значениям  Qд и Рн = (1,1…1,15)maxдп,Pдш) выбирается один (или больше, если необходимо) однотипный насос. Рекомендуется выбирать шестеренные или пластинчатые насосы  с Qн  Qд. Привести полную характеристику насоса [3; 125-147]; [4; 16-26].

        Для схем с гидромоторами

        По давлению  Рн = (1,0,3…1,05)Рд и Qн ≥ Qд выбрать регулируемый насос [3; 95-97, 106-121],[4; 36-45]. Для расчета выписать из технической характеристики все необходимые данные.

Разобраться с конструкций выбранного насоса с целью решения задачи о подпитке рабочей жидкостью гидропередачи. У большинства регулируемых насосов встроен подкачной насос и вся необходимая для этих целей гидроаппаратура. В случае необходимости скорректировать ранее выбранную схему гидропривода.

         Если выбранный основной насос не имеет подкачного, то его следует выбрать [3; 125-145], [4;16-26]   по давлению, определяемому суммарными потерями в обратном клапане и фильтре и подаче

                   

объемные КПД насоса и гидромотора;

- номинальные значения подачи насоса и расхода гидромотора;

возможные утечки через предохранительный клапан, принять

 

        По техническим характеристикам насоса выбрать рабочую жидкость гидропривода. При этом учесть условия эксплуатации разрабатываемой системы. Привести полную характеристику жидкости.

Выбор гидроаппаратуры и вспомагательных

устройств

По соответствующим расходам и давлениям выбрать гидроаппаратуру, фильтры, бак и манометр. Указать все основные параметры гидроаппаратов [3; 228-251, 273-278, 333-337, 395-419, 425-428], [4; 77-98, 107-110, 120-127, 292-327].

4.5  Расчет труб гидролиний и потерь давления

4.5.1. Расчетный диаметр труб

,

где Qр – расчетный (максимальный) расход в соответствующей гидролинии при рабочем ходе поршня;

Vо – оптимальная скорость рабочей жидкости:

для напорных гидролиний Vо = 3-5 м/с;

для сливных – Vо = 2-3 м/с;

для всасывающих – Vо = 0,7-1,2 м/с.

Учесть, что расход в гидролинии штоковой полости гидроцилиндра

.

Диаметры труб напорных гидролиний насосов до тройника принять равными диаметру труб общей напорной гидролинии.

4.5.2. Расчет толщины стенки трубы

Необходимая расчетная толщина стенки трубы

,

где  δ1 – часть толщины, обеспечивающая достаточную прочность;

δ2 – часть толщины, обеспечивающая необходимую долговечность трубы.

Согласно ГОСТ 3845-75

,

где  Рр – расчетное давление на прочность,

Рр = 1,25Р (Р – максимальное давление в соответствующей гидролинии);

σдоп – допустимое напряжение, равное 40% от временного сопротивления разрыву; для наиболее распространенных сталей для труб σв = 350-420МПа;

δ2 – принять равным 1,0 мм, полагая, что скорость коррозии равна 0,2мм/год, а срок службы установки – 5 лет.

По условиям механической прочности (случайные удары и т. п.)

δ ≥ 2 мм. Расчет труб на прочность для всасывающей и сливной гидролиний можно не выполнять. Окончательно внутренний диаметр труб d, наружный dн и толщину δ выбирают по ГОСТ 8734-78.

4.5.3. Потери давления в гидролиниях по длине

Для определения сопротивления общего участка гидросети и для построения линии пьезометрического напора потери давления рекомендуется рассчитывать при расходе, соответствующему нормальной подаче насоса.

Скорость жидкости в гидролинии

.

Потери давления по длине в участках гидролиний

,

где λ – коэффициент Дарси, зависит от числа Рейнольдса:

 при  ,

 при  .

Расчет гидролиний рекомендуется выполнять на компьютере.

4.5.4. Потери давления в местных сопротивлениях

Потери давления в коленах, тройниках и т.п. принять равными              (0,2-0,3)ΣΔРдл.

Для гидроаппаратов потери рекомендуется вычислять исходя из условия автомодельности режима движения жидкости в аппарате

,

где ΔРном – номинальные (паспортные) значения перепада (потери) давления в аппарате при номинальном (паспортном) расходе Qном.

4.5.5.Полные потери давления при расчетном расходе

.

4.6.  Линия абсолютного давления в гидроприводе

Построить линию абсолютного давления в гидроприводе. Построение выполнить по результатам расчетов, приведенных в п.

4.2.1, 4.5.3, 4.5.4. Потери давления в коленах, тройниках и т.п. прибавить к потерям в распределителе.    

Рис.1. Пример построения линии абсолютного давления

Глубиной погружения насоса Нв пренебречь. Построение линии давления рекомендуется начинать с конца сливной гидролинии.

4.7.   Сила давления на колено трубы

Определить соответствующие Rx, Rz и равнодействующую R сил давления рабочей жидкости на колено трубы с закруглением 90º в месте наибольшего давления:

,  .

4.8. Давление срабатывания предохранительного клапана

Оно выбирается из условия, что это давление должно быть большим на 25% максимального расчетного в месте установки клапана.

4.9. Моментные характеристики

Характеристика момента сопротивления строится по уравнению   при заданных значениях  и K. Для построения зависимости  при увеличении (уменьшении) момента сопротивления достаточно выполнить соответствующий параллельный перенос ранее построенной линии.

Теоретическая моментная характеристика гидромотора при номинальном давлении   

Не зависит от частоты вращения двигателя  и представляет собой прямую линию, параллельную оси абсцисс. Действительный момент несколько уменьшается с увеличением  за счет увеличения гидравлических потерь. Так как закон изменения потерь неизвестен, то  рекомендуется строить по уравнению

где  . Коэффициент пропорциональности .определяется при номинальном значении  и максимальном . Перед построением  необходимо предварительно рассчитать табличные значения функции для 5-7 значений . Важно учесть, что в диапазоне  моментная характеристика гидромотора  неустойчива, поэтому на графике показать ее штриховой линией.

         Для построения характеристики  для заданного режима достаточно выполнить конгруэтный перенос постороенной  для номинальных значений. Искомая  должна проходить через точку с заданными координатами ,.

4.10. Рабочие режимы гидромотора

Заданный рабочий режим определяется точкой пересечения линий

и (точка 1 на рис.2). При увеличении момента МС на 10 %  и допустимом при этом уменьшении частоты  на 10% рабочий режим по-прежнему будет определяться точкой пересечения соответствующих новых линий  и .Последнюю можно не строить, так как положение точки на плоскости однозначно определяется заданными условиями (точка 2 на рис.2). Однако для наглядности можно показать часть кривой. Аналогично определяется рабочий режим при уменьшении  и допустимом увеличении  (точка 3 на рис.2).Определить координаты всех трех точек .

        

         Рис.2. К определению рабочих режимов гидромотора

Мощность на валу гидромотора рассчитывается по уравнению , где - угловая скорость вращения вала.

Необходимо построить характеристики  для номинального и заданных трех режимов  (зону неустойчивых режимов показать штриховой линией), определить координаты 3-х точек и нанести их значения  на график (рис.2, точки 1`-3`)

4.11. Рабочие режимы насоса

4.11.1.Для нерегулируемого насоса

Рабочие режимы насоса     определяются графически точками пересечения характеристик насоса Рн = f(Q) и гидросети Рс = f(Q).

Характеристика  насоса строится по двум точкам с координатами QН.Т., PН =0 и QН.НОМ, PН.НОМ, где QН.Т. – теоретическая подача насоса;

QН.НОМ, PН.НОМ – номинальные значения подачи и давления насоса.

         Характеристика сети строится для каждого из основных циклов работы гидропривода (для рабочего и холостого хода гидроцилиндров)

Если имеется разветвление в сети, по полное гидравлическое сопротивление рассчитывается  с учетом параллельного соединения:

 ,

где  - сопротивление  гидролинии общего участка;

        - сопротивления параллельных участков.

Сопротивление гидролинии

,

потери давления при расходе . Для определения

можно воспользоваться результатами п.4.5.5.

Для построения  графиков Рс = f(Q) необходимо предварительно составить таблицу значения функций ( 4-6 точек). Графически определить параметры рабочих режимов насоса  

при рабочем и холостом ходе поршня гидроцилиндра. В пояснительной записке необходимо привести значения координат всех характерных точек графиков.

4.11.2. Для регулируемого насоса

Подача и давление определяются графически как для нерегулируемого насоса. Давление гидродвигателя при заданном  

,

где - рабочий объем гидромотора. При незначительном  отклонении от номинального отношение .

  Так как потери давления в гидролинии основного насоса малы по сравнению с , то характеристику сети можно строить по двум точкам (0; ) и (;), где (рис.3).

      Для определения рабочих режимов насоса приходится пользоваться методом итераций, выполняя расчеты в такой последовательности:

  •  Определить максимально возможную подачу насоса  при заданном   как точку пересечения характеристики сети   с характеристикой незарегулированного насоса (на рис.3 точка А).
  •  Графически определить утечки в насосе . Эта величина при при будет также постоянной.
  •  Определить объемный КПД насоса для режима А

.

Так как в гидромоторе утечки изменяются по тому же закону, что и в насосе, то объемный КПД гидромотора, соответствующий режиму А - , можно определить из пропорции , где - номинальные значения объемных КПД гидромотора и насоса.

  •  Вычислить расход гидромотора при заданном по формуле

.

    Этот расход примерно равен подаче насоса при , т.е..

  •  Провести через точку , находящуюся на линии, характеристику насоса, конгруэнтную начальной, и уточнить значение объемного КПД насоса для точки 1 (рис.3).

    , - утечки в насосе; - теоретическая подача зарегулированного насоса (определяется по графику).

  •  Уточнить значение объемного КПД гидромотора из пропорции: и уточнить подачу насоса по уравнению .
  •  Давление насоса при подаче  определяется по графику

        .

  •  Аналогично находятся рабочие режимы для точек 2 и 3(см.рис.3).

Рис.3 Определение рабочих режимов регулируемого насоса

4.12. Мощность насоса

4.12.1. Нерегулируемый насос

Мощность насоса  определяется при рабочем и холостом ходе  гидродвигателя:

- давление и расход в соответствующем режиме.

4.12.2. Регулируемый насос

Мощность насоса рассчитывается для всех режимов, как и для нерегулируемых насосов. Однако в связи с тем, что значение КПД насоса изменяется с режимом, для нахождения текущего значения необходимо предварительно при номинальных параметрах определить . Затем для вычисления текущих значений  принять произведение , т.е.  и т.д.

Определить координаты всех трех точек  и построить график

                   Рис. 4. К определению мощности и КПД насоса 

в диапазоне  с некоторой экстраполяцией

(см.рис. 4). 

     К.п.д. гидропередачи определяется как отношение   в том же диапазоне, что и . Определить координаты всех точек и построить зависимость (см.Рис.2). Дать оценку экономичности регулирования.

    Выполнить чертеж общего вида спроектированной гидропередачи. Указать основные габаритные размеры [3; 110-114; 160-163] .

4.13. Проверка рабочего режима насоса на кавитацию 

Условие бескавитационной работы:

                          

                             ,

где - допустимая вакуумметрическая высота всасывания насоса (по паспорту);

             - вакуумметрическая высота всасывания насоса

             ,

где

      потери напора в фильтре.

В том случае, если в паспорте насоса указана допустимая высота всасывания насоса , по условию бескавитационной работы должно быть .

4.14. Гашение скорости гидродвигателя

Гашение скорости Vд перед полным закрыванием задвижки и начале ее открывания необходимо для более надежной защиты насоса главной водоотливной установки от гидроудара. Это  также предотвращает  от разрушения гидроцилиндром корпуса задвижки. Для гашения скорости  важно предусмотреть в штоковой крышке  гидроцилиндра  дроссель постоянного сопротивления, который автоматически включается в гидросистему в конце (начале) хода запорного элемента задвижки. Привести принципиальную схему гидроцилиндра с тормозом и описать принцип гашения скорости [2; 353].

Расчет дросселя.Для гашения скорости Vд в 2-3 раза в конце (начале) хода штока достаточно задаться перемещением с торможением, равным 12-20 мм. Определить живое сечение дросселя из уравнения расхода при закрывании задвижки

,

где  µ - коэффициент расхода дросселя, µ = 0,75…0,80;

ω – живое сечение дросселя;

ΔР – перепад давления на дросселе.  

Разработать чертеж общего вида крышки гидроцилиндра штоковой полости с тормозной втулкой у поршня по рассчитанным параметрам в             п. 4.12.2. [4; 48-53].

Разработать чертеж общего вида крепления  гидроцилиндра на корпусе задвижки. Задвижка устанавливается на вертикальном участке трубы. Крепление гидроцилиндра рекомендуется выполнять на кронштейне. Привести чертеж общего вида гидроцилиндра на задвижке, указать основные размеры.

4.13. Эксплуатация и техника безопасности

Кратко описать особенности эксплуатации и технику безопасности при обслуживании рассчитанного гидропривода, учитывая при этом, что он должен работать в автоматическом режиме. При описании следует акцентировать внимание на вопросах контроля за состоянием рабочей жидкости, пуске и остановке насоса и т.п. [1; 276-281].

 

 


                                                                         Приложение 1

Разработка принципиальной гидравлической схемы

        При проектировании принципиальной гидравлической схемы  необходимо учитывать следующие основные требования:

- схема должна включать минимальное количество устройств

- для защиты гидропривода от перегрузок должны быть предусмотрены предохранительные   гидроаппараты

- для поддержания стабильного температурного режима рабочей жидкости необходимо правильно выбрать емкость гидробака и предусмотреть  теплообменники

- параметры гидроаппаратов должны отвечать номинальным параметрам ( давлению и расходу) в местах их подключения

  Примеры некоторых гидравлических схем  приведены ниже. Проанализируйте каждую из них и выберите наиболее подходящую для вашего задания.

                               Схема № 1

                                    Схема №2

                                         Схема №3

                                               Схема №4

                                           Схема №5

                                                Схема №6

                                            Схема №7

 

                                               Схема №8     

                                         Схемы № 10

      

                                                                                        Приложение 2

Характеристики рабочих жидкостей гидропередач

Рабочая

жидкость

Диапазон рабочих температур, °С

Вязкость кинематическая

при 50°С,мм2

Плотность, кг/м3

ВНИИНП-403

+10  ÷ +60

25÷35

850

ИГП-18

+10  ÷ +80

16,5÷20,5

880

ИГП-30

+10  ÷ +80

28÷31

885

МГ-20

-20  ÷ +80

17÷23

885

МГ-30

-20  ÷ +80

27÷33

885

Турбинное 22

  -5  ÷ +60

20÷23

900

Турбинное 30

  -5  ÷ +60

28÷32

900

Турбинное 46

  -5  ÷ +60

44÷48

900

Индустриальное

И-20А

-10  ÷ +60

17÷23

881÷901

И-30А

  -5  ÷ +60

27÷33

886÷916

И-45А

  -5  ÷ +60

38÷52

886÷916

                                                                                      Приложение 3

Номинальные диаметры цилиндров, поршней, штоков, -плунжеров,мм  (ГОСТ  12447-80)

Основной ряд:

10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 310.

Дополнительный ряд:

14; 18; 22; 28; 36; 45; 56; 70; 90; 110; 140; 180; 220; 280; 360.

                                                                                       Приложение 4

Номинальные давления объемных гидроприводов, МПа

(ГОСТ 12445*80)

1,25; 1,3; 2,5; 4,0; 6,3; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0.

                                                                                  

                                                                                            Приложение 5

  Трубы стальные холоднодеформированные: наружный диаметр

 dн, мм, толщина стенки δ, мм (любому dн соответствует любая δ ),

(ГОСТ 8734-78).

dн : 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 30; 32; 24; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50 …

δ  : 2.0; 2.5; 3.0; 3.5; 4.0

                                                                               Приложение 6

Технические характеристики шестеренных насосов типа Г11

Параметр

Ед. измерения

Типоразмер

Г11 22А

Г11 22

Г11 23А

Г11 23

Г11 24А

Г11 24

Г11 25А

Г11 25

Номинальное давление

МПа

2,5

Номинальная подача насоса при частоте вращения:

730 мин-1

970 мин-1

1450 мин-1

л/мин

6,1

8,1

12,1

9,1

12,1

18,1

12,5

16,7

25,0

17,6

23,4

35,1

25,1

33,4

50,0

35,3

47,0

70,2

50,4

67,0

100,1

62,7

83,9

125,4

Объемный КПД

0,76

0,78

0,80

0,82

0,84

0,85

0,88

0,92

Полный КПД

0,67

0,8

Допустимая геометрическая высота всасывания

м

0,5

Рабочая жидкость

Масло индустриальное 20 или 30


Приложение 7

Технические характеристики шестеренных насосов типа НШ

Параметр

Ед. измерения

Типоразмер

НШ-10Е

НШ-32К

НШ-46У

НШ-50К

НШ-67К

НШ-98К

Номинальное давление

МПа

10

12,5

10

12,5

10

10

Номинальная подача насоса при частоте вращения:

970 мин-1

1450 мин-1

л/мин

-

13,3

28,6

42,8

-

62,0

44,4

66,5

-

95,0

-

134,6

Объемный КПД

0,92

0,94

0,92

0,94

0,94

0,94

Полный КПД

0,8

0,8

0,85

0,85

0,85

0,85

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания

мм. рт. ст.

200

150

200

150

150

150

Рабочая жидкость

Масло индустриальное 45 или 50


Приложение 8

Технические характеристики пластинчатых насосов типа Г12

Параметр

Ед. измерения

Типоразмер

Г12

21А

Г12

21

Г12

22А

Г12

22

Г12

23А

Г12

23

Г12

24А

Г12

24

Г12

25А

Г12

25

Номинальная подача

при 950 мин-1

при 1440 мин-1

л/мин

5

8

8

12

12

18

18

25

25

35

35

50

50

70

70

-

100

-

140

-

Номинальное давление

МПа

6,3

КПД:

объемный

общий при

950 мин-1

общий при

1440 мин-1

0,62

0,5

0,54

0,71

0,55

0,66

0,77

0,65

0,72

0,79

0,7

0,76

0,85

0,75

0,81

0,88

0,8

0,82

0,85

0,7

0,7

0,86

0,75

-

0,88

0,8

-

0,9

0,7

-

Допустимая геометрическая высота всасывания

м

0,5

Рабочая жидкость

Масло индустриальное 20 или 30


Приложение  9

Технические характеристики пластинчатых насосов типа БГ12

Параметр

Ед. измерения

Типоразмер

БГ-12

21А

БГ-12

21

БГ-12 22А

БГ-12

22

БГ-12

23А

БГ-12

23

БГ-12

24А

БГ-12

24

Номинальная подача при 1440 мин-1

л/мин

5

8

12

18

25

35

50

70

Номинальное давление

МПа

12,5

КПД:

объемный

общий

0,6

0,47

0,65

0,53

0,72

0,61

0,8

0,61

0,74

0,68

0,78

0,72

0,8

0,72

0,86

0,75

Допустимая геометрическая высота всасывания

м

0,5

Рабочая жидкость

Масло индустриальное 20 или 30


Приложение 10

Технические характеристики реверсивных золотников типа Г 74

Параметр

Единица измерения

Типоразмер с управлением

ручным

от кулачка

Г 74 22

Г 74 24

Г 74 25

Г 74 21

Г 74 22

ПГ 74 22

Номинальный расход

л/мин

18

70

140

8

18

18

Номинальное давление

МПа

20

20

12,5

5

5

5

Потеря давления при номинальном расходе

МПа

0,15

0,3

0,3

0,15

0,15

0,15

Приложение 11

Технические характеристики напорных золотников типа Г54

Параметр

Единица

измерения

Типоразмер

Г54-22

БГ54-22

ВГ 54-22

Г54-23

БГ54-23

ВГ54-23

Г54-24

БГ54-24

ВГ54-24

Г54-25

БГ54-25

ВГ54-25

Наибольший

расход

л/мин

18

35

70

140

Наибольшее рабочее давление у всех золотников типа Г – 2,5 МПа; БГ – 5 МПа; ВГ – 10 МПа.

Наименьшее рабочее давление у Г – 0,3 МПа; у БГ – 0,6 МПа; у ВГ – 1,2 МПа.

Приложение 12

Технические характеристики обратных клапанов типа Г51

Параметр

Единица

измерения

Типоразмер

Г51

21

Г51

22

Г51

23

Г51

24

Г51

25

Г51

26

Г51

27

Номинальный

расход

л/мин

8

18

35

70

140

280

560

Номинальное

давление

МПа

20

Потеря давления

при номинальном

расходе

МПа

0,2

Приложение 13

Технические характеристики дросселей типа Г77

Параметр

Единица

измерения

Типоразмер

Г77

11

Г77

14

Г77

31А

Г77

31

Г77

32А

Г77

32

Г77

33

Г77

34

Номинальное

давление

МПа

5

5

12,5

12,5

12,5

12,5

12,5

12,5

Номинальный

расход

л/мин

8

70

5

8

12

18

35

70

Потеря давления при номинальном расходе

МПа

0,2

0,3

0,15

0,2

0,2

0,25

0,3

0,3

Приложение 14

Технические характеристики дросселей типа ДР

Параметр

Единица

измерения

Типоразмер

ДР-10

ДР-12

ДР-16

ДР-20

ДР-25

ДР-32

Номинальное

давление

МПа

32

Номиналь-

ный расход

л/мин

16

25

40

63

100

160

Потеря

давления при

номинальном

расходе

МПа

0,2

0,2

0,2

0,2

0,3

0,3

Приложение 15

Номинальные вместимости баков гидравлических и смазочных систем, дм3

16; 25; 40; 63; 100; 125; 160; 209; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000 (ГОСТ 14065-68)

Приложение 16

Основные параметры манометров

Прибор

Диаметр корпуса, мм

Класс точности

МТП

40

2,5; 4,0

МТП

60

1,5; 2,5; 4,0

МТП

100

1,0; 1,5; 2,5; 4,0

Обозначение манометров – МТП – 60/1-100 × 1,5; М – манометр; Т – трубчатый; П – показывающий; 60/1 – верхний предел измеряемого давления, кгс/см2; 1,5 – класс точности прибора.

Ряд верхних пределов измерения давления манометрами, кгс/см2:

2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 12,5; 16,0; 25.0; 40,0; 60,0; 100.0; 160,0    (ГОСТ 8625-77).


Приложение 17

Технические характеристики приемных фильтров типа С41 и Г42

Параметр

Единица

измерения

Типоразмер

0,16С41-21

0,16С41-23

0,16С41-25

0,16С41-26

0,08С41-25

0,08С41-26

Г42-34

Г42-35

Номинальный

расход

л/мин

25

40

160

250

80

125

70

140

Номинальная тонкость фильтрации

мкм

160

160

160

160

80

80

80

80

Допускаемая потеря давления

МПа

0,015-0,02

0,012-0,015

0,011-0,012


Приложение 18

Технические характеристики регулируемых аксиально-поршневых и радиально-поршневых насосов

Параметры

Единица измерения

Тип и типоразмер

Г-13-35А

Г-13-36А

НАС; НАР-16/200; 18/200;

НР-450/100

НР-224/100

НР-360/100

40/200; 63/200; 71/200; 125/200; 140/200

Рабочий объем

см3/об

71

140

16;18;40; 63; 71; 125; 140

450

224

360

Подача номинальная

л/мин

100

200

22;25;56,5; 89; 100; 178; 200

400

200

300

Минимальная

15

20

2; 2; 4; 6; 6; 10; 10

-

-

-

Давление номинальное

МПа

16

10

20

10

10

10

Номинальная частота вращения

мин-1

960-1500

1500

960

960

960

КПД объемный

0,95

0,95

0,93; 0,94; 0,95; 0,95; 0,96; 0,96

0,9

0,9

0,9

полный

0,88

0,88

0,87; 0,88; 0,89; 0,89; 0,9; 0,9

0,85

0,83

0,81

Допускаемая высота всасывания:

-вспомогательного     насоса геометрическая

-вакуумметрическая

МПа

0,02

не более 0,5м

Рабочая жидкость

Масло индустриальное

Приложение 19

Технические характеристики гидромоторов типа МР

Параметр

Единица измерения

Типоразмер

МР-0,16/10;

МР-Ф-0,16/10

МР-0,25/10;

МР-Ф-0,25/10

МР-0,4/10;

МР-Ф-0,4/10

МР-0,63/10;

МР-Ф-0,63/10

Рабочий объем

см3/об

160

250

400

630

Номинальное давление

МПа

10

Номинальный крутящий момент

Н.м

240

380

570

900

Частота вращения вала

мин-1

8-240

8-240

8-192

8-150

КПД:

- объеный

- общий

0,91

0,86

0,94

0,89

0,94

0,85

0,95

0,85

Рабочая жидкость

Масло индустриальное 20, 30 или 45

                                                                                                                                                                              Приложение 20

Технические характеристики гидрозамков

Параметр

Единица измерения

Односторонние

Двухсторонние

Г-12

ГС-12

КУ-16

КУ-20

КУ-25

КУ-32

КУ-40

КУ-50

ГО-12

Номинальный

расход

л/мин

40

63

100

160

250

400

25

25

Номинальное

давление

МПа

32

32

32

32

32

32

16

16

Потери давления

при номинальном расходе

МПа

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4


Приложение 21

Технические характеристики регуляторов потока

Параметр

Единица

измерения

Типоразмер

ПГ 55-22

ПГ 55-24

ПГ 55-25

Г55-31А

Г55-31

Г55-32А

Г55-32

Г55-33

Г55-34

Г55-35А

Г55-35

ПГ 55-32

ПГ 55-34

ПГ 55-35

Расход:

-номинальный

-наименьший

л/мин

л/мин

20

0,6

80

0,12

160

0,2

5

0,16

8

0,25

12

0,25

18

0,25

35

0,25

70

0,25

100

1,0

140

1,0

20

0,06

80

0,15

160

0,25

Давление номинальное

МПа

20

20

20

20

20

20

20

12,5

12,5

12,5

12,5

12,5

20

20


Список рекомендованной литературы

  1.  Гидравлика и гидропривод .В.Г.Гейер, В.С.Дулин, А.Г.Боруменский, А.Н.Заря.-М.: Недра,1981.-295 с.
  2.  Гидравлика, гидромашины и гидроприводы .Т.М.Башта, С.С.Руднев, Б.Б.Некрасов и др. –М.:Машиностроение, 1982.-423 с.
  3.  Ковалевский В.Ф.,Железняков Н.Т., Бейлин Ю.Е. Справочник по гидроприводам горных машин.-М.: Недра, 1973.-502 с.
  4.  Свешников В.К.,Усов А.А.Станочные гидроприводы: Справочник.-М.:Машиностроение, 1988.-512 с.
  5.  Хорин В.Н.Техника для выемки тонких пластов. –М.:Недра, 1984.-216с.
  6.  Машины и оборудование для угольных шахт: Справочник/ Под ред. В.Н.Хорина.-М.: Недра, 1987.-424 с.
  7.  Коваль П.В.Гидравлика и гидропривод горных машин. – М.:Машиностроение, 1979.-319 с.
  8.  Стационарные установки шахт. Под общ. ред. Б.Ф.Братченко.-М.:Недра, 1977.-440 с.

PAGE  29


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84987. Криминогенные ситуации и личная безопасность 27.87 KB
  Сформировать убеждение в необходимости соблюдать правила личной безопасности при общении с незнакомыми людьми выработать умение в безопасном поведении в характерных криминогенных ситуациях. Правила личной безопасности в криминогенных ситуациях. Необходимо выработать у учащихся умение отказываться от нежелательного общения для обеспечения личной безопасности. Разобрать основные правила по обеспечению личной безопасности в различных ситуациях возникающих в повседневной жизни.
84988. Обеспечение личной безопасности дома 30.08 KB
  Изучаемые вопросы Общие правила безопасного поведения школьника если он остался дома один. Обсудить с учащимися рекомендации по соблюдению правил безопасного поведения дома если они в доме одни. Не открывайте дверь никому даже если эти люди представились работниками коммунальных услуг милиции или почты. Если вас просят принести попить или позвонить от вас объясните через дверь как дойти до ближайшего магазина и телефонаавтомата.
84989. Обеспечение личной безопасности на улице 30.24 KB
  Обеспечение личной безопасности на улице Цель урока. Познакомить учащихся с общими правилами безопасного поведения в случаях возникновения криминогенных ситуаций на улице. Сформировать убеждение в необходимости совершенствовать свои знания и умения в вопросах безопасного поведения на улице с учетом складывающейся криминогенной обстановки. Изучаемые вопросы Общие рекомендации по безопасному поведению на улице.
84990. О культуре здоровья и безопасности школьника 28.04 KB
  Сформировать у учащихся общее понятие о здоровье и здоровом образе жизни. Обозначить основные составляющие здорового образа жизни; выработать убеждения в том что режим дня является определяющей составляющей здорового образа жизни. Общие понятия о здоровом образе жизни и его составляющих. Режим дня как определяющая составляющая здорового образа жизни.
84991. Двигательная активность и закаливание организма - необходимые 29.51 KB
  Двигательная активность и закаливание организма необходимые условия укрепления здоровья Цель урока. Сформировать убеждение в необходимости систематических занятий физической культурой и закаливанием организма умения дозировать физические нагрузки с учетом индивидуальных особенностей максимально использовать погодные условия в различное время года для занятий на свежем воздухе. Роль закаливания организма в укреплении здоровья. Довести до учащихся что закаливание это повышение устойчивости организма к неблагоприятному воздействию...
84992. Рациональное питание. Гигиена питания 28 KB
  Гигиена питания Цель урока. Познакомить учащихся с понятием рациональное питание основными питательными веществами и их значением в рационе питания человека. Разобрать общепринятые правила питания сформировать убеждение в необходимости соблюдать правила рационального питания в повседневной жизни. Некоторые общепринятые правила рационального питания.
84993. Вредные привычки и их влияние на здоровье человека 29.07 KB
  Вредные привычки и их влияние на здоровье человека Цель урока. Влияние алкоголя на здоровье человека. Эволюция обеспечила организм человека неисчерпаемыми резервами прочности и надежности которые обусловлены избыточностью элементов всех его систем их взаимодополняемостью взаимодействием способностью к адаптации и компенсации. Природа создала человека для долгой и счастливой жизни.
84994. Здоровый образ жизни и профилактика вредных привычек 27.76 KB
  Сформировать убеждение в том что привычка курить и употреблять алкоголь зачастую начинается с первой пробы выработать у них твердую привычку говорить Нет любому кто предложит закурить или попробовать спиртное. Разобрать с учащимися ситуационные задачи: Если вам в кругу сверстников предложат закурить как вы поступите Если у вас в доме гости и вас пригласили к столу и предложили выпить спиртного как вы поступите В заключение предложить четыре правила Нет для профилактики курения и употребления спиртных напитков. Постоянно...
84995. Первая медицинская помощь при различных видах повреждений 28.12 KB
  Познакомить учащихся с назначением и содержанием первой медицинской помощи. Разобрать последовательность в оказании первой медицинской помощи: довести но них рекомендации службы скорой медицинской помощи в каких ситуациях необходимо вызывать скорую медицинскую помощь. Общие правила в последовательности оказания первой медицинской помощи. Подчеркнуть что от своевременности и качества оказания первой медицинской помощи в значительной степени зависит дальнейшее состояние здоровья пострадавшего и даже его жизнь.