95110

Проект гидропривода элеватора

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Элеватор приводится в движение гидромотором. Перемещение рабочего органа происходит только в одну сторону. В приводе необходимо предусмотреть возможность регулирования скорости движения, а также торможение и фиксацию рабочего органа. Таким образом, привод должен быть регулируемым.

Русский

2015-10-07

685.5 KB

0 чел.

14

Задание на курсовую работу

Спроектировать гидропривод элеватора, разработать принципиальную схему, выбрать оборудование, построить механическую и скоростную характеристики, рассчитать динамические характеристики по следующим данным:

1.Нагрузка на гидромоторе:

средняя М=1200 Нм

максимальная Мmax = 1600 Нм

2.Частота вращения  гидромотора

средняя  n

3.Момент инерции подвижных частей, приведенный к выходному звену гидромотора:

J

4.Время разгона  гидромотора до средней скорости

0,8 с.

Дополнительные данные:

1. При регулировании насоса при номинальном давлении утечки постоянны.

2.Минимальный сброс через переливной клапан в долях номинальной подачи насоса

Q

3.Приведенные длины трубопроводов: всасывающего – 0,8 м.,

нагнетательного – 1,6 м., сливного – 1,6 м.

Особые условия привода:

1.Время перехода на новый режим работы при внешнем возмущении

t

2.Вид переходного процесса при внешнем возмущении колебательный затухающий при набросе нагрузке 15%

3.Закон изменения нагрузки на гидромоторе М = 0,9 М,

где=.

Общая часть

Элеватор приводится в движение гидромотором. Перемещение рабочего органа происходит только в одну сторону. В приводе необходимо предусмотреть возможность регулирования скорости движения, а также торможение и фиксацию рабочего органа. Таким образом, привод должен быть регулируемым. Для решения  вопроса о способе регулирования ориентировочно оценим величину средней мощности привода:

N===5,915 квт.

где =0,85 – КПД привода (ориентировочно).

Так как N>5 квт, выбираем объемный способ регулирования. Схема циркуляции жидкости – незамкнутая.

Составные части гидропривода:    1. регулируемый нереверсивный насос;

2. нерегулируемый гидромотор ;

    3. предохранительный клапан для защиты привода от перегрузки;

    4. тормозной гидроцилиндр

    5. двухпозиционный гидрораспределитель;

    6. фильтр для очистки рабочей жидкости

    7.  выходной вал (нагрузка);

    8.  масляный бак;

-всасывающая;    - напорная;  - сливная линии.
При неработающем насосе тормозные колодки под действием пружины сжимают вал; элеватор заторможен.  При включении насоса и увеличении подачи жидкости и рабочего давления, сила давления на поршень тормозного цилиндра преодолевает усилие пружины и вал растормаживается. Регулируя подачу насоса, плавно достигают необходимой скорости вращения вала. Экстренное торможение можно осуществить переводом распределителя 5 в положение  “открыто”. При этом насос разгружается. Предохранительный клапан разгружает привод при перегрузках. Во всех этих случаях соединение рабочей полости тормозного гидроцилиндра со сливной магистралью обеспечивает фиксацию вала.

Управление насосом – ручное; гидрораспределителем – электромагнитное.


Специальная часть

1. Выбор гидромотора

Инерционная нагрузка:

и=J=0,8=4,19 нм.

Пиковая нагрузка:

Ммп=Мmax+Ми=1600+4,19 1604 нм.

Для выбора гидромотора составим таблицу.

Тип мотора

,нм

max, нм

 max, 1/с

, 1/с

МР-450

1343

1800

41,9

14,7

0,255

Гидромоторы других типов не развивают требуемый крутящийся момент.

Выбираем нерегулируемый радиально-поршневой гидромотор МР-450 со следующими характеристиками 1:

рабочий объем q=0,45210 м

номинальный перепад давления  Р=21 MПа

давление нагнетания:

- максимальное    25 МПа = Р max;

- пиковое               32 Мпа

Давление в сливной магистрали  Р=0,6 МПа

Частота вращения:

- минимальная  min=0,16

- номинальная    =14,7\

- максимальная max=41,9

    Номинальный крутящийся момент М=1343 нм.

    КПД при нормальных параметрах:

- гидромеханический  =0,89

- полный                      =0,84

    Момент инерции ротора J=0,0133кгм

    Перепад давления на гидромоторе:

        - при средней нагрузке

Р==18,73 МПа

       -при максимальной нагрузке

Рmax==24,98 МПа.

       Давление в сливной магистрали примем  Р=0,6 МПа  и определим давление на входе в гидромотор:

Р=18,73+0,6=19,33 МПа;

Р =24,98+0,6=25,58 МПа.

       Уточним объемный КПД гидромотора при средней нагрузке и угловой скорости:

                  =0,843,

где ==0,944 – объемный КПД по каталогу.

Давление перед гидромотором по каталогу:

                  Р=21+0,6=21,6 МПа

Расход гидромотора при средней нагрузке:

Q=0,358

При максимальной нагрузке по аналогии имеем:

                       

        Q

2.Выбор гидравлических устройств управленияВ качестве предохранительного клапана выбираем клапан непрямого действия, который должен быть настроен на давление Р25,6 МПа и пропускать расход Q.

Согласно 2 выбираем клапан с электромагнитным управлением разгрузкой насоса по ГОСТ 21148-75 типа 10-320-1-2-2. Условный проход         D

Q;       диапазон регулирования давления  P=2…32 МПа;

Утечки .

При использовании этого клапана отпадает необходимость в установке распределителя 5 для загрузки гидропривода. Экстренное торможение производится при выключении электромагнита клапана управления, встроенного в клапан непрямого действия (см. схему на чертеже) (клапан открыт).

Движение гидромотора возможно только при включении электромагнита (клапан закрыт).

             Рабочая жидкость

Гидравлическое масло МГ-30 (ТУ 38-10150-79), плотность =890  

Вязкость .

3. Расчет трубопроводов

Принимаем 0 круглые трубы. Задаемся предельными скоростями течения: в нагнетательной линии u;  в сливной - u;       во всасывающей - u.

По формуле  

определяем диаметры трубопроводов

                    Dм;

                    D=0,0151 м;             D0,0195 м.

Принимаем стандартные трубы.

D'     D';     D'.

Фактические скорости определяем по формуле u

u;     u;   u.

Числа Рейнольдса   Re

Re     Re;    Re.

Так как во всех трубах Re, то есть режим движения ламинарный, коэффициенты гидравлического трения определяем по формуле ;

;       ;                  

Потери давления в гидролиниях определяем по формуле

         РМПа

          РМПа

           Р

4. Дополнительные и вспомогательные устройства

Для очистки рабочей жидкости в сливной магистрали устанавливается фильтр согласно ОСТ 22-883-75 [1] .

Типоразмер 1.1.25-25/16. Номинальный расход Q,тонкость фильтрации 25 мкм, давление 1,6 МПа, условный проход 25 мм, потери давления при     и   Q =25      0,005 МПа.

5. Выбор насоса и электродвигателя

Давление и подача на выходе из насоса:

при средней нагрузке

Р19,33+0,126+0,016+0,005=19,48 МПа

Q

- при максимальной нагрузке

                Р25,58+0,126+0,016+0,005=25,73 МПа;

                Q

Для выбора насоса составляем таблицу.

Тип

насоса

Р

МПа

Рmax

МПа

об/мин

Q

л/мин

НАР 16/200

20

25

1500

22

Загрузка насоса  близка к 1,00. Выбираем нереверсивный регулируемый аксиально-поршневой насос НАП 16/200 [2].

Параметры насоса: рабочий объем q; частота вращения ;

Номинальное давление Р=20 МПа; максимальное давление Рmax=25 МПа; производительность: номинальная - Q; минимальная Q=2; КПД: объемный =0,93; полный =0,87, момент инерции ротора J. По формуле определяем объемный КПД:

при средней нагрузке

 

при максимальной нагрузке

                              =0,913

       Полный КПД при средней нагрузке:

                              

       Мощность на валу: при средней нагрузке

                                N

       где Р=19,48+0,00319,48 МПа.

       При максимальной нагрузке,

                                      = 0,854;

                                N=11,48 квт.

Момент на валу насоса при средней и максимальной нагрузке без учета скольжения асинхронного двигателя:

                              =51,53 нм;

                              =73,12 нм.

Для выбора двигателя составим таблицу:

Тип электродвигателя

N

квт

М

Нм

М

Нм

S

%

S

%

1/с

J

Кгм2

4А132М4УЗ

11

72,1

216,2

2,8

19,5

157

0,04

   Здесь момент на валу электродвигателя определен по формуле:

           =72,1 нм,

так как               ;     N, выбираем асинхронный двигатель 4А132М4У3.

   Скольжение при средней нагрузке,

               S=0,5-0,5=0,0204;

Угловая скорость

.Емкость маслобака при 3-х минутной производительности                W.

Округляем до ближайшего значения по ГОСТу 12448-80    W

Таблица коэффициентов утечек

Оборудование

Формула

Числовые значения

коэффициентов

Гидромотор

МР-450

A

a

=2,906

Насос НАР 16/200

a

a

 6.Расчет статических характеристик

Момент на валу насоса при средней нагрузке

         М52,6 нм.

Коэффициент трансформации момента, передаточное число и КПД гидропередачи:

          К=22,81.

           = =36,71

                         (*)

Уточненный полный КПД гидромотора при средней нагрузке:

            =0,89 ? 0,843 = 0,75.

КПД гидросети,

             = 0,949.

КПД гидропередачи,

               =0,75 ? 0,949 ? 0,87=0,62            (*)

                * = ** -расчет верен.

Параметр регулирования насоса:

= 0,993

Параметры холостого хода:

  Момент нм.

  Перепад давления:

                    =2,31 МПа.

   Давление на входе в гидромотор:

                Р= 2,31 + 0,6 + 0,016 + 0,005 = 2,93 МПа.

   Давление за насосом:

                      Р2,93 + 0,126 = 3,056 МПа.

    Объемный КПД насоса без учета скольжения:

           = 0,989.

      Подача на холостом ходу:

                        Q.

       Скорость холостого хода:

    

По точкам с координатами    М   и   ;    М=1200 нм

  и =4,19 строим механическую характеристику привода для =0,993 (см.чертеж).

              Скоростную характеристику для средней нагрузки М =1200 м,строим по формуле:              

Зона нечувствительности при =0;      0 = 5,444-1,12;     


7. Динамический расчет гидропривода

За исходный  режим принимаем работу привода при средней нагрузке:

            М = 1200 нм;   ;  = 0,993.

Уравнение динамической характеристики асинхронного двигателя:

Т   где Т=0,0163с.  (1)

    ( - круговая частота электросети).

               К= 48,95.

Уравнение нагрузки электродвигателя:

Т,               (2)

где Т = 0,123с.

К.

К.

Уравнение нагрузки гидромотора:

Т,

где  ;    ,

          Тогда .

С учетом этого уравнения нагрузки г.м.,

Т ,      (3)

Где Т,

К

0,726 МПа

К=0,0373

Уравнение движения жидкости:

Т(4), где приведенный модуль объемной упругости жидкости Е МПа,

Е, Е - модули объемной упругости жидкости и стали, - толщина стенки трубы; объем гидролинии между насосом и гидромотором между насосом и гидромотором  W =  ,

Т=0,018 с.

К=4,74,

К=3,6.

После вычисления постоянных коэффициентов, система уравнений (1)-(4) принимает следующий вид:

0,0163          (5)

0,123                                   (6)

2,689    (7)

             0,018                      (8)

    Учитывая, что в статике производные равны нулю, определяем начальные условия при t=0:

         .

Из ур. (5) .

Из ур. (6)  .

Из ур. (8)  

   Уравнение (7) превращается в тождество.


Литература

1. Васильченко В.А.  Гидравлическое оборудование мобильных машин. Справочник. М., Машиностроение, 1983г.

2. Свешников В.К , Усов А.А.  Станочные гидроприводы. Справочник. М., Машиностроение, 1982г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78005. Хронология периода княжения великого князя Всеволода Ольговича в Киеве (конец 30-х – первая половина 40-х гг. XII в.) 360.5 KB
  Древнерусские летописи и по сей день являются одним из самых содержательных источников по истории Древней Руси несмотря на свою противоречивость. В Ипатьевской летописи мы встречаем эти сведения но контекст сообщения не позволяет нам сделать вывод который мы находим у Карамзина.
78006. Волоконно-оптическая линия связи между городами Хабаровск и Владивосток с использованием технологии SDH и оптического кабеля 1.24 MB
  В данном дипломном проекте рассмотрена трасса между городами Хабаровск и Владивосток. Выбрана система передачи уровня «STM-4», произведен выбор типа кабеля, а так же конструктивный расчет выбранного кабеля марки ОКЛ-01-6-4-10/125-0,36/0,22-3,5/18-1.
78009. Рулевой привод 937.85 KB
  Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам и для обеспечения правильного поворота колес. В соответствии с предъявляемыми требованиями рулевой привод должен обеспечивать: правильное соотношение углов поворота управляемых колес...
78010. Рекламная деятельность на товарном рынке (на примере ОАО «Гражданстрой») 5.39 MB
  Для достижения цели работы, необходимо решить следующие задачи: изучить теоретические основы организации рекламной деятельности; определить способы реализации рекламной деятельности; определить тенденции и направления развития российского рынка рекламы...
78011. Разработка мероприятия по совершенствованию управления кредитным риском 772.5 KB
  За прошедшее десятилетие высокие темпы инноваций на финансовых рынках и интернационализация финансовых потоков изменили облик банковского дела почти до неузнаваемости. Технологический прогресс и регулирование привели как к появлению новых возможностей для банков...
78013. Модернизация вспомогательного двигателя МРТ «Паланга» 16.73 MB
  Современное промысловое судно представляет собой сложный инженерный комплекс, содержащий такие элементы, как корпус, энергетические и движительные установки, а также общесудовое и промысловое оборудование. Кроме того, промысловые суда оборудуют новейшими средствами радиосвязи, навигационными и поисковыми приборами.