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

29338. Технология обработки изобразительной информации 53.5 KB
  Соотношение свойств изображения на входе системы и свойств изображения которые должны получить на выходе системы диктует ряд преобразований – это технологические преобразования. Часть системных преобразований может служить в качестве технологических например преобразование изображения из позитивного в негативное при фотографировании так же могут быть использованы изменения полярности и зеркальности. Так обработка штрихового изображения и растрового изображения цветного или чернобелого осуществляется с использованием разных технологий....
29339. Вычисление экспонирования 39.5 KB
  При правильном выборе экспозиции для широких и узких штрихов и просветов очень узкие штрихи и просветы будут воспроизведены с искажениями. При необходимости возможно воспроизвести геометрически точно штрихи и просветы относящиеся к классу очень узких или суперузких при использовании материала с бесконечно большим коэффициентом контрастности. Однако при таком выборе условий экспонирования все остальные штрихи и просветы в том числе широкие и узкие будут воспроизводиться геометрически не точно а с определенными искажениями геометрических...
29340. Условия результата получения штриховой продукции при коэффициенте контрастности фотографического материала меньше бесконечности 63.5 KB
  Если Dmax полученная  Dmax требуемой то не выполняется одно из требований штрихового изображения и необходимо произвести изменения условий проведения процесса. Градиент получаемого фотографического изображения будет определяться градиентом характеристической кривой: где g 0 – градиент оптического изображения где gф градиент фотографического изображения если t= const lgt=0 то lgH=lgE Можем подвести итоги. Факторы влияющие на воспроизведение штрихового изображения: характеристика самого оригинала как правило на входе имеем штрихи с...
29341. Бинарное изображение и битовая карта 49.5 KB
  На воспроизведение штрихового изображения влияют 2 группы факторов: 1 группа – факторы определяющие зону размытия пограничной кривой. Определяет резкость изображения на входе аналогично фокусировке в системе фотоаппарата фактор апертурной фильтрации. Эта дискретность возникает как на стадии сканирования вследствие строчной развертки так и на стадии синтеза изображения так же вследствие строчной развертки. В целом границу такого дискретизированного изображения вследствие возникшей ступенчатой структуры можно также представить в виде...
29342. Воспроизведение тонового изображения 46 KB
  Это оригиналы представленные в виде цифровых изображений изготовленных цифровым способом: с помощью цифровых фотокамер методом сканирования. Эта обработка в основном соответствует той обработке в которой нуждаются оригиналы первого класса в системах цифровой обработки. Традиционные оригиналы представляют собой оригиналы аналогового типа в отличие от оригиналов второго класса которые всегда имеют дискретизацию двух видов: в пространстве и по уровню.
29343. Требования к точности для разных классификаций оригиналов 44 KB
  Однако в случае невозможности создания колометрически точного воспроизведения возможно 2 пути решения: 1 – формирование колометрически точного воспроизведения большинства цветов изображения и сведения к максимальному приближению тех цветов которые находятся вне цветового охвата. В случае воспроизведения изображения для каталогов цвета чаще всего не являются насыщенными и входят в цветовой охват и задачей является точное воспроизведение необходимых цветов возможно даже за счет искажения цветов окружающих предметов. Ко второму классу...
29344. Special Literary Vocabulary 24.36 KB
  A term unlike other words directs the mind to the essential quality of the thing phenomenon or action as seen by the scientist in the light of his own conceptualization. With the increase of general education and the expansion of technique to satisfy the evergrowing needs and desires of mankind many words that were once terms have gradually lost their quality as terms and have passed into the common literary or even neutral vocabulary. Such words as 'radio' 'television' and the like have long been incommon use and their terminological...
29345. Special Colloquial Vocabulary 22.56 KB
  The first thing that strikes the scholar is the fact that no other European language has singled out a special layer of vocabulary and named it slang though all of them distinguish such groups of words as jargon cant and the like. Webster's Third New International Dictionary gives the following meanings of the term: Slang [origin unknown] 1: language peculiar to a particular group: as a: the special and often secret vocabulary used by class as thieves beggars; b: the jargon used by or associated with a particular trade profession or...
29346. Phonetic Expressive Means and Stylistic Devices 18.9 KB
  This is the way a word a phrase or a sentence sounds. The sound of most words taken separately will have little or no aesthetic value. The way a separate word sounds may produce a certain euphonic impression but this is a matter of individual perception and feeling and therefore subjective. In poetry we cannot help feeling that the arrangement of sounds carries a definite aesthetic function.