Соловьев В Ф 1310пНСс2036

Характер переходных процессов при изменении скорости и остановке исполнительного органа в заданной позиции должен быть практически апериодическим. Характеристика объемного гидропривода, т. е. зависимость скорости исполнительного механизма от нагрузки определяется параметрами насосами и гидродвигателя и способом регулирования. Ниже приведены пояснения к отдельным позициям расчета. Исходные параметры для расчета гидравлического привода принимаются в соответствии с результатами расчета сопротивлений движению для наиболее тяжелых режимов нагружения и необходимой для обеспечения заданной производительности скорости вращения приводного гидравлическим приводом механизма: — необходимый момент на выходном звене привода, Нм;(5.3) — требуемая частота вращения выходного звена привода, об/мин.(5.4) — угловая скорость звездочки.(5.5)Для привода с объемной системой регулирования (или нерегулируемого) расчетные значения момента и скорости движения принимаются равными максимальным требуемым:;. (5.6)Расчетная частота вращения привода, (5.7) — коэффициент запаса на износ агрегатов, учитывающий снижение скорости привода при увеличении расхода утечек в результате износа. Предварительная оценка параметров привода выполняется на основе исходных данных:(5.8) — расчетная эффективная мощность привода;(5.9) — расчетная гидравлическая мощность насоса, — КПД соответственно: гидравлического привода, редуктора, гидромотора полный;(5.10)-расчетная мощность привода насоса, — полный КПД насоса. Параметры, зависящие от условий работы привода: принимаются в соответствии с исходными техническими требованиями и техническим заданием на проектирование механизма:[р] — расчетное давление жидкости в гидросистеме;tB — расчетная температура воздуха; — перепад температур между окружающим воздухом и жидкостью; — расчетная рабочая температура жидкости; — вязкость рабочей жидкости, соответствующая расчетной температуре жидкости; — коэффициент теплоотдачи, соответствующий определенным условиям охлаждения; — коэффициент использования привода по времени; — плотность рабочей жидкости;(5.11) — расчетный расход рабочей жидкости;

Параметры гидравлических линий: , — длины РВД сливной и напорной линий гидропривода;, — длины жесткого трубопровода сливной и напорной линий; — расчетная скорость жидкости в трубопроводе, принимается в зависимости от расчетного давления в системе. Для давления более 20 МПа принимаем равной 7м/с;(5.12) — расчетный диаметр трубопровода;, — диаметры РВД сливной и напорной линий;, — диаметры жесткого трубопровода сливной и напорной линий. Параметров привода насоса. Ne — мощность двигателя привода насоса;ne — номинальная частота вращения вала двигателя; — передаточное отношение раздаточной коробки;— частота вращения вала насоса; — КПД раздаточной коробки. Расчет потерь давления в трубопроводах и на гидравлических аппаратах. Исходные данные для определения потерь давления: — расчетный расход рабочей жидкости;(5.13) — число Рейнольдса, которое определяется для отдельных участков трубопровода;

режим течения жидкости — если Re> 2300 для жестких трубопроводов, или Re > 1600 для РВД, то режим течения жидкости турбулентный, в противном случае — ламинарный; — коэффициент потерь давления по длине; при ламинарном режиме течения жидкости для РВД = 150/Re, для жесткого трубопровода = 75/Re, при турбулентном режиме. Расчет суммы коэффициентов местных сопротивлений: коэффициенты местных потерь принимаются по таблицам и суммируются по участкам. Расчет потерь на гидравлических аппаратах для напорной и сливной линий: потери давления принимаются по паспортным характеристикам гидравлических аппаратов при расчетном расходе. Основные параметры насоса: — рабочий объем насоса, (для регулируемых насосов — соответствующий расчетному давлению); — максимальное рабочее давление по характеристике насоса; — коэффициент подачи (объемный КПД насоса); — полный КПД насоса; — гидромеханический КПД насоса;[nн] — допустимая частота вращения вала насоса в зависимости от условий всасывания;

проверка по допустимой частоте вращения: выполнена, если; (5.14) — расход насоса в расчетном режиме. Основные параметры гидромотора [1]: — рабочий объем гидромотора;Z — число гидромоторов, включенных параллельно на привод одного рабочего органа; — суммарный рабочий объем гидромоторовпривода; — гидромеханический КПД гидромотора; — полный КПД гидромотора; — объемный КПД гидромотора; — номинальная частота вращения гидромотора;(5.15) — расчетная частота вращения гидромотора; проверка по допустимой частоте вращения гидромотора выполнена, если Параметры редуктора:(5.16)-расчетное передаточное отношение редуктора; — принятое расчетное передаточное отношение;(5.17) — фактическая частота вращения привода;

проверка по частоте вращения исполнительного органа — выполнена, если; — КПД редуктора. Расчетная нагрузка гидродвигателя: определяется расчетным моментом (5.18) — расчетный момент на валу гидромотора; (5.19) — перепад давления на гидромоторе. Давление в гидросистеме:

Распределение давления в гидросистеме определяется перепадом давления на гидромоторе и потерями давления в трубопроводах, на местных сопротивлениях и на гидроаппаратах для напорной и сливной линий.(5.20) — скорость рабочей жидкости на участке трубопровода;(5.21) — потери давления в трубопроводах на отдельных его участках;(5.22) — потери на местных сопротивлениях определяются в напорной и сливной линиях;(5.23) — давление на выходе из насоса;

проверка по давлению: выполнена, если рн ≤ [p]. Выходные параметры привода:(5.24) — коэффициент запаса по частоте вращения;(5.25) — наибольший перепад давления на гидромоторе в рабочем режиме;(5.26) — наибольший момент на валу гидромотора в рабочем режиме; (5.27) — наибольший момент привода;(5.28) — коэффициент запаса по моменту;(5.29) — мощность привода наибольшая;(5.30) — мощность, необходимая для привода насоса;(5.31) — гидравлический КПД привода; (5.32) — общий КПД привода;(5.33) — потери мощности в гидравлической системе;(5.34) — необходимая площадь поверхности теплоотвода.(5.35) — расчетный момент привода насоса. Расчет по проведенным зависимостям выполняем в системе электронных таблиц Excel. Расчет приведен в таблице 5.

1.Таблица 5.1Исходные параметры для расчета гидравлического привода:

Заданный момент привода13 349Н*мЗаданная частота вращения привода127,29об/мин.

Коэффициент запаса на износ гидроагрегатов1,20 Расчетная частота вращения привода190,40об/мин Предварительная оценка параметров привода. Расчетная эффективная мощность привода 213 405.

Вт213,4кВтРасчетная гидравлическая мощность насоса292 737.

Вт292,7кВтРасчетная мощность привода насоса325 263.

Вт325,3кВтПараметры, зависящие от условий работы привода:

Расчетное давление жидкости в гидросистеме35Мпа3,5E+07ПаРасчетная температура воздуха20Град. Перепад температур воздуха и жидкости35Град. Сорт рабочей жидкости.

ВМГЗРабочая температура жидкости55Град. Вязкость жидкости при рабочей температуре10сСт0,1м2/сКоэффициент теплоотдачи23Вт/(м2*град)Коэффициент использования по времени0,8585%Плотность рабочей жидкости850кг/м3Расчетный расход жидкости0,836м3/с501,8л/мин.

Параметры гидравлических линий.

Длина РВД напорной линии 10мДлина РВД сливной линии10мДлина жесткого трубопровода напорной линии0мДлина жесткого трубопровода сливной линии0мРасчетная скорость течения жидкости 7м/сРасчетный диаметр трубопровода39мм.

Принятый диаметр РВД напорной линии40мм0,04мПринятый диаметр РВД сливной линии40мм0,04мПринятый диаметр жесткого трубопровода напорной линии40мм0,04мПринятый диаметр жесткого трубопровода сливной линии40мм0,04мПараметров привода насоса. Двигатель привода насосаQST30G2 «CUMMINS"Мощность двигателя привода насоса697,0кВт935лс.

Номинальная частота вращения вала двигателя1500об/мин157рад/сПередаточное отношение раздаточной коробки1,370 Частота вращения вала насоса1094,891об/мин114,6рад/сКПД раздаточной коробки0,9898%Исходные данные для определения потерь давления. Расход рабочей жидкости0,0836м3/с502л/мин.

Число Re для РВД напорной линии26 637режим:

турбулентный.

Коэффициент потерь давления для РВД напорной линии0,2 474.

Число Re для жесткой напорной линии26 637режим:

турбулентный.

Коэфф. потерь давления для жесткого трубопровода напорной линии0,2 474.

Число Re для РВД сливной линии26 637режимтурбулентный.

Коэффициент потерь давления по длине для РВД сливной линии0,2 474.

Число Re для жесткой сливной линии26 637режимтурбулентный.

Коэфф. потерь давления для жесткого трубопровода сливной линии0,2 474.

Расчет суммы коэффициентов местных сопротивлений. Напорная линия:

тип сопротивления.

РежимКоэфф.Колсумма.

Гидрозамки, клапаны с коническим запорным элементом 2,525Вход в фильтры, гидропневмоаккумуляторы и т. д. 0,8521,7Прочие 166КОЭФФИЦИЕНТ МЕСТНЫХ ПОТЕРЬ НА НАПОРЕ 12,7Сливная линия.

Выход жидкости в гидробак.

Турбулентный100Ламинарный212Прочие 144КОЭФФИЦИЕНТ МЕСТНЫХ ПОТЕРЬ НА СЛИВЕ 6 Расчет потерь на гидравлических аппаратах.

Напорная линия.

Потери на распределителе из Р в Аdу=400,3510,7ПОТЕРИ НА АППАРАТАХ НА НАПОРЕ 0,7Сливная линия. Потери на распределителе из В в Т, МПаdу=400,3520,7Потери на фильтре 0,110,1Потери на теплообменнике, МПа 0,0520,1ПОТЕРИ НА АППАРАТАХ НА СЛИВЕ МПа 0,9Выходные параметры привода. Частота вращения вала насоса1095об/мин114,6рад/сРасход насоса8.

67E-03м3/с520.

1л/мин.

Частота вращения вала гидромотора32.

87об/с1972.

1об/мин.

Частота вращения привода2.

596об/с155.

8об/мин.

Коэффициент запаса по частоте вращения1,224 Наибольший перепад давления на гидромоторе32 720 254.

Па32,72Мпа.

Наибольший момент на валу гидромотора1250.

5Н*м Наибольший момент привода14 247.

7Н*м Коэффициент запаса по моменту1,067 Мощность выходная наибольшая232 298.

Вт232.

3кВтМощность, необходимая для привода насоса343 989.

Вт343.

99кВтГидравлический КПД привода0,9393%Общий КПД привода0,6868%Потери мощности в гидравлической системе79 000.

Вт79кВтНеобходимая площадь поверхности теплоотвода84.

2 м² Расчетный момент привода насоса3500Н*м Результаты проверки соответствия исходным требованиям. Проверка по частоте вращения насоса.

ВЫПОЛНЕНА Проверка по частоте вращения гидромотора.

ВЫПОЛНЕНА Проверка по частоте вращения привода.

ВЫПОЛНЕНА Проверка по моменту привода.

ВЫПОЛНЕНА Проверка по мощности приводного двигателя.

ВЫПОЛНЕНАТип насосаRexroth А2FLO710/60VH11Рабочий объем насоса500см3/об5,00E-04м3/об.

Максимальное рабочее давление40МПа4,0Е+07ПаКоэффициент подачи (объемный КПД)0,950 Полный КПД насоса0,900 Гидромеханический КПД0,947 Допустимая частота вращения1200об/мин Проверка по допустимой частоте вращения.

ВыполненаРасход насоса в расчетном режиме8,36E-03м3/с501,8л/мин.

Основные параметры гидромотора. Тип мотораA2FM250/60-VZB010Рабочий объем гидромотора250см3/об Число включенных параллельно гидромоторов1 Суммарный рабочий объем гидромоторов250см3/об2.

5−04м3/об.

Гидромеханический КПД гидромотора0,96 Полный КПД гидромотора0,91 Объемный КПД гидромотора0,95 Номинальная частота вращения гидромотора2500об/мин Расчетная частота вращения гидромотора31.

71об/с1902.

8об/мин.

Проверка по допустимой частоте вращения.

ВыполненаПараметры редуктора. Расчетное передаточное отношение редуктора12.

46 Принятое передаточное отношение редуктора12,000 Фактическая частота вращения привода158.

6об/мин Проверка по частоте вращения привода.

ВыполненаКПД редуктора0,90 Расчетная нагрузка гидродвигателя. Расчетный момент на валу гидромотора1171.

5Н*м Перепад давления на гидромоторе3,07E+07Па30,7Мпа.

Давление в гидросистеме. Потери давления на сливной линии.

Скорость жидкости в РВД6.66м/с Потери давления в РВД116 543.

Па0,12Мпа.

Скорость жидкости в жестком трубопроводе6.

66м/с Потери давления в жестком трубопроводе0Па0Мпа.

Потери давления на местных сопротивлениях207 311.

Па0,21Мпа.

Потери давления на гидроаппаратах900 000.

Па0,90Мпа.

ОБЩИЕ ПОТЕРИ НА СЛИВЕ1 223 854.

Па1.22Мпа.

Потери давления на напорной линии.

Скорость жидкости в РВД6.66м/с Потери давления в РВД166 543.

Па0,12 Скорость жидкости в жестком трубопроводе6.

66м/с Потери давления в жестком трубопроводе0Па0 Потери давления на местных сопротивлениях239 350.

Па0.24 Потери давления на гидроаппаратах700 000.

Па0.7 ОБЩИЕ ПОТЕРИ НА НАПОРЕ1 055 893.

Па1.06Мпа Давление на выходе из насоса3,29E+07Па32.

9Мпа.

Проверка по давлению.

ВыполненаВыводы.

Увеличение производительности практически до 900 м3/ч возможно при изменении геометрических параметров вырезающей цепи, а именно увеличение ширины a=0,3 м и высоты H=0,5 м. Был произведен расчет привода с новыми параметрами вырезающей цепи.

Список литературы

С.А. Соломонов, М. В. Попович, В. М. Бугаенко. Путевые машины. 2000 г. Машина для замены балласта на стрелочных переводах: Руководство по эксплуатации 2674.

00.00. 000 РЭ/ МПС РФ, 1996 — 75 с. Машина щебнеочистительная ЩОМ-3У. Расчеты. Часть IV. 0753.

00.00. 000 РРЗ МПС Главное управление пути Проектно-технологическо-конструкторское бюро, 1989 — 161 с.

4.

http://www.boschrexroth.ru/country_units/europe/russia/ru/index.jsp — каталог гидравлика, электрические приводы и системы управления, шестерни технологии и линейного движения и монтажных технологий5. Ковальский В. Ф., Неклюдов А. Н., Ковальский С. В., Чалова М. Ю. Машины для очистки щебеночного балласта нового поколения. Конструкция, расчет: Учебное пособие./Под ред. В. Ф. Ковальского.— М.: МИИТ, 2009. — 111с.