Расчет объемных гидропередач

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ «Уральский Федеральный Университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина»

Кафедра гидравлики

Расчет объемных гидропередач

КУРСОВАЯ РАБОТА

по гидравлике и гидроприводу

Расчетно-пояснительная записка

I. Однодвигательные гидропередачи

1. Исходные данные тип цикла: «ХХ-РХ1-РХ2-БО»;

тип гидродвигателя: силовой цилиндр одноштоковый;

схема циркуляции: открытая (разомкнутая);

способ управления циклом: по давлению;

тип команды управления циклом: гидравлическое;

регулирование скорости движения ГД: включением дросселя на выходе из ГЦ и отключением параллельно соединенных насосов.

рабочее давление в системе: pэф = 12,5 МПа;

статические нагрузки на выходе: R1 = 13 кН; R2 =23 кН;

скорости движения поршня: uХХ = 16 см/с; uРХ1 = 7 см/с; uРХ2 = 4 см/с;

длины хода поршня: lХХ = 16 см; lРХ1 = 26 см; lРХ2 = 36 см;

длина линий трубопроводов: Lн = 2,1 м; Lс = 2,2 м.

2. Составление принципиальной гидросхемы и описание ее работы в автоматическом режиме По заданным условиям составлена принципиальная гидросхема, реализующая необходимый рабочий цикл в автоматическом режиме. Фазы цикла и соответствующие им позиции распределителей указаны в таблограмме:

Таблограмма

Описание работы гидросхемы:

Жидкость подается в поршневую полость от насоса 1 и 2 по трассе (Б)А-Г-Е-Д, а сливается обратно — по трассе Ж-И-К-Л. Осуществляется холостой ход.

В момент времени, когда шток поршня доходит до места внешнего воздействия R1, срабатывает клапан давления 6, настроенный на это воздействие, и перестаёт пропускать рабочую жидкость от насоса 2, и скорость ГД уменьшается. Так начинается рабочий ход 1. Обратный клапан 7 служит для того, что бы насос 2 не заливало рабочей жидкостью, когда в системе большое давление.

В момент времени, когда шток поршня доходит до места внешнего воздействия R2, срабатывает клапан давления 11, настроенный на данное давление в системе, переключает гидрораспределитель 12 в положение «б». Теперь, при сливе рабочей жидкости, ей придется преодолеть дроссель 13, и скорость ГД еще больше снижается. На данном этапе слив рабочей жидкости осуществляется по линии Ж-З-И-К-Л Так начинается рабочий ход 2.

Когда шток поршня достигнет крайнего правого положения, рабочее давление в линии нагнетания резко возрастаёт. В данный момент срабатывает клапан давления 10, настройка которого осуществлена таким образом, что бы давление в системе было больше чем настройка клапанов давления 11 и 6, но меньше, чем настройка предохранительного клапана 3 и 5. Рабочая жидкость при этом переключает главный распределитель 8 в положение «б». Происходит реверс. Начинает осуществляться быстрый отвод.

Во время быстрого отвода давление в линии Г-Д падает, и клапан давления 11 снова перестает пропускать жидкость. Клапан 6 наоборот начинает пропускать рабочую жидкость, нагнетаемую насосом 2. Нагнетание в штоковую полость осуществляется по линии (Б)А-К-И-Ж. Слив осуществляется по линии Д-Е-Г-Л.

Когда поршень достигает крайнего левого положения, давление в штоковой полости резко возрастёт и, как в случае предыдущего реверса, срабатывает клапан давления 9, тем самым переключая главный распределитель 8 в положение «а». Осуществляется реверс. Цикл повторяется.

Остановка поршня в любом положении: необходимо установить гидрораспределитель 4 в положение «а». Вследствие этого насосы напрямую соединяться с баком и давление в системе будет отсутствовать.

Для остановки поршня в исходном положении необходимо установить гидрораспределитель 16 в положение «б». При этом, в не зависимости от положения гидроцилиндра, рабочее давление по линии А-М-Н переключит главный гидрораспределитель 8 в положение «б», а нагнетание будет осуществляться в штоковую полость по линии А-М-З-Ж. При достижении поршнем крайнего левого положения сработает предохранительный клапан 3, не давая насосу 1 испортиться от перегрузок.

3. Расчет рабочих параметров и выбор гидроаппаратуры

1) Диаметр поршня и штока гидроцилиндра:

Принимаем по ГОСТ 6540–48

Примем d=25 мм по ГОСТ 6540–48

2) Ход поршня S рассчитываем по формуле:

Принимаем S=800 мм по ГОСТ 6540–68

Принимаем гидроцилиндр 3−50 25 800 [1,c 66]

— диаметр цилиндра 50 мм;

— диаметр штока 25 мм;

— давление страгивания и холостого хода не более 0,6 МПа;

— ход поршня 780 мм;

— масса 16,5 кг;

— давление номинальное 16 МПа;

— давление максимальное 20 МПа;

— скорость поршня до 1,5 м/с;

— полный КПД не менее 0,95;

3) Максимально необходимый расход жидкости двумя насосами:

Максимально необходимый расход жидкости первым насосом:

Скорость быстрого отвода:

4) Минимально необходимое давление при рабочих ходах:

гидросхема давление трубопровод жидкость

5) По расходу и давлению выбраны насосы:

Аксиально-поршневой БГ12−21М [1,c.19] (ТУ2 053 1364−78Е):

рабочий объем — 8 см³;

номинальное давление — 12,5 МПа;

номинальная подача — 10,8 л/мин;

полный КПД — 0,75;

номинальная мощность — 3,06 кВт;

частота вращения — 1500 об/мин;

масса — 9,5 кг.

Шестереночный НШ 4−3 [4]

рабочий объем — 4 см³;

номинальное давление — 16 МПа;

номинальная подача — 9 л/мин;

полный КПД — 0,94;

номинальная мощность — 3,5 кВт;

частота вращения — 3000 об/мин;

масса — 2,5 кг.

Для насоса выбрано минеральное масло ИГП — 18 (ТУ38 101 413 — 78):

вязкость масла — 0,25 см2/с;

плотность — 880 кг/м3.

6) По расходу жидкости подбираем гидроаппаратуру:

— Гидрораспределитель 8 типа ВХ10.64 [1, с. 129, с. 104];

— Предохранительный клапан 3 и 5 типа ДГ54−23 на давление 10−20 МПа [1, с. 152];

— Клапаны ограничения давления 6, 9, 10, 11 типа VMP.20 [5];

— Золотники 12 типа ВХ10.573Е [1, c 129, c. 104];

— Золотники 16 типа ВММ10.573Е [1, c 129, c. 104];

— Обратный клапан 7, 14, 17 типа Г51−23

— Фильтр всасывающий 19 У491.033Б.000 (1.1.32−25):

— Для блокировки привода в любом положении — кран ПГ 74−10 (10−30 л/мин).

7) Диаметр трубопровода в линии нагнетания при допустимой скорости потока v1 = 3,6 м/с составляет Принимаем d1 = 10 мм по ГОСТ 16 516–80.

8) Расход жидкости и диаметр трубопровода в линии слива при v2 = 2 м/с Определяем действительную скорость при холостом ходе при =18,84 л/мин :

И определим фактическую скорость быстрого отвода:

Принимаем d2 = 12 мм по ГОСТ 16 516–80.

9) Расчет параметров ОГП при рабочих ходах:

Определим параметры ОГП при рабочем ходе 1:

Расходы жидкости в трубопроводах :

— линии нагнетания:

— линии слива:

Определяем скорости потока в трубах при рабочем ходе 1:

— линии нагнетания:

— линии слива:

Определим режим течения в трубах при рабочем ходе 1:

— линии нагнетания:

— ламинарный режим;

— линии слива:

— ламинарный режим.

Расходы жидкости в трубопроводах при рабочем ходе 2:

— линии нагнетания:

— линии слива:

Определяем скорости потока в трубах при рабочем ходе 2:

— линии нагнетания:

— линии слива:

Определим режим течения в трубах при рабочем ходе 2:

— линии нагнетания:

— ламинарный режим;

— линии слива:

— ламинарный режим.

Определим коэффициенты линейных потерь давления при рабочем ходе 1:

— в линии нагнетания:

— в линии слива:

Определим коэффициенты линейных потерь давления при рабочем ходе 2:

— в линии нагнетания:

— в линии слива:

Определим линейные потери давления в линиях при рабочем ходе 1.

— нагнетания:

— слива:

10) Суммарные потери давления в гидросистеме:

Местные потери в линии нагнетания:

— в гидрораспределителе 8

Где табличный расход, взятый по справочнику[1,с 109]

— в фильтре Выбран напорный фильтр по ТУ2−053−1778−86 [6,с 274]

Номинальное давление 32 МПа.

Номинальная тонкость фильтрации 25 мкм.

Перепад давления 0,08 МПа.

Местные потери в линии слива:

— в дросселе:

[1, c 186]

— в гидрораспределителе 8: [6, c 78]

Общие потери давления:

Мощность приводного двигателя насоса определяется по формуле:

где k = 1,25 — коэффициент резерва мощности.

Характеристика сети

1. В. К. Свешников «Станочные гидроприводы. Справочник. 1982 г.»

2. В. Ю. Энгель «Гидравлика и Гидропривод: Методические указания и варианты заданий к курсовой расчетно-графической работе. 2004 г.»

3. В. К. Свешников «Станочные гидроприводы. Справочник. 2004 г.»

4. Сайт гидравлического оборудования. www. npo-com.ru

5. Сайт пневмоавтоматики. www. pnevmo-gidro.ru

6. В. К. Свешников «Станочные гидроприводы. Справочник. 1995 г.»