Приводы и системы управления (дроссель гидропривода)

Частота вращения вала выбранного гидромотора, об/с,[1]. ,(11)Частота вращения рабочего органа nро [1]: (12)где ω=7,16 рад/с — угловая скорость рабочего органа. Передаточное отношение:.

3.4 Выбор гидроцилиндра для РО2Гидроцилиндр выбран из условия обеспечения: Fpo — сила, требуемая для рабочего органа: Fpo2=15 кН;vpo — скорость движения рабочего органа: vpo2=0,4 м/с;Xpoход рабочего органа: Xpo= vpo2 ∙ tpo2=0,4 ∙ 3=1,2 м. Скорость vшт и ход Хштограничены величинами, (13).Скорость на рабочем органе больше скорости штока, поэтому шток цилиндра и рабочего органа следует соединить через ускоряющую передачу. Принята скорость штока vшт= 0,381 м/с. Тогда передаточное отношение передачи,(14). Необходимый ход штока:, (15).Диаметр цилиндра определен из условия обеспечения требуемой силы на РО2 [1]: ,(16).Принят гидроцилиндр:;; Проверка обеспечения скорости: ,(17),(18)Ход штока выбранного гидроцилиндра равен необходимому ходу штока, погрешность не более 5%. Гидроцилиндр выбран правильно.

3.5 Выбор гидравлических масел

Приняты сезонные гидравлические масла по заданной температуре воздуха. Характеристики масел приведены в таблице 4. Таблица 4 — Температурные диапазоны применения выбранных масел

Марка МГν-1600 мм2/сМаксимально допустимая вязкость при запускеν-100 мм2/сВерхний рекомендуемый пределν-36 мм2/сОптимальная вязкостьν-16 мм2/сНижний предел рекомендуемой вязкостиν-12 мм2/сМинимально допустимая вязкость

МГ-15В-35(Tmin)-5+20(Tопт)+40+50(Тmax)МГ-46В-15+25+50+70+803.

6 Выбор трубопроводов и расчет толщины стенок

Внутренний диаметр трубопровода dвн рассчитан из условия пропуска необходимого расхода масла с рекомендуемой скоростью [1]: ,(19)где Q — расход, м3/с;vвскорость во всасывающей линии, (vв=1 м/с);vнскорость в напорных линиях, (vн= 5 м/с);vслскорость в сливной линии;, (20)Внутренние диаметры, м:…Толщина стенки всасывающего трубопровода принимаетсяδ=3 мм. Наружный диаметр dнар,(21).Принят трубопровод:;; .Минимальная толщина стенки напорных трубопроводов рассчитана из условия прочности толстостенного трубопровода [1]:, (22) где[σ] - допускаемое напряжение, МПа., (23)где [σв] - предел прочности, МПа (принимаем Сталь 20, σв=420 МПа).Тогда допускаемое напряжение:

Рmax — максимальное давление жидкости, МПа, равное давлению настройки предохранительных клапанов (Рmax=25 МПа);.Толщина стенки принята δ=3 мм. Наружные диаметрыdннар1 и dннар2 вычислены по формуле (21): .Приняты трубопроводы для напорных линий:;; .Толщина стенки сливного трубопровода принята ;Наружный диаметр dслнар вычислен по формуле (21):.Принят трубопровод:;; .

3.7 Выбор распределителей

Распределители выбраны в соответствии с принципиальной схемой, расходом и давлением масла. Распределители Р1 и Р2 трехпозиционные, четырехлинейные с закрытым центром:

Давление рном=20 МПа;Расход масла: Qн1=Qн2=0,258 м3/с=154,8 л/мин;управление гидравлическое. Выбраны распределители типа В, их характеристики приведены в таблице 5. Таблица 5 — Технические характеристики распределителя

Тип распределителя ВДиаметр условного прохода, мм.16Расход рабочей жидкости, л/мин:

номинальныймаксимальный125 240

Номинальное давление в напорной линии, МПа32Центр распределителязакрытый

Вид управлениягидравлическое3.

8 Выбор предохранительных клапанов

Предохранительные клапаны выбраны по максимальному давлению и расходу жидкости в защищаемой линии. Клапаны первичной защиты приняты непрямого действия управляемые, исходя из расхода Qн1=Qн2=154,8 л/мин; и максимального давлениярmax=25МПа.Выбран клапан МКПВ. Его характеристики приведены в таблице 6. Таблица 6 — Характеристики клапана МКПВМодель клапана

МКПВ Диаметр условного прохода, мм20Расход жидкости, л/мин номинальный максимальный160 400

Номинальное давление настройки, МПа32Клапаны вторичной защиты приняты непрямого действия неуправляемые, такие же, как для первичной защиты. 3.9 Выбор фильтров

Фильтры выбраны по необходимой тонкости фильтрации, расходу жидкости и максимальному давлению. Суммарная пропускная способность должна быть на 20% больше суммарной производительности насосов. Необходимая тонкость фильтрации: 25 мкм;Суммарный производительность насосов: Qн1+Qн2=309,6 л/мин.Выбраны три параллельно установленных фильтра1.

1.50−25 их характеристики приведены в таблице 7. Таблица 7 — Характеристики Фильтров

МаркафильтраТонкость фильтрации, мкм

Номинальный расход, л/мин1.

1.50−25 252 504

Описание работы привода

Гидравлическая схема машины изображена на чертеже ГП. М333.

23.00. 00 ГЗ. Машина имеет два реверсивных рабочих органа: РО1- вращительного, РО2- поступательного действия. В качестве приводов насосов использованы индивидуальные электрические двигатели. Схема машины двухпоточная. Гидропередачи в приводах РО1 и РО2 разомкнутые. В гидропередачах установлены распределители с закрытым центром и гидравлическим сервоуправлением, устройства защиты от перегрузок, очистки и охлаждения масла.

4.1 Включение и выключение гидромотора привода насоса Н1От насоса Н3 масло через напорный фильтр тонкой очистки Ф3 подается в колонку сервоуправления А2, содержащую управляющие распределители следящего действия Р3 и Р4 с мускульным управлением. При переводе распределителя Р4 в рабочую позицию управляющий поток жидкости под действием давления через логический элемент ИЛИ1 придет под торец переключателя П1, который встанет в позицию «закрыто», управляющий поток масла придет под левый торец силового распределителя Р1, он будет переведён в рабочую позицию, силовой поток жидкости идёт по пути: Б-Н1-Р1-М-Р-ТС1-АТ1-Ф1,Ф2-Б. Гидромотор включен. Если отпустить рукоять распределителя Р4, то он пружиной будет переведён в другую крайнюю позицию и жидкость из-под торца распределителя Р1 пойдёт на слив по пути: Р1(левый торец)-Р4-Ф1 Ф2-Б. Золотник распределителя Р1 за счет пружины встанет в нейтральную позицию, перекрывая напорную линию. Это приведет к выключению гидродвигателя. Давление на торце переключателя П1 снизится, он встанет в позицию «открыто». Давление в напорной линии будет расти, линия управления предохранительного клапана непрямого действия первичной защиты КП1 будет открыта, он начинает работать в режиме переливного для разгрузки насоса Н1. Поток масла идет по пути: БН1- КП1-П1-ТС1-АТ1-Ф1,Ф2-Б.

4.2 Свойства гидропередач с указанием элементов, обеспечивающих эти свойства

Распределители Р3 и Р4, входящие в состав А2, могут иметь множество промежуточных положений и обеспечивать тем самым различные по величине давления под торцам распределителя Р1 и различное по величине открытие его окон. Это достигается тем что распределители Р3 и Р4 обладают следящими свойствами. Они имеют обратные связи по давлению в отводящих линиях. Отводящие линии соединены с полостями под нижними торцами золотников распределителей Р3 и Р4. Меняя силу на рукоятках распределителей Р3 и Р4 можно изменять промежуточные положения золотника и степень открытия окон распределителя окон распределителя Р1 и тем самым изменять расход жидкости через Р1 и частоту вращения вала гидромотора М. В системе сервоуправления А1 установлен пневмогидроаккумулятор АК, в котором хранится запас жидкости под давлением, необходимым для переключения распределителя Р1 в рабочую позицию на случай отключения электроэнергии. Во время работы гидродвигателя клапан первичной защиты переходит из режима переливного в режим предохранительного и обеспечивает защиту насоса, трубопроводов, аппаратов, гидродвигателей и рабочего органа от активных перегрузок при работе. Клапан настроен на давление равное 25 МПа. В случае превышения этого давления клапан срабатывает и масло идет по пути: Б-Н1-КП1- ТС1-АТ1-Ф1-Б.Вторичная защита гидромотора М выполнена в виде блока А4, состоящего из предохранительных и обратных клапанов.

Она защищает гидромотор от реактивных, температурных и инерционных при торможении перегрузок. Настройка клапанов произведена на 25 МПа. При превышении этого давления, например при срабатывании КП5 масло идет через элементы согласно схеме на рис. 11. Рисунок 11 — Схема подачи масла при срабатывании клапанов вторичной защиты гидромотора

Вторичная защита гидроцилиндра Ц выполнена в виде блока А5, состоящего из предохранительных и обратных клапанов. Она защищает гидроцилиндр от реактивных, температурных и инерционных при торможении перегрузок. Настройка клапанов произведена на 25 МПа, при превышении этого давления, при срабатывании КП7 масло идет через элементы согласно схеме на рис. 12. Рисунок 12 — Схема подачи масла при срабатывании клапана КП5 вторичной защиты гидроцилиндра

При срабатывании КП6 масло идет через элементы согласно схеме на рис. 13. Рисунок 13 — Схема подачи масла при срабатывании клапана КП6вторичной защиты гидроцилиндра

Очистка МГ производится фильтрами. При засорении фильтров повышается давление в сливной линии, а когда давление достигнет давления настройки предохранительного клапана, последний откроется и жидкость пойдет, минуя фильтр, в бак. Для охлаждения МГ установлен теплообменный аппарат АТ. В начале работы и при низкой температуре для достижения маслом оптимальной температуры АТ находится в выключенном состоянии, благодаря тому что за температурой следит термостат ТС, жидкость идет в бак, минуя АТ. При превышении оптимальной температуры термостат направляет поток масла через АТ в бак. Заправка осуществляется с помощью насоса через фильтр. Выводы

В данной курсовой работе приведено назначение путевой машины и описано ее устройства. В Приложении приведены основные типы и устройство путевых машин. Составлена структурная и принципиальная схемы гидропривода. Также произведен расчет элементов привода, в том числе произведен выбор основного оборудования гидропривода. Приведено описание работы привода.

Список использованных источников

1. Мокин Н. В. Гидравлические и пневматические приводы: Учебник. — Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2004. — 354 с.

2. Н. В. Мокин, Н. А. Маслов. Гидравлические машины, аппараты и приводы: Методические указания к выполнению контрольной и курсовой работ. Новосибирск, 2009. 59 с.

3. Приводы и системы управления путевых машин. Задание на курсовую работу с методическими указаниями для студентов V курса. — М.: РОАТ, 2010. — 15 с.

4. Соломонов С. А., Бугаенко В. М., Попович М. В., Самохин С. А. Путевые машины. — М.: Желдориздат, 2000.-753 с. 5. Машина выправочно-подбивочно-рихтовочиая

ВПР-02. / МПС РФ ЦКБпутьмаш. -

М.: Транспорт, 1995. — 415 с. 6. Машина выправочно-подбивочно-рихтовочная для стрелочныхпереводов ВПРС-02. / МПС РФ ЦКБпутьмаш.

— М.: Транспорт. 1995. — 477 с. 7. Теклии В. Г., Рисник Н. Б., Деревенец А. Н. Путевой моторный гайковерт-М.: Учебно-методический кабинет по образованию на железнодорожном транспорте МПС РФ, 1996.- 314с.

8. Соломонов С. А., Попович М. В., Стефанов Б. Н., Цигельный П. М., Яковлев А. М. Путевые машины.-М.:Транспорт. 1985.

— 392 с. 9. Плохоцкий МА, Соломонов С. А., Топазов

А.Ф., Хабаров В. П. Машины и механизмы для путевого хозяйства. — М.: Транспорт, 1984. -

440с. 10. Воробьев Э. В., Дьяков К. Н, Федоров Н. В. Технология механизации и автоматизации путевых работ. — М.: Транспорт, 1996. -

375 с. 11. Журба В. А., Тараканов Г. П., Хайкис М. Л. Машины для трансцортного строительства. Справочник.

— М.:Транспорт, 1984. — 429 с. 12.

Исаев К.С., Федулов ВФ., Шекотков Ю. М. Машинизация текущего содержания пути. М.: Транспорт, 1981.-280с.Приложение. Описание основных путевых машин

Машины для ремонта земляного полотна

Машины для балластировки и подъёмки пути

Машины для сварки и шлифовки пути