Розрахунок та вибір гідроциліндрів

Вступ

 

Об’ємний гідропривод призначений для передачі та перетворення механічної енергії за допомогою об’ємних гідропневмомашин. Це сукупність пристроїв, які за допомогою рідини або газу під тиском приводять у дію механізми та машини.

Система об’ємного гідропривода вибирається, виходячи із призначення, їх системи автоматичного регулювання і інших пристроїв з гідромашинами та гідроавтоматикою, режимів роботи й умов експлуатації автомобілів і будівлтної техніки. Але його вибір повинен передувати ознайомлення з літературою з відповідної теми

Найчастіше об’ємний гідропривод використовується в екскаваторах, стрілових самохідних кранах за народногосподарським значенням і питомою вагою в обсязі виробництва займають особливе місце.

Завдяки універсальності, забезпечуваної кількістю широкого набору змінного устаткування і робочих органів одноковшеві екскаватори дозволили механізувати виконання основного обсягу грабарств у будівництві, що значною мірою скорочує застосування робочої праці.

В даній роботі ми розраховуємо схему об’ємного гідроприводу з відповідним вибором устаткування з аналітичною і математичною перевіркою для підтвердження працездатності машини.

В ході розрахунку вибрати оптимальні значення (відповідно прийнятим стандартам) гідромотору, гідроциліндрів, насосів та іншого гідро устаткування.

Вибір робочого тиску

 

Номінальний тиск Р_ном вибираємо виходячи з номенклатури і технічних характеристик гідроустаткування.

Значення тисків, що рекомендуються: 10, 16, 20, 25, 32, 40 МПа.

Вибираємо для одноковшевого екскаватора Р_ном = 32 МПа.

Перепад тиску на гідродвигуні приймають на 10...20% менше номінального (для обліку втрат).

 

Р_с = (0,1...0,2) ∙ Р_ном

Р_с = 0,2∙ Р_ном = 0,2 ∙ 32 = 6,4(МПа)

Р = Р_ном - Р_с = 32-6,4 = 25,6(МПа)

Розрахунок та вибір гідроциліндрів

 

При подачі рідини в поршневу порожнину діаметр поршня дорівнює:

 

, мм

 

де Р_гц - зусилля на штоку поршня; Н

 - гідромеханічний ККД гідроциліндра

 

( =0.95...0.98)

 (м)

Приймаємо ГЦ стріли:

діаметр циліндра.…140 мм,

діаметр штока..........90 мм,

хід штока.................1400 мм.

 

 (м)

Приймаємо ГЦ рукояті:

діаметр циліндра….140 мм,

діаметр штока……..90 мм,

хід штока…………..1000 мм.

 (м)

Приймаємо ГЦ ковша:

діаметр циліндра..….180 мм,

діаметр штока.....…...110 мм,

хід штока........……....1800 мм.

Розрахунок та вибір гідромоторів

Гідромотор 310.56

· номінальна частота обертання n_ном = 1500 об/хв;

· перепад тиску на гідромоторі 20 МПа;

· к.к.д. гідромотора 0.95;

^· робочий об'єм 56 см³

Гідромотор 310.112

· номінальна частота обертання n_ном = 1200 об/хв;

· перепад тиску на гідромоторі 20 МПа;

· к.к.д. гідромотора 0.95;

· робочий об'єм 112 см³

Вибір гідронасосів

 

Основні вимоги при виборі насосів - забезпечення максимальних навантажень і швидкостей ГМ. Основні параметри насоса: робочий об'єм, номінальний тиск, частота обертання приводного вала, подача робочої рідини, діапазон регулювання.

Для розрахунку насоса складаємо компоновану схему до якої

включаємо всі гідродвигуни, умовно поділяємо на дві групи.

Визначаємо сумарні витрати по кожній групі і беремо найбільшу сумарну витрату. Приймаємо, що в гідросистемі буде працювати два однакові насоси.

 

 (л/с)

 (л/с)

 (л/с)

 

Витрата цього насоса визначаємо по формулі:

 

 

де n₁ - номінальна частота обертання, с^-1

V_р - робочий обсяг гідронасоса, м³

_гн - коефіцієнт корисної дії гідронасоса

 

 м³/с

З каталогу вибираємо ГН1 аксіально-поршневий регульованій 207.75

· номінальна частота обертання n_ном = 1500 об/хв;

· тиску 20 МПа;

· к.к.д. насоса 0.95;

· робочий об'єм 107 см³

Вибір трубопроводів

 

Типорозмір будь-якого трубопроводу характеризується діаметром умовного проходу D_у, приблизно рівним внутрішньому діаметру труби d.

При виконанні розрахунків умовний прохід трубопроводу

дорівнює:

 

;

 

де Q_ж - витрата рідини в трубопроводі, що розраховується;

V_ж - швидкість рідини.

Швидкість плину рідини визначають попередньо в залежності від призначення гідролінії. Для напірної гідролінії при тиску до 20 МПа швидкість дорівнює 4,25...6,8 м/с. Менше значення швидкості приймають для машин північного виконання, для звичайного виконання. Приймаємо швидкість рідини рівну 5 м/с.

 

мм

 

Приймаємо діаметр трубопроводу 25 мм у відповідності зі стандартним рядом діаметрів трубопроводів.

Вибір гідроустаткування

 

Для забезпечення нормальної роботи гідросистеми в різних умовах необхідна наявність додаткового гідроустаткування, такого як зворотні і запобіжні клапани, дроселі, фільтри, гідроакумулятори тощо.

Для розподілу потоку рідини від ГН до ГМ і ГЦ використовуються секційні гідророзподільники.

ГР1: D_y = 25мм

· напірна секція 20;

· секція 05 із блоком запобіжних клапанів для ГМ пересування і ГМ повороту платформи) (2 штуки);

· секція 01 для керування ГІД ковша;

· зливальна секція 30.1, що має 2 зливальних канали.

ГР2: D_y = 25мм

· напірна секція 20;

· секція 05 із блоком запобіжних клапанів для ГМ пересування;

· секції 01 для керування ГЦ стріли, рукоятки;

· зливальна секція 30.

 

 

Загальна витрата двох ГН за 1 хвилину дорівнює 600 л. Для фільтрації мастила з каталогу приймаємо фільтруючий елемент 1.1.63-40

ü пропускна здатність...........400 л/хв;

ü тонкість фільтрації..............40 мкн;

ü номінальний тиск.............0,63 МПа;

ü утрати тиску у фільтрі........0,050 МПа

Між гідророзподільниками знаходиться зворотний клапан (пропускає потік від ГН1 і не пропускає потік від НГ2 для сумування потоків цих двох ГН і одержання більшої сумарної витрати для більш швидкого руху штоків гідроциліндрів.

Витрата НГ1 за 1 хвилину складає 150 л.

Вибираємо зворотний клапан 62800

· умовний прохід..........25 мм;

· витрата...................160 л/хв;

· перепад тисків.........0,35 МПа.

Для охолодження робочої рідини використовуються теплообмінник КМ6-СК-1.

Вибір гідробака

 

Ємкість гідробака призначається в 1,5-2 рази більше сумарного внутрішнього об'єму всіх елементів гідросистеми не менше 0,3 Q хвилинної подачі насоса.

 

V_б = (1,5…3) Q_ΣН

V_б = 1,5 300 = 450 л

 

Приймаємо об’єм бака рівним 500 л.

Вибір приводного двигуна

 

Потужність привідного двигуна:

 

 

де  - коефіцієнт корисної дії редуктора привода насоса

 

 Вт = 57 кВт

 кВт

 кВт

Висновок

 

В курсовій роботі була розроблена гідравлічна схема грейферного одноковшевого гусеничного екскаватора.

Розраховане і підібране основне (гідромотори, гідроциліндри, гідронасоси), та допоміжне (трубопроводи, запобіжні клапани, фільтри, теплообмінник та гідравлічний бак) гідравлічне обладнання.

Був підібраний приводний дизельний двигун. Правильність вибору була перевірена у розділі перевірочний розрахунок гідроприводу.

Отримана частота обертання валів гідромотора перевищує номінальну, отже, при виборі гідромотора та гідронасоса потрібні уточнення.

Список використаних джерел

 

1. Мандрус В.И., Лещий Н. П., Звягин В. М. Машиностроительная гидравлика. Задачи та примеры расчетов. - Львов. Издательство “Свет”, 1995.

2. Навроцкий К.Л. Теория і проектування гидро- і пневмомашин. - М.: Машиносторение, 1991.

3. Васильченко В.А.Гідравлічне устаткування мобільних машин. Довідник. - М. Машинобудування, 1983.

4. Донской В. М., Корнеев В. П., Маркин В. А., Филатов А. И., Справочник молодого машиниста экскаватора. - М.: Высшая школа, 1988.

5. Онищенко А.Г., Дураченко Г.Ф Гідравліка та гідропривод. Навчальний посібник. Полтава: ПолтНТУ. 2009

Вступ

 

Об’ємний гідропривод призначений для передачі та перетворення механічної енергії за допомогою об’ємних гідропневмомашин. Це сукупність пристроїв, які за допомогою рідини або газу під тиском приводять у дію механізми та машини.

Система об’ємного гідропривода вибирається, виходячи із призначення, їх системи автоматичного регулювання і інших пристроїв з гідромашинами та гідроавтоматикою, режимів роботи й умов експлуатації автомобілів і будівлтної техніки. Але його вибір повинен передувати ознайомлення з літературою з відповідної теми

Найчастіше об’ємний гідропривод використовується в екскаваторах, стрілових самохідних кранах за народногосподарським значенням і питомою вагою в обсязі виробництва займають особливе місце.

Завдяки універсальності, забезпечуваної кількістю широкого набору змінного устаткування і робочих органів одноковшеві екскаватори дозволили механізувати виконання основного обсягу грабарств у будівництві, що значною мірою скорочує застосування робочої праці.

В даній роботі ми розраховуємо схему об’ємного гідроприводу з відповідним вибором устаткування з аналітичною і математичною перевіркою для підтвердження працездатності машини.

В ході розрахунку вибрати оптимальні значення (відповідно прийнятим стандартам) гідромотору, гідроциліндрів, насосів та іншого гідро устаткування.

Вибір робочого тиску

 

Номінальний тиск Р_ном вибираємо виходячи з номенклатури і технічних характеристик гідроустаткування.

Значення тисків, що рекомендуються: 10, 16, 20, 25, 32, 40 МПа.

Вибираємо для одноковшевого екскаватора Р_ном = 32 МПа.

Перепад тиску на гідродвигуні приймають на 10...20% менше номінального (для обліку втрат).

 

Р_с = (0,1...0,2) ∙ Р_ном

Р_с = 0,2∙ Р_ном = 0,2 ∙ 32 = 6,4(МПа)

Р = Р_ном - Р_с = 32-6,4 = 25,6(МПа)

Розрахунок та вибір гідроциліндрів

 

При подачі рідини в поршневу порожнину діаметр поршня дорівнює:

 

, мм

 

де Р_гц - зусилля на штоку поршня; Н

 - гідромеханічний ККД гідроциліндра

 

( =0.95...0.98)

 (м)

Приймаємо ГЦ стріли:

діаметр циліндра.…140 мм,

діаметр штока..........90 мм,

хід штока.................1400 мм.

 

 (м)

Приймаємо ГЦ рукояті:

діаметр циліндра….140 мм,

діаметр штока……..90 мм,

хід штока…………..1000 мм.

 (м)

Приймаємо ГЦ ковша:

діаметр циліндра..….180 мм,

діаметр штока.....…...110 мм,

хід штока........……....1800 мм.