Опис прийнятої гідросхеми та принципу роботи

ГІДРАВЛІЧНА СХЕМА, ГІДРОПРИВОД, ГІДРОНАСОС, ГІДРОЦИЛІНДР, ДІАМЕИР ШТОКУ ГІДРОЦИЛІНДРА, ШВИДКІСТЬ ПОРШНЯ, ГІДРОАПАРАТУРА, ГІДРО ЛІНІЯ, ТИСК РОБОЧОЇ РІДИНИ, ВИТРАТИ РОБОЧОЇ РІДИНИ, ВИТОКИ РОБОЧОЇ РІДИНИ, ККД ГІДРОПРИВОДУ, ЗУСИЛЛЯ В ШТОКАХ, ОБ’ЄМ ГІДРОБАКУ, НАВАТНАЖУВАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГІДРОПРИВОДУ.

 

 

Ізм.

Аркуш

№ документа

Підпис

Дата

Аркушш

Д 0507 43 43.4 994 КР

ЗМІСТ

 

ВСТУП_________________________________________________________6

1.ОПИС ПРИЙНЯТОЇ ГІДРОСХЕМИ ТА ПРИНЦИПУ РОБОТИ

ГІДРОПРИВОДУ____ ____________________________________________8

2. РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ГІДРОПРИВОДУ_______10

2.1. Визначення тисків в порожнинах нагнітання та зливу____________10

2.2. Визначення діаметра поршня силового гідроциліндру____________11

2.3. Вибір гідроциліндра________________________________________13

2.4. Визначення витрат робочої рідини та вибір насосу______________15

2.5. Розрахунок діаметра трубопроводу та швидкості руху рідини ____18

2.6. Підбір гідроапаратури_______________________________________18

2.7. Опис вибраної гідроапаратури_______________________________19

2.8. Визначення дійсних перепадів тиску__________________________23

3. ВИЗНАЧЕННЯ ККД ГІДРОПРИВОДУ___________________________27

4. РОЗРАХУНОК ОБ’ЄМУ ГІДРОБАКУ____________________________28

5. ПОБУДОВА ХАРАКТЕРИСТИКИ НАВАНТАЖЕННЯ

ГІДРОПРИВОДУ_______________________________________________31

ВИСНОВКИ____________________________________________________34

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ_______________________________­­________36

 

ВСТУП

Гідравліка являє собою теоретичну дисципліну, яка вивчає питання, пов'язані з механічним рухом рідини в різних природних і техногенних умовах. Оскільки рідина (і газ) розглядаються як безперервні і неподільні фізичні тіла, то гідравліку часто розглядають як один з розділів механіки так званих суцільних середовищ, до яких прийнято відносити і особливу фізичне тіло–рідина.

Як і в класичної механіки в гидравлике можна виділити загальноприйняті складові частини: гидростатику, що вивчає закони рівноваги рідини; кінематику, що описує основні елементи рухомої рідини і гідродинаміку, що вивчає основні закони руху рідини і розкриває причини її руху.

Гідравліку можна назвати базової теоретичної дисципліною для широкого кола прикладних наук, з допомогою яких досліджуються процеси, що супроводжують роботу гідравлічних машин, гідроприводів. За допомогою основних рівнянь гідравліки і розроблених нею методів дослідження, вирішуються важливі практичні завдання, пов'язані з транспортом рідин і газів по трубопроводах, а також з транспортом твердих тіл по трубах і іншим руслах. Гідравліка також вирішує найважливіші практичні завдання, пов'язані з рівновагою твердих тіл в жидкостях и газах, тобто вивчає питання плавання тел.

Широке використання в практичній діяльності людини різних гідравлічних машин і механізмів ставлять гідравліку до числа найважливіших дисциплін, що забезпечують науково-технічний прогрес.

В данній курсовій роботі ми розглянемо конструкцію приводу будівельного підіймача,не від’ємною ланкою якого є гідропривід.Гідропривід - це сукупність пристроїв, призначених дляприведення в рух машин і механізмів за допомогою гідравлічноїенергії. Обов'язковими елементами гідроприводу є насос ігідродвигуна.

Гідропривід представляє собою свого роду "гідравлічну вставку"між приводним електродвигуном і навантаженням (машиною і механізмом) івиконує ті ж функції, що і механічна передача (редуктор, реміннапередача, кривошипно-шатунний механізм і т.д.). Основне призначеннягідроприводу, як і механічної передачі, - перетворення механічноїхарактеристики приводного двигуна відповідно до вимог навантаження (перетворення виду руху вихідної ланки двигуна, його параметрів, атакож регулювання, захист від перевантажень та ін.).

 

ОПИС ПРИЙНЯТОЇ ГІДРОСХЕМИ ТА ПРИНЦИПУ РОБОТИ

ГІДРОПРИВОДУ

Гідравлічна схема приводу будівельного підйомника представлена на рис.1.1. Схема складається з бака, нерегульованого гідронасосу, чотирьохпозиційного гідро розподільника, дроселя з паралельно підключеним до нього зворотним клапанам, двох гідроциліндрів, фільтру і запобіжного клапана.

Рисунок 1.1.- Гідравлічна схема приводу будівельного підйомника

Принцип роботи гідроприводу згідно вказаній схемі полягає в наступному. З бака робоча рідина (масло) забирається насосом і подається до гідро розподільника. У нейтральному положенні золотника гідро розподільника при працюючому насосі на ділянці трубопроводу між насосом і розподільником починає збільшуватися тиск, при цьому спрацьовує запобіжний клапан і рідина зливається назад в бак. При зміні позиції золотника (нижня позиція на схемі) відкриваються прохідні перетини в гідро розподільника, і рідина через регульований дросель починає поступати в порожнині нагнітання гідро двигунів(поршневі порожнини гідроциліндрів). З штокової порожнини гідроциліндрів масло по гідро лінії зливу проходить через, гідро розподільника, очищаючись фільтром, потрапляє на злив в бак.

Швидкість поступальної ходи штоків гідроциліндрів регулюється дроселями. Реверсування руху штоків здійснюється шляхом перемикання позицій гідро розподільника. При зворотному русі штоків без навантаження їх швидкість не регулюється і залежить від витрати робочої рідини в штокові порожнини. При аварійній зупинці штоків (наприклад, непереборне зусилля) тиск в системі зростає, викликаючи тим самим відкриття запобіжного клапана.

РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ

Вибір гідроциліндра

Приймаємо стандартний діаметр циліндра D = 180 мм. З довідника [6, с.90] обираємо гідроциліндри загального призначення згідно ОСТ 22-1417-79 з номінальним тиском P* = 10 МПа (рис.2.2).

Габаритні та при єднальні розміри обраних гідроциліндрів, мм [6, с.96, табл.3.31зводимо в табл.2.1.

 

Таблица 2.1-

Габаритні та при єднальні розміри обраних гідроциліндрів

D	S	d	D1	d1	d2	b	rmax	lmin
				M48x2

Оскільки хід штока , то його на подовжній вигин можна не перевіряти.

Визначимо площину поршня п поршневій та штоковій порожнині:

 

Підбір гідроапаратури

Знаючи витрати та орієнтовані величини тисків, приступимо до овбранні гідроапаратури. Стосовно гідроприводу, що розраховується, необхідно оюрати запобіжний клапан, гідро розподільник, дросель, зворотній клапан та фільтр. Виконуємо підбір гідроапаратури, що задовольняє отриманим даним по витраті та тиску . Всі дані по обраній гідроапаратурі зводимо у табл.2.2.

Таблица 2.2-

Дані по обраній гідроапаратурі

Гідроапаратура	Кіль-ть	Тип	Витрати, л/мин	Тиск, МПа	Перепад тисків, МПа
Запобіжний клапан		ПГ54-35М			0,6
Гідро розподільник		1Р323			0,22
Дросель		МПГ55-25М			0,25
Фільтр		4ФГМ32-320К			0,1
Зворотній клапан		Г51-35			0,25

ВИЗНАЧЕННЯ ККД ГІДРОПРИВОДУ

Визначимо ККД гідроприводу, враховуючи, що він працює при постійному навантаженню.

Загальний ККД проектованого гідроприводу, працюючого при постійному навантаженню визначимо з формули:

де - потужність приводу, що витрачається (насосної установки):

де - загальний ККД насосу при розрахункових значеннях тиску, витрат, в’язкості робочої рідини та частоти обертання приводного вала насоса;

- полезная мощность привода, которая определяется по заданным корисна потужність приводу, яка визначається по заданим загрузкам та швидкостям гідро двигунів:

де - число силових гідроциліндрів, включених в привод.

Загальний ККД гідроприводу . Причина такого низького ККД міститься у тому, що в схему включено два силових гідроциліндра з великою силою тертя, прикладеної до поршня.

РОЗРАХУНОК ОБ’ЄМУ ГІДРОБАКУ

Визначимо втрати потужності в гідроприводі, які переходять в тепло, знайшовши різницю між потужністю, що витрачається і корисною потужністю:

Кількість тепла , що виділяється в гідроприводі в одиницю часу, потужності, що еквівалентно втрачається в гідроприводі :

Перепад температур між робочою рідиною та навколишнім повітрям:

Площина поверхні теплообміну, необхідна для підтримки перепаду :

 

де та – коефіцієнти теплопередачі труб та гідробака, Вт/(м²·ºС).

Приймаємо = 12 Вт/(м²·ºС) та = 8 Вт/(м²·ºС), тоді:

Площина поверхні теплообміну складається з поверхні труб , через які виконується теплообмін з навколишнім середовищем, та поверхні теплообміну гідро бака :

= +

Визначимо площину поверхні труб:

Знайшовши площину поверхні гідро бака, визначимо його об’єм та округляємо до стандартного значення в більшу сторону:

Округливши до стандартно значення V_б, приймаємо його рівним 20 літрів. Але, згідно рекомендаціям по проектуванню гідроприводу, об’єм гідро бака повинен бути у три рази більше об’єму масла, яке знаходиться у трубопроводах та гідроапаратах системи.

Визначимо об’єм робочої рідини, яка знаходиться гідросистемі.

Об’єм масла в трубах:

Об’єм масла в двох гідроциліндрах:

 

Об’єм масла в гідронасосі рівняється його робочому об’єму:

Об’єм масла у фільтрі можна приблизно підрахувати виходячи з геометричних розмірів обраного фільтра. Стакан фільтра має циліндричну форму діаметром 110 мм та висотою 205 мм. Пластини займають приблизно 60% внутрішнього об’єму фільтра.

Об’ємом масла, яке знаходиться в гідро розподільнику, дроселі, зворотному клапані можна знехтувати.

Таким чином, об’єм робочої рідини, яка знаходиться в гідросистемі буде рівним:

Тоді об’єм гідро бака рівним:

а округливши його до стандартного значення об’єму згідно ГОСТ 12448-80 приймемо об’єм гідро бака V_б = 100 літрів.

ГІДРОПРИВОДУ

Стосовно схеми проектованого гідроприводу знайдемо перепад тиску на дроселі. Використовуючи вирази (1) и (2), складемо систему рівнянь:

та, обчислюючи ці рівняння відносно Δ Р_ДР, отримаємо:

Визначимо площину прохідного перерізу з формули:

де – коефіцієнт витрати дроселя золотникового типу [10, с.50].

 

Далі для побудови силової характеристики привода задамося рядом значень та з виразу визначимо . Для цих значень , знайдемо швидкість переміщення поршня:

Величину R слід змінювати від нуля до максимального значення R _max, при якому швидкість переміщення поршня дорівнює нулю. Всі розрахунки зводимо в табл.5.1.

Таблица 5.1-

Дані отримані при обчисленнях

, кН	, МПа	g w:fareast="RU"/></w:rPr><m:t>Рџ</m:t></m:r></m:sub></m:sSub></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> , м/с
	2,2126	0,12
	1,456	0,108
	0,786	0,08
	0,250	0,050
	0,120	0,035
15,5	0,050	0,022
15,8	0,010	0,010
15,87

За даними обчислень будується графік (рис.5.1).

Рисунок.5.1. - Характеристика навантаження

ВИСНОВКИ

Впроцесі виконання курсової роботи поглибив та розширив знання в області гідравліки, гідромашин і гідроприводу, навчився ухвалювати інженерні рішення, обґрунтовані розрахунками, а також вивчив відповідну науково-технічну літературу, а також виробив навики складання розрахунково-пояснювальної записки.

У роботі мною було виконаго: опис заданої схеми і аналіз її роботи, обґрунтування вибираного тиску, розрахунок параметрів насоса, гідроциліндрів, гідро ліній і вибраної гідроапаратури; обґрунтування і розрахунок діапазону регулювання; розрахунок повного ККД і ефективності використання встановленого гідроциліндра.

 

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1. Андреев А.Ф., Барташевич Л.В., Боглан Н.В. и др. Гидро- пневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи. - Минск: Высшая школа, 1987. 310 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х Т. - 5-е изд., перераб. и доп. Том 3 - М.: Машиностроение, 1980 г. - 559 с.

3. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. - М.: Машиностроение, 1972. - 320 с.

4. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник. 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982. - 423 с.

5. Богданович Л.Б. Гидравлические механизмы поступательного движения: Схемы и конструкции. - М., Киев: МАШГИЗ, 1958. - 181 с.

6. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983. - 301 с., ил.

7. Каверзин С.В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу самоходных машин: Учебное пособие. - Красноярск: ПИК "Офсет", 1997. - 384 с.

8. Лебедев И.И. Объемный гидропривод машин лесной промышленности. - М.: Лесная промышленность, 1986. - 296 с.

9. Лебедев Н.И. Гидропривод машин лесной промышленности. - М.: Лесная промышленность, 1978. - 304 с.

10. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмопривода: Учебник. - М.: Машиностроение, 1991. - 384 с., ил.

11. Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и и гидропривод: Уч. Пособие. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесная промышленность. 1981. - 424с.

12. Осипов П.Е. Муратов В.С. Гидропривод машин лесной промышленности и лесного хозяйства. - М.: Лесная промышленность, 1970. - 312 с.

13. Прокофьев В.Н. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод. М.: Машиностроение, 1969. - 496 с.

14. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М: Машиностроение, 1988. - 512 с.: ил.

15. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / Я.М. Вильнер, Я.Т. Ковалев, Б.Б. Некрасов и др.; Под. ред. Б.Б. Некрасова. - 2-е изд., перераб. и дополн. - Минск: Высшая школа, 1985. - 382 с.

16. Подготовка и оформление рукописей учебной, научной и методической литературы, издаваемой Братским государственным техническим университетом: Методические рекомендации, - 2-е изд. перераб. и доп. - Братск: БрГТУ, 2002. - 37 с.

17. Кононов А.А., Ермашонок С.М. Гидравлика. Гидромашины и гидропривод: Методические указания к выполнению курсовой работы. Братск: БрГТУ, 2003. - 62 с.

 

ГІДРАВЛІЧНА СХЕМА, ГІДРОПРИВОД, ГІДРОНАСОС, ГІДРОЦИЛІНДР, ДІАМЕИР ШТОКУ ГІДРОЦИЛІНДРА, ШВИДКІСТЬ ПОРШНЯ, ГІДРОАПАРАТУРА, ГІДРО ЛІНІЯ, ТИСК РОБОЧОЇ РІДИНИ, ВИТРАТИ РОБОЧОЇ РІДИНИ, ВИТОКИ РОБОЧОЇ РІДИНИ, ККД ГІДРОПРИВОДУ, ЗУСИЛЛЯ В ШТОКАХ, ОБ’ЄМ ГІДРОБАКУ, НАВАТНАЖУВАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГІДРОПРИВОДУ.

 

 

Ізм.

Аркуш

№ документа

Підпис

Дата

Аркушш

Д 0507 43 43.4 994 КР

ЗМІСТ

 

ВСТУП_________________________________________________________6

1.ОПИС ПРИЙНЯТОЇ ГІДРОСХЕМИ ТА ПРИНЦИПУ РОБОТИ

ГІДРОПРИВОДУ____ ____________________________________________8

2. РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ГІДРОПРИВОДУ_______10

2.1. Визначення тисків в порожнинах нагнітання та зливу____________10

2.2. Визначення діаметра поршня силового гідроциліндру____________11

2.3. Вибір гідроциліндра________________________________________13

2.4. Визначення витрат робочої рідини та вибір насосу______________15

2.5. Розрахунок діаметра трубопроводу та швидкості руху рідини ____18

2.6. Підбір гідроапаратури_______________________________________18

2.7. Опис вибраної гідроапаратури_______________________________19

2.8. Визначення дійсних перепадів тиску__________________________23

3. ВИЗНАЧЕННЯ ККД ГІДРОПРИВОДУ___________________________27

4. РОЗРАХУНОК ОБ’ЄМУ ГІДРОБАКУ____________________________28

5. ПОБУДОВА ХАРАКТЕРИСТИКИ НАВАНТАЖЕННЯ

ГІДРОПРИВОДУ_______________________________________________31

ВИСНОВКИ____________________________________________________34

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ_______________________________­­________36

 

ВСТУП

Гідравліка являє собою теоретичну дисципліну, яка вивчає питання, пов'язані з механічним рухом рідини в різних природних і техногенних умовах. Оскільки рідина (і газ) розглядаються як безперервні і неподільні фізичні тіла, то гідравліку часто розглядають як один з розділів механіки так званих суцільних середовищ, до яких прийнято відносити і особливу фізичне тіло–рідина.

Як і в класичної механіки в гидравлике можна виділити загальноприйняті складові частини: гидростатику, що вивчає закони рівноваги рідини; кінематику, що описує основні елементи рухомої рідини і гідродинаміку, що вивчає основні закони руху рідини і розкриває причини її руху.

Гідравліку можна назвати базової теоретичної дисципліною для широкого кола прикладних наук, з допомогою яких досліджуються процеси, що супроводжують роботу гідравлічних машин, гідроприводів. За допомогою основних рівнянь гідравліки і розроблених нею методів дослідження, вирішуються важливі практичні завдання, пов'язані з транспортом рідин і газів по трубопроводах, а також з транспортом твердих тіл по трубах і іншим руслах. Гідравліка також вирішує найважливіші практичні завдання, пов'язані з рівновагою твердих тіл в жидкостях и газах, тобто вивчає питання плавання тел.

Широке використання в практичній діяльності людини різних гідравлічних машин і механізмів ставлять гідравліку до числа найважливіших дисциплін, що забезпечують науково-технічний прогрес.

В данній курсовій роботі ми розглянемо конструкцію приводу будівельного підіймача,не від’ємною ланкою якого є гідропривід.Гідропривід - це сукупність пристроїв, призначених дляприведення в рух машин і механізмів за допомогою гідравлічноїенергії. Обов'язковими елементами гідроприводу є насос ігідродвигуна.

Гідропривід представляє собою свого роду "гідравлічну вставку"між приводним електродвигуном і навантаженням (машиною і механізмом) івиконує ті ж функції, що і механічна передача (редуктор, реміннапередача, кривошипно-шатунний механізм і т.д.). Основне призначеннягідроприводу, як і механічної передачі, - перетворення механічноїхарактеристики приводного двигуна відповідно до вимог навантаження (перетворення виду руху вихідної ланки двигуна, його параметрів, атакож регулювання, захист від перевантажень та ін.).

 

ОПИС ПРИЙНЯТОЇ ГІДРОСХЕМИ ТА ПРИНЦИПУ РОБОТИ

ГІДРОПРИВОДУ

Гідравлічна схема приводу будівельного підйомника представлена на рис.1.1. Схема складається з бака, нерегульованого гідронасосу, чотирьохпозиційного гідро розподільника, дроселя з паралельно підключеним до нього зворотним клапанам, двох гідроциліндрів, фільтру і запобіжного клапана.

Рисунок 1.1.- Гідравлічна схема приводу будівельного підйомника

Принцип роботи гідроприводу згідно вказаній схемі полягає в наступному. З бака робоча рідина (масло) забирається насосом і подається до гідро розподільника. У нейтральному положенні золотника гідро розподільника при працюючому насосі на ділянці трубопроводу між насосом і розподільником починає збільшуватися тиск, при цьому спрацьовує запобіжний клапан і рідина зливається назад в бак. При зміні позиції золотника (нижня позиція на схемі) відкриваються прохідні перетини в гідро розподільника, і рідина через регульований дросель починає поступати в порожнині нагнітання гідро двигунів(поршневі порожнини гідроциліндрів). З штокової порожнини гідроциліндрів масло по гідро лінії зливу проходить через, гідро розподільника, очищаючись фільтром, потрапляє на злив в бак.

Швидкість поступальної ходи штоків гідроциліндрів регулюється дроселями. Реверсування руху штоків здійснюється шляхом перемикання позицій гідро розподільника. При зворотному русі штоків без навантаження їх швидкість не регулюється і залежить від витрати робочої рідини в штокові порожнини. При аварійній зупинці штоків (наприклад, непереборне зусилля) тиск в системі зростає, викликаючи тим самим відкриття запобіжного клапана.