Гидравлический расчет объемного гидропривода

УчасткиДлина участка, l,м Виды местных сопротивлений, м, м82,00,021Вход в трубопровод8420,882,88Резкий поворот32Штуцер293,60,012Обратный клапан452513,0116,61Три штуцера3x2Тройник на проход210100,012Четыре резких поворота4х32Распределитель50Тройник с разделением на

Гидравлический расчет объемного гидропривода

Дипломная работа

Разное

Другие дипломы по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией

Петербургский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по курсу «Гидравлика и гидропневмопривод»

на тему:

Гидравлический расчет объемного гидропривода

 

 

 

 

 

Выполнил: студент заочного факультета

Усольцев С.

Шифр: 08-ПТМ-218

Проверил: доцент Пылаев И.П.

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2011г.

 

Содержание

 

1. Задание и исходные данные для расчета

. Определение расчетных выходных параметров гидропривода

. Назначение величины рабочего давления и выбор насоса

. Определение диаметров трубопроводов

. Определение потерь давления в гидросистеме

. Расчет гидроцилиндров

. Определение внутренних утечек рабочей жидкости, расчет времени рабочего цикла и определения к.п.д. гидропривода

8. Подбор и расчет остальных устройств гидропривода

 

 

1. Задание и исходные данные для расчета

 

Требуется рассчитать гидропривод отвала бульдозера в соответствии с аксонометрической схемой, приведенной на рис. 1.

 

Рис.1. Аксонометрическая схема объёмного гидропривода

 

- бак для рабочей жидкости; 2 - насос; 3 - предохранительный клапан; 4 - гидроцилиндры; 5 - распределитель; 6 - фильтры для очистки рабочей жидкости; 7 - обратный клапан; 8 - 16 - трубопроводы.

 

Вариант номер xy

 

x= 2 y = 8

 

) Длины участков трубопроводов принять равными

 

l8 = х = 2 м

l9,16 = х + 0,2у = 3,6 м

l10,15 = х + у = 10 м

l11,12,13,14 = 0,5 + 0,1у = 1,3 м

) Необходимое усилие на рабочем органе (отвале бульдозера) равно:

 

G = 60 + x + y = 70 кН = 7,0х104 Н

 

) Длина рабочего хода штока гидроцилиндра равна:

 

L = 800 мм = 0,8 м

 

) Время рабочего цикла гидропривода принять равным:

 

t = 18 + х + y = 28 с

 

) В качестве рабочей жидкости принять:

Масло в соответствии со значением «у», считая его от верхней строчки таблицы приложения 5 [1]

Принято масло турбинное 46

Плотность ρ = 920 кг/м3; вязкость ν = (44-48)х10-6 м2/с

 

2. Определение расчетных выходных параметров гидропривода

 

Гидропривод имеет два гидроцилиндра, работающих в одинаковых условиях.

Необходимое усилие на штоке каждого гидроцилиндра

 

 

Принимаем коэффициент запаса по усилию

,

получаем расчетное значение усилия

Fр=kз.у.∙F=1,20∙35=42 kH.

 

Исходя из условий устойчивости, определяем минимальный диаметр штока гидроцилиндра

 

 

где k = 2 - коэффициент, учитывающий заделку концов штока;

E = 2,1∙1011 Па - модуль упругости материала (для стали).

В соответствии с нормалью ОН 22-176-69 принимаем = 50 мм и с учетом L = 800 мм по приложению 2 Методических указаний выбираем φ = 1,65.

Скорость рабочего хода поршня

 

 

где ∆t = 1,0 с - время на переключение распределителя в крайнем положении поршня при ручном управлении.

Принимая коэффициент запаса по скорости равным , получаем расчетное значение скорости рабочего хода поршня

 

 

Расчетная мощность гидропривода составит:

 

Вт ≈4,56 кВт.

гидросистема гидропривод трубопровод гидроцилиндр

 

3. Назначение величины рабочего давления и выбор насоса

 

По величине Fр=42 kH в соответствии с таблицей 1 методических указаний рабочее давление в системе принимаем равным . При этом давлении расчетная производительность насоса составит

 

 

На основе значений p и выбираем насос марки НШ - 32 с числом оборотов n=1100

Производительность насоса равна

 

 

что близко к .

Таким образом, принят насос НШ - 32 с

 

n = 1100 , и

 

Предохранительный клапан в системе настраиваем на давление насоса, т.е.

 

4. Определение диаметров трубопроводов

 

В соответствии со схемой работы гидропривода определяем расходы на участках. Диаметры трубопроводов 11, 12, 13, 14 рассчитываем из условия пропуска половинного расхода насоса, остальные трубопроводы рассчитываем на пропуск расхода насоса.

Внутренний диаметр определяем по формуле

 

,

 

принимая рекомендуемую скорость в трубопроводах в соответствии с таблицей 3 методических указаний

на участке 8 = 1,5 м/с

на участках 9-16 = 5 м/с

Толщину стенок трубопровода определяем по формуле

 

,

 

принимая тяжелый режим работы (k = 6),

(для стали) ≈ 280МПа.

По этим данным в соответствии с рекомендуемыми типоразмерами стальных бесшовных труб выбираем размеры трубопроводов (приложение 4 методических указаний).

По принятому внутреннему диаметру определяем действительную скорость движения жидкости по формуле

 

 

На участке 8:

 

 

На участке 9,10,15,16:

 

,

 

На участке 11,12,13,14:

 

,

 

Результаты вычислений сводим в табл.1

 

Таблица 1

Участки, Q, Размеры трубопроводаv, вычисленныепринятые815052321,1-252,021,01519,10,15,1650052311,51,23162,012,046211,12,13,14500261.58,160,87121,49,2394

Примечание: Во всасывающем трубопроводе (участок 8) толщина стенок расчетом не определялась вследствие незначительной величины действующего в нем давления.

 

. Определение потерь давления в гидросистеме

 

Для определения потерь давления на участках используем метод приведенных длин. Местные сопротивления принимаем в соответствии с аксонометрической схемой стр. 3. Определяем приведенные длины участков, вычисление которых сводим в табл.2

Приближенные значения эквивалентных длин , отвечающих наиболее характерным местным сопротивлениям гидроприводов, определяем на основе таблицы в приложении 6 методических указаний, где указаны диапазоны значений для каждого местного сопротивления.

В качестве рабочей жидкости примем масло турбинное 46 с плотностью ρ=920 кг/м3 и средним коэффициентом кинематической вязкости =4,6∙10-5м2/с.

 

Таблица 2

УчасткиДлина участка, l,м Виды местных сопротивлений, м, м82,00,021Вход в трубопровод8420,882,88Резкий поворот32Штуцер293,60,012Обратный клапан452513,0116,61Три штуцера3x2Тройник на проход210100,012Четыре резких поворота4х32Распределитель50Тройник с разделением на два равных потока20121,30,0092Резкий поворот32460,421,72Штуцер2Выход в гидроцилиндр12141,30,0092Вход в трубопровод8420,391,69Штуцер2Резкий поворот3215100,012Тройник с соединением потоков362002,416163,60,012Три резких поворота3х32Три штуцера3х2Распределитель50Выход в фильтр12

Расчет потерь давления в гидросистеме сведен в таблицу 3, причем расход в подающей линии принят равным подаче насоса, а в сливной линии вычислен по формуле

 

 

с учетом аккумулирующей способности гидроцилиндра и определен равным

 

 

Коэффициент гидравлического трения λ вычислен по формуле А.Д. Альтшуля,

 

 

при эквивалентной высоте шероховатости .

Величину числа Рейнольдса определяем по формуле

 

 

Таблица 3

Участки,мv,,λρ,,кПаПодающая линия: бак - гидроцилиндр80,880,0215241,512,25∙10-514090,0525,4590110275,609,1010,210,0125244,6424750,148125,9296991221,30121,490,00842624,7317660,16228,7410079289,67Сливная линия: гидроцилиндр - бак141,450,00841592,872,25∙10-510710,16328,14901-3710104,4015,169,60,0123182,8114990,149119,23557423,99Фильтр--------100628,39∆p=2144,96

 

. Расчет гидроцилиндров

 

Давление в поршневой полости гидроцилиндра равно

 

 

Необходимая площадь гидроцилиндра составит

 

.

 

Требуемый минимальный диаметр гидроцилиндра равен

 

 

В соответствии с величинами L, φ, и по нормали ОН 22-176-69 подбираем унифицированный гидроцилиндр с параметрами:

L=800мм;

φ=1,65:

d=50мм;

D=80мм

Проверяем выбранный гидроцилиндр на создание требуемого усилия при рабочем ходе.

Сила трения в уплотнениях поршня

 

 

где μ = 0,13 - коэффициент трения для резиновых манжет;

= 7,5 10-3 м = 7,5 мм - ширина рабочей части манжеты, принятая равной половине ширины манжеты при уплотнении по наружному диаметру (=15 мм по приложению 7 методических указаний).

= 5 МПа - контактное давление от деформации усов манжеты при ее монтаже.

Сила трения в уплотнениях штока

 

=

 

где = 6,25 10-3 м = 6,25 мм - ширина рабочей части манжеты, п

Похожие работы

1 2 >