Выбор рабочей жидкости манипулятора. Расчет мощности и подачи насосов. Определение параметров распределителя. Выбор регулирующей и направляющей гидроаппаратуры. Расчет диаметров трубопроводов, потерь давления во всасывающем трубопроводе. Выбор фильтров.
Выбор рабочей жидкости Расчет мощности и подачи насосов Выбор регулирующей и направляющей гидроаппаратуры.
План
Содержание
Введение
Выбор рабочей жидкости
Расчет мощности и подачи насосов
Выбор распределителя
Выбор регулирующей и направляющей гидроаппаратуры
Расчет диаметров трубопроводов
Расчет потерь давления во всасывающем трубопроводе
Выбор фильтров
Определение объема и площади теплоотдачи гидробака
Тепловой расчет гидропривода
Список литературы
Введение
Устройство и работа манипулятора.
Манипулятор МА-100 представляет собой подъемный механизм, обеспечивая грузовой момент не менее 100 КНМ.
Устойчивость транспортного средства, на котором установлен манипулятор, и снижение нагрузок, действующих на транспортное средство при работе манипулятора, обеспечивается аутригерами.
Поворот колонны в горизонтальной плоскости осуществляется механизмом с реечным зацеплением.
В верхней части колонны шарнирно закреплена стрела.
Подъем и опускание стрелы осуществляется гидроцилиндром.
Стрела шарнирно соединена с рукоятью. Вращение рукояти осуществляется гидроцилиндром через тяги.
Внутри рукояти размешен удлинитель. К удлинителю посредством подвески присоединен грейфер с ротатором.
Для фиксации рукояти и грейфера в транспортном положении на стреле имеется крюк, а на грейфере скоба.
Стенд испытательный СГИ-2 может использоваться в качестве автономного источника энергии для привода иных гидравлических устройств, имеющих собственную гидроаппаратуру управления потоком рабочей жидкости и защиты от перегрузок, при давлении указанном в паспорте стенда.
Объемные гидропередачи на колесных и гусеничных машинах имеют следующие преимущества перед механическими трансмиссиями: - бесступенчатое регулирование скорости передвижения;
- плавную передачу крутящего момента;
- возможность исключения коробки передач и всей механической трансмиссии (карданный вал, задний мост, бортовые редукторы);
- свободную компоновку агрегатов гидропередачи на машине;
- простоту реверсирования и легкость автоматизации управления скоростью движения и реверсированием;
- возможность торможения без использования двигателя и специальных тормозных устройств;
- простоту устройств предохранения двигателя от перегрузок;
- стабильный крутящий момент при малой угловой скорости;
- широкую унификацию гидрооборудования.
Это позволяет на 25-30% повысить производительность мобильных машин, а долговечность их при работе на номинальных режимах достигает 10000 ч.
Объемные гидропередачи применяются на погрузчиках, автогрейдерах, экскаваторах, колесных и гусеничных тягачах, катках, тракторах, комбайнах и других машинах.
Выбор рабочей жидкости
Жидкость в гидроприводе предназначена для передачи энергии и надеждой смазки его подвижных элементов. Жидкость подвергается воздействию в широких пределах давлений, скоростей и температур.
При выборе рабочей жидкости необходимо принимать во внимание следующие рекомендации: - минеральные масла с вязкостью 20-40 ССТ при 50°С применяют для гидравлических систем с давлением до 7 МПА; для давлений до 20 МПА используют масла с вязкостью 60-110 ССТ; для давлений до 60 МПА выбирают рабочую жидкость с вязкостью 100-175 ССТ;
- применение смеси масел в системах с высоким рабочим давлением не рекомендуется;
- температура застывания масла должна быть на 15-20° ниже минимальной рабочей температуры гидросистемы;
- в гидроприводах, работающих в условиях низких температур обычно применяют морозостойкие рабочие жидкости у которых температура застывания ниже -60° С;
Принимаем рабочую жидкость для работы в условиях высокой температуры.
(М-10В2) ГОСТ 8581-78 плотность при равна 930 вязкость при равна при равна
Температура застывания -150С
Температура вскипания 1900С
Расчет мощности гидронасоса.
По известной подаче и выбираемому из технических характеристик рабочему объему насоса определяем число оборотов вала:
Где: D-диапазон регулирования равный 2.4
Z-число одновременно работающих насосов n-число оборотов в минуту
Выберем насос 311.25 его параметры практически совпадают с расчетными.
По мощности гидронасоса выбираем асинхронный электромотор с короткозамкнутым ротором серии АИР 132S4
Выбор распределителя
Тип и марку распределителя выбирают по номинальному давлению, расходу жидкости (подаче) и количеству гидродвигателей. Для гидроприводов, работающих в тяжелом и весьма тяжелом режиме эксплуатации (Рном=20 МПА), обычно выбирают секционные и моноблочные распределители.
Максимальное усилие на перемещение золотника Рном, Н. 350
Выбор регулирующей и направляющей гидроаппаратуры
Устанавливаем блок подпиточных и предохранительных клапанов, он предназначен для исключения кавитационных явлений в гидроматоре с одновременным ограничением давления в его напорной линии.
Устанавливаем блок подпиточных и предохранительных клапанов типоразмера 521.20
Таблица 2. Техническая характеристика
Давление, МПА: минимальное 5 максимальное 32
Условный проход, мм 20
Расход жидкости, л/мин 160
Масса, кг 8,7
Расчет диаметров трубопроводов
Для этого зададимся скоростями потока жидкости: в напорном трубопроводе - 3,8 м/с;
в сливном трубопроводе - 1,5 м/с;
во всасывающем трубопроводе - 1 м/с.
, м где, - величина потока жидкости через трубу, [м3/с];
- скорость потока жидкости, [м/с].
В соответствии с ГОСТОМ 16516-80 выбираем стандартные диаметры трубопроводов, которые используем в дальнейших расчетах: =
=
=
Площади сечений в напорном, сливном и всасывающем трубопроводах находим по формуле:
Теперь уточним действительные скорости потока жидкости в напорном, сливном и всасывающем трубопроводах, по формуле:
где: - величина потока жидкости через трубу, [м3/с];
- диаметр трубы, [м].
Расчет потерь давления в трубопроводе.
Расчеты для рабочей жидкости ( летнее масло М-10В2)
Расчет будем вести по уравнению Бернулли: , Па где: - атмосферное давление - 101325 [Па];
- плотность жидкости - 865 [кг/м3];
( определяется по графику зависимости плотности рабочих жидкостей от температуры);
- ускорение свободного падения - 9,8 [м/с2];
- высота всасывания, [м];
- скорость потока жидкости во всасывающем трубопроводе, [м/с];
- коэффициент местных сопротивлений всасывающего трубопровода;
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние вязкости жидкости на местные потери ;
( определяется по графику зависимости поправочного коэффициента от числа Рейнольдса);
- коэффициент трения жидкости о стенки всасывающего трубопровода:
где: - число Рейнольдса, определяется:
Где: - скорость потока жидкости во всасывающем трубопроводе, [м/с];
- диаметр всасывающего трубопровода, [м];
- коэффициент кинематической вязкости, [м2/с];
( определяется по графику зависимости вязкости рабочих жидкостей от температуры);
при t= 20 2
Общая величина потерь давления может быть определена как сумма потерь в отдельных элементах гидросистемы:
Где: - суммарные путевые потери давления на прямолинейных участках трубопровода;
- суммарные местные потери давления в изгибах трубопроводов, штуцерах, переходниках, тройниках.
- суммарные потери давления в гидрооборудовании
Определим путевые потери давления на прямолинейных участках трубопровода: А) для напорного трубопровода:
где: - плотность жидкости [мг/м3];
- длина напорного трубопровода, [м];
- диаметр напорного трубопровода, [м];
- скорость потока жидкости в напорном трубопроводе, [м/с];
- коэффициент трения жидкости о стенки напорного трубопровода: (при ламинарном режиме), где
- число Рейнольдса, определяется:
Где: - скорость потока жидкости в напорном трубопроводе, [м/с];
- диаметр напорного трубопровода, [м];
- коэффициент кинематической вязкости, [м2/с].
В) для сливного трубопровода:
где: - плотность жидкости [мг/м3];
- длина сливного трубопровода, [м];
- диаметр сливного трубопровода, [м];
- скорость потока жидкости в сливном трубопроводе, [м/с];
- коэффициент трения жидкости о стенки сливного трубопровода: (при ламинарном режиме), где
- число Рейнольдса, определяется:
Где: - скорость потока жидкости в сливном трубопроводе,[м/с];
- диаметр сливного трубопровода, [м];
- коэффициент кинематической вязкости, [м2/с].
Получаем:
Определим местные потери давления в изгибах трубопроводов, штуцерах, переходниках, тройниках: А) для напорного трубопровода:
где: - плотность жидкости [мг/м3];
- коэффициент местных сопротивлений в напорном трубопроводе;
- коэффициент местных сопротивлений золотникового распределителя;
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние вязкости жидкости на местные потери в напорном трубопроводе ;
- скорость потока жидкости в напорном трубопроводе, [м/с].
В) для сливного трубопровода:
где, - плотность жидкости [мг/м3];
- коэффициент местных сопротивлений в сливном трубопроводе;
- коэффициент местных сопротивлений в фильтре;
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние вязкости жидкости на местные потери в сливном трубопроводе;
- скорость потока жидкости в сливном трубопроводе, [м/с].
.
Суммарные потери давления в сливной гидролинии мотора:
Выбор фильтров гидропривод манипулятор трубопровод насос
Выбор унифицированных фильтров осуществляется по номинальному потоку жидкости и требуемой номинальной тонкости фильтрации.
Номинальный поток через фильтр при вязкости рабочей жидкости (20-30)10-6 м2/с, л/мин 36
Номинальное давление, МПА 20
Номинальный перепад давления при номинальном потоке и вязкости рабочей жидкости не более 30*10-6 м2/с, МПА - Перепад давления на фильтре при открывании переливного клапана, МПА 21
Масса сухого фильтра, кг 16
Определение объема и площади теплоотдачи гидробака
Выбор вместимости гидробака и определение площади теплоизлучающих поверхностей.
На основании рекомендации п. 5.14 и ГОСТ 12448-80 (табл.14) выбираем вместимость гидробака 100л, для которого определяем площадь теплоотдачи: .
Определим площадь теплоизлучающих поверхностей гидропривода:
Значение берем из табл.73.
Тепловой расчет гидропривода
Тепловой расчет выполняется с целью установления условий работы гидропривода, уточнения объема гидробака и поверхности теплоотдачи, а также выявления необходимости применения теплообменника.
Количества тепла, получаемое в единицу времени, соответствует потерянной в гидроприводе мощности и может быть определено по формуле:
где: - общий КПД гидропривода;
- мощность привода насоса, [Вт];
- коэффициент продолжительности работы под нагрузкой 0.9;
- коэффициент использования номинального давления 0.7
Определим суммарную площадь теплоизлучающих поверхностей гидропривода:
где: - площадь гидробака [м2].
Найдем максимальную установившуюся температуру рабочей жидкости, которая достигается гидроприводом через два-три часа после начала эксплуатации и не зависит от времени:
Найдем максимальную установившуюся температуру рабочей жидкости, которая достигается гидроприводом через два-три часа после начала эксплуатации и не зависит от времени:
где: - количества тепла, получаемое в единицу времени, [Вт];
- приближенное значение коэффициента теплоотдачи-[Вт/м2];
- суммарная площадь теплоизлучающих поверхностей гидропривода-[м2];
- максимальная температура окружающего воздуха ( 20)?С.
Так как установившаяся температура рабочей жидкости на 75?С превышает допустимую, то в гидроприводе манипулятора МА-100 необходимо применить теплообменник, площадь которого:
Теперь определим текущую температуру рабочей жидкости в гидроприводе
Через 3600с после начала работы: .
Таблица 9. Зависимость температуры раб. жидкости от продолжительности работы ?, с 1200 2400 3600 4800 6000 7200 10800 тж,С 31.3 41.6 51 59.5 67.3 74.3 91.9
Список литературы
1. С. В. Каверзин. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу самоходных машин: Учеб. Пособие.- Красноярск: ПИК «Офсет», 1997.-384с.
2. Стандарт технического предприятия.
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
