Гидродинамический привод - Курсовая работа

Гидропривод - совокупность устройств или гидромашин и гидроаппаратов, предназначенных для передачи механической энергии и преобразования движения при помощи жидкости. По принципу действия гидромашин гидроприводы делятся на объемные и гидродинамические. Принцип действия простейшего объемного гидропривода основан на практической несжимаемости капельной жидкости и передаче давления по закону Паскаля. Поршень цилиндра 1 под действием силы F1 перемешается вниз, вытеснял жидкость из цилиндра 1 в цилиндр 2.Учитывая потери в системе, принимаем давление в гидроцилиндре, исходя из условия: Рц =(0,9... Полученное значение Рц округляем до ближайшего значения по ГОСТ (Прил., табл.Требуемая площадь гидроцилиндра 5 при действии расчетной нагрузке F = 56 КН (по условию), составит: S = F / РЦ = 56000/(10 · 106) = 0,0056 м2= 56 см3. Значение диаметра гидроцилиндра округляем до ближайшего большего по ГОСТ значения (Прил., табл.Диаметр штока d поршня выбираем в зависимости от давления в цилиндре и от внутреннего диаметра цилиндра (Прил., табл. 3).d=0,7·D=0,7·90=63 мм.Длина хода поршня L определяется из условия: L=6·D

Тогда, L=6·90=54 см.Расчетный расход жидкости во всех одновременно работающих цилиндрах (согласно выбранной схемы, расчет ведется для одного цилиндра) равен:Qp=? (2D2-d2) где ?/4(2D2-d2) - рабочий объем камеры двухстороннего действия (двойной ход поршня за один оборот вала); тц - время цикла работы цилиндра.Действительная подача насоса определяется с учетом потерь по формуле: Qн=(1,05 … 1,10) QpПо расчетным значениям расхода Qн и давления Рн выбираем насос - НШ 10Е-2 (Прил., табл.В предварительных расчетах рекомендуется выбирать рабочую жидкость в зависимости от давления Р„ в гидросистеме, при этом определяется значение кинематической вязкости жидкости: при РН <7,0 МПА V = 0,1 ...Гидролинии предназначены для подачи рабочей жидкости от гидробака к гидроцилиндру и обратно и состоят из всасывающего, нагнетательного и сливного трубопровода. Рекомендуются следующие скорости V движения жидкости в трубопроводах: всасывающий - 1,0 ...Расчетная толщина стенок трубопроводов определяется исходя из условия прочности: ?р=k·Рн·dp/2·[?], где k - коэффициент запаса прочности, учитывающий пиковые нагрузки, равный 2 … 6,[?] - допускаемое напряжение материала, для стального трубопровода [?]=100МПА.Внутренний диаметр трубопроводов определяется по формуле: dвн=dн-2·?, полученные размеры трубопроводов сводят в таблицу 1.Действительная скорость движения жидкости рабочей жидкости определяется по формуле: Vd`=4·Q/?Потери давления в гидросистеме складываются: из гидравлических потерь в трубопроводах (потерь по длине и местных потерь) и потерь за счет установленной на них арматуры.Потери давления по длине трубопровода ?Pl определяются по формуле Вейсбаха - Дарси: ?Pl=?·l/ dвн /2·p, где l - длина участка трубопровода, м; dвн - внутренний диаметр трубопровода, м; р - плотность рабочей жидкости,кг/ ; ? - коэффициент гидравлического трения, зависящий от режима движения жидкости, и определятся по критерию Рейнольдса Re: Re= Vд·dвн/?, где, v - кинематическая вязкость рабочей жидкости, /с. Режим движения жидкости определяется из условий: если Re<2320,то режим движения жидкости ламинарный, ?=75/ Re; если Re>10000, то режим движения турбулентный , зоны доквадратичная и квадратичная, где коэффициент гидравлического трения равен: ?=11· , где ?э шероховатость стенок труб, принимает для стальных труб ?э= 0,04 мм.Потери давления от местных сопротивлений можно оценить по эмпирической формуле: ?Рм =0,1·?Pl, Определим потери давления от местных сопротивлений по эмпирической формуле: Всасывающая линия - ?Рм =0,1·4,9 = 0,49 КПА;Потери давления изза гидроарматуры ?РГА, установленной в трубопроводах определяются согласно табличным данным (Прил., табл. Потери давления изза гидроаппаратуры ?РГА составят: Гидродроссель - 200 КПА; Результаты расчета потерь давления в трубопроводах сводятся в таблицу 2.Давление в цилиндре определяется по формуле: Рц=Рц - ??Р, где ??Р - потери давления в нагнетательной системе.Расчет диаметра штока d, длина хода поршня, толщины стенок цилиндра, осуществляется согласно пункта 1 данного раздела.Выбранные гидроцилиндры необходимо проверить на создание требуемого усилия при рабочем ходе с учетом трения и противодавления по уравнению равновесия поршня: Fp=Fl - Fn - Fщ - Fc, где Fl - сила давления рабочей жидкости на поршень, равна Fl=(?· /4·Рц); Fn - Fщ - сила трения в уплотнениях поршня и штока, соответственно; Fc - сила сопротивления движению поршня с обратной стороны, Fc = - )/4] ·?Рсл; Для уплотнения поршня и штока обычно применяют манжеты. Усилие трения в манжетных уплотнениях равно: Fm (п,ш) = ?·dm·f·?bm·Рц, где dm - диаметр манжеты, (D или d); f-коэффициент трения, если материал кожа f = 0,007 резина f = 0,01; ?bm - общая ширина манжетного уплотнения, для поршня - две резиновые манжеты, для штока - три кожаные манжеты.

Содержание

Введение

Расчетная часть

1. Предварительный расчет гидроцилиндра

1.1 Определение давления в цилиндре

1.2 Определение размеров гидроцилиндра

1.2.1 Диаметр гидроцилиндра

1.2.2 Диаметр штока поршня

1.2.3 Длина хода поршня

2. Подбор насоса

2.1 Определение подачи насоса

2.1.1 Расход жидкости

2.1.2 Подача насоса

2.2 Выбор насоса

3. Подбор рабочей жидкости

4. Расчет гидролиний

4.1 Определение диаметра трубопроводов

4.2 Толщина стенок трубопроводов

4.3 Расчетные параметры трубопроводов

4.4 Определение действительной скорости жидкости

5. Определение потерь давления в гидросистеме

5.1 Определение потерь давления по длине трубопровода

5.1.1 Всасывающая линия -1-2

5.1.2 Нагнетательная линия - 2-2-4-5-6

5.1.3 Сливная линия -7-8-9-10-11

5.2 Определение потерь давления изза местных сопротивлений в трубопроводах

5.3 Определение потерь давление изза установки гидроарматуры в трубопроводах

6. Окончательный расчет гидроцилиндра

6.1 Определение давления и диаметра цилиндра

6.2 Определение параметров гидроцилиндра

7. Определение рабочего усилия в гидроцилиндре

8. Расчет объемных потерь в гидросистеме и времени рабочего цикла

8.1 Определение объемных потерь в гидросистеме

8.2 Определение действительного количества рабочей жидкости

8.3 Определение действительного времени рабочего цикла

9. Расчет коэффициента полезного действия гидропривода

9.1 Полезная мощность

9.2 Мощность затраченная

9.3 Коэффициент полезного действия гидропривода

10. Подбор вспомогательных устройств

Теоретическая часть

Список литературы давление гидроцилиндр давление трубопровод

Гидропривод - совокупность устройств или гидромашин и гидроаппаратов, предназначенных для передачи механической энергии и преобразования движения при помощи жидкости.

По принципу действия гидромашин гидроприводы делятся на объемные и гидродинамические.

Гидродинамический привод состоит из лопастных гидромашин - насосного и турбинного колес, предельно сближенных друг с другом и расположенных соосно. Гидропривод, содержащий объемные гидромашины, называется объемным. Принцип действия простейшего объемного гидропривода основан на практической несжимаемости капельной жидкости и передаче давления по закону Паскаля. Простейший объемный гидропривода (рис. 1.) состоит из цилиндров 1 и 2, которые заполнены жидкостью и соединяются трубопроводом. Поршень цилиндра 1 под действием силы F1 перемешается вниз, вытеснял жидкость из цилиндра 1 в цилиндр 2. Если пренебречь потерями давления в системе, то давление в цилиндрах 1 и 2 будет одинаковым: p=F1/ S1 =F2/ S2, где S1 S2 - площади поршней цилиндров 1 и 2. Из условия непрерывности можно записать, Q=V1·S1=V2·S2, где V - скорость перемещения жидкости.

Мощность, затрачиваемая на перемещение поршня в цилиндре 1, выражается соотношением:

N=F1·V1=p·S1·V1=p·Q=F2·V2, F2·V 2 - мощность, развиваемая поршнем цилиндра 2, т.е. работа выходного звена системы, отнесенная к единице времени; Р·Q - мощность потока жидкости.

Рис.1. Схема простейшего объемного гидропривода

Расчетная часть