Разработка принципиальной гидравлической схемы. Тепловой расчет гидропривода. Расчет и выбор гидроцилиндра, гидронасоса, гидроаппаратов и гидролиний. Выбор рабочей жидкости. Расчет внешней характеристики гидропривода. Преимущества гидравлического привода.
Аннотация к работе
Около 70 % горных, строительных, дорожных, землеройных, подъемно-транспортных машин и установок оснащенных гидроприводом. Под объемным гидроприводом понимается совокупность устройств, в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин с помощью рабочей жидкости под давлением. Это объясняется такими преимуществами гидропривода как: высокая компактность при небольших габаритах и массе, приходящейся на единицу мощности; возможность реализации больших передаточных чисел; хорошие динамические свойства привода; возможность плавного и широкого регулирования скорости движения исполнительного органа; надежное предохранение приводного электродвигателя от перегрузок; простота преобразования вращательного и поступательного движения друг в друга; высокое быстродействие и малое время разгона подвижных частей; гидропривод легко управляется и автоматизируется.Тех. требования к гидросистеме: насос разгружен дополнительным гидрораспределителем, фиксация промежуточных положений штока двусторонним гидрозамком, фильтр установлен в сливной гидролинии.Расчетное значение диаметра гидроцилиндра D2р,мм определяется по формуле: (3.1) где Р2р - расчетное давление рабочей жидкости на входе в гидроцилиндр, МПА; F2 - усилие на штоке,Н; ?мах - механический КПД гидроцилиндра (рекомендуется принимать ?мах=0,95...0,96). Давление Р2р предварительно принимается равным: (3.2) где Рн - номинальное давление в гидросистеме, МПА. Давление жидкости, возникающее в штоковой полости гидроцилиндра, не учитываем изза его малого значения. 3.1, в которой приведены параметры гидроцилиндров для давлений Рн = 16 и 20 МПА, принимают ближайшее большее значение диаметра D2.Расчетная подача гидронасоса Q1p определяется из условия неразрывности потока жидкости, которое с точностью до утечек в гидролиниях и гидроаппаратуре, что допустимо на стадии предварительного расчета, имеет вид Тогда расчетный рабочий объем гидронасоса Vop, м3 определяют по формуле (3.6) где n - номинальная частота вращения вала насоса, с-1, - объемный КПД гидронасоса, который предварительно можно принять равным ?01 = 0,9...0,95. При выборе типа гидронасоса необходимо в первую очередь учитывать уровень номинального давления.Первоначально необходимо выбрать условия применения гидрофицированной машины или оборудования: при отрицательных температурах; при положительных температурах в закрытых помещениях; при положительных температурах на открытом воздухе. Аксиально-поршневые насосы работают на чистых (тонкость фильтрации 25 мкм) рабочих жидкостях ВМГЗ, МГ-20 или МГ-30 в зависимости от условий применения гидропривода. Технические характеристики этих рабочих жидкостей приведены в табл.Выбор гидроаппаратуры производится, прежде всего, по давлению и расходу рабочей жидкости в точке установки. Из таблиц выбираем гидроаппаратуру. Гидрораспределитель служит для включения, выключения и реверсирования движения штока гидроцилиндра. Выбираем распределитель типа Р-16: Параметры Типоразмер Предохранительный гидроклапан предназначен для защиты гидропривода от давления, превышающего установленное.Расчетный диаметр DP, мм гидролиний определяется по формуле: = (3.9) где Q - расход жидкости на рассматриваемом участке, м3/с Vд - допускаемая скорость движения рабочей жидкости в трубопроводе: для всасывающего трубопровода VД=0,5...1,5 м/с; для сливного Vд=1,5..,2,5 м/с; для напорного при Рн?10 МПА и l<10 м допускаемая скорость VД=5...6 м/с. Определим расчетный диаметр для всасывающего трубопровода: По ГОСТУ принимаем =36 мм. По принятому диаметру определяется действительная скорость, м/с движения жидкости в напорном, сливном и всасывающем трубопроводах: (3.10) Определим действительную скорость движения жидкости во всасывающем трубопроводе: Определим действительную скорость движения жидкости в сливном трубопроводе: Определим действительную скорость движения жидкости в напорном трубопроводе: Расчет гидравлических потерь в напорной гидролииии производится с учетом потерь давления по длине трубопровода ?РТ, потерь давления в местных сопротивлениях трубопровода ?РМ и потерь давления в гидроаппаратах ДРГД. Для определения коэффициента гидравлического трения сначала необходимо определить режим движения жидкости, для чего определяется значение числа Рейнольдса по формулеЭнергия, затраченная на преодоление различных сопротивлений в гидроприводе, в конечном итоге превращается в теплоту, что вызывает нагрев рабочей жидкости и нежелательное снижение ее вязкости. Приближенно считается, что полученная с рабочей жидкостью теплота должна отдаваться в окружающую среду через поверхность бака. (3.23) где Q1 - подача гидронасоса, определенная по формуле (3.7); Р1 - давление гидронасоса, рассчитанное по формуле (3.21); ?1 - полный КПД гидронасоса в соответствии с его технической характеристикой. Полезная мощность, Вт определяется по формулеПрименительно к проектируемому гидроприводу под внешней характеристикой понимают зависимость скорости перемещения штока