Проектирование гидропривода машины

 

Таблица 2.6 – Характеристики распределителей

Рабочий орган	РО1	РО2
Тип распределителя	В	1Р
Диаметр условного прохода, мм	16	32
Расход рабочей жидкости, л/мин: номинальный максимальный	125 240	700 900
Номинальное давление в напорной линии, МПа	32	32
Схема исполнения	с закрытым центром	с открытым центром
Вид управления	Электрическое	электрическое
Упрощенное обозначение	В.E.16.44	1Р.И.32.64

 

2.10 Выбор  фильтров

 

Фильтры выбирают по требуемой тонкости фильтрации (обычно 10…40мкм) и по расходу  жидкости . Пропускная способность фильтровальной установки , л/мин:

 

, (2.26)

 

.

 

Таблица 2.7 – Характеристики фильтров

Марка (тип) фильтра	Количество фильтров	Тонкость фильтрации, мкм	Номинальный расход, л/мин	Суммарный расход, л/мин
1.1.50 – 25	2	25	250	500

 

2.11 Выбор  предохранительных клапанов

 

Предохранительные клапаны выбирают по расходу в защищаемой линии  и по максимальному давлению в  защищаемой линии (оно должно быть не менее желаемого давления настройки). Для первичной защиты гидропередачи  РО1 и РО2 выбран управляемый клапан непрямого действия. Для вторичной  защиты РО1 и РО2 выбраны клапаны  прямого действия .

 

Таблица 2.8 – Характеристики клапанов первичной  защиты по ТУ2-053-5749043-002-88

Параметр	РО1	РО2
	Диаметр условного прохода, мм 30мм
Расход жидкости, л/мин: номинальный максимальный	250 350	250 350
Упрощенное обозначение	30-20-133	30-25-11

 

Давление настройки первичной  защиты

alt="Проектирование  гидропривода машины" width="31" height="25" align="BOTTOM" border="0" />, Па:

. (2.27)

 

гидропередачи РО1:

 

 

гидропередачи РО2:

 

 

Давление настройки вторичной  защиты , Па:

 

. (2.28)

 

гидропередачи РО1:

 

 

гидропередачи РО1:

 

3 Проверочный  статический расчет объемной  гидропередачи

 

3.1 Цели  и условия расчета

 

Цели: определение потерь давления на пути от насосов до гидродвигателей и до бака, вращающих моментов и сил на выходных звеньях гидродвигателей и на рабочих органах, корректировка параметров привода (при необходимости).

Условия: движения рабочих органов установившиеся; температура жидкости равна 20оС.

 

3.2 Расчетная схема. Определение потерь давления

 

В данной работе составляют расчетную  схему и вычисляют потери давления для каждой из гидропередач.

 

Рисунок 2-Расчетная схема к проверочному расчету для первого рабочего органа

РО1

1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,14,15,16,17,18,21,24-соединения. 3,7,8,11,15,16-крестовины и тройники. 1,2,4,6,9,10,12,14,17,18,19,21,22,24-штуцера. L-повороты, колена. 20-теплообменный  аппарат. 23-фильтры. 25-выход в бак.

Рисунок 3-Расчетная схема к проверочному расчету для второго рабочего органа РО2

 

1,2,3,4,5,6,7,9,10,11,12,13,14,17,18,21,24,25,27-соединения. L-повороты, колена.

5,6,10,13,17,18-крестовины, тройники. 1,2,3,4,7,9,11,12,14,16,19,21,22,24,25,27-штуцера. 28-выход в бак. 8,15-распределитель. 23-теплообменный аппарат.26-фильтры.

 

Таблица 3.1 – Характеристики трубопроводов

Характеристики	Участок трубопровода
	Насос - гидромотор		Гидромотор – сливная линия		Сливная линия - бак
	РО1	РО2	РО1	РО2	РО1	РО2
Длина трубопровода  , м	6	6	6	6	6	6
Условный проход d, мм	23	35	23	35	60	60
Количество штуцеров	4	5	2	2	7	7
Количество крестовин и тройников	3	3	1	1	2	2
Количество колен	4	12	3	4	-	3

 

Линейные потери давления , Па:

 

,(3.1)

где - коэффициент гидравлических потерь, который зависит от режима течения;

- длина трубопровода, м;

- плотность жидкости, кг/м3 (для ВМГЗ  );

- диаметр трубопровода, м;

- скорость жидкости в трубопроводе, м/с:

 

(3.2)

 

Коэффициент гидравлических потерь :

 

, если  <2320; (3.3)

, если  >2320, (3.4)

 

где - число Рейнольдса:

 

, (3.5)

 

где - коэффициент кинематической вязкости жидкости при температуре +200 С, м2/с (для ВМГЗ ).

Линейные потери на участке насос  – гидродвигатель для РО1:

 

,

,

,

, , , .

 

Линейные потери на участке насос  – гидродвигатель для РО2:

 

,

,

,

, , , .

 

Линейные потери на участке гидродвигатель - сливная линия для РО1

 

,

,

,

, , , .

 

Линейные потери на участке гидродвигатель - сливная линия для РО2

 

,

,

,

, , , .

 

Линейные потери на участке сливная  линия – бак:

 

,

,

,

, , , .

Местные потери , Па:

, (3.6)

где - коэффициент местного сопротивления.

 

Таблица 3.2 – Коэффициенты местного сопротивления

Сопротивление
Штуцер	0,1
Тройник	0,2
Крестовина	0,2
Выход сливного трубопровода в бак	1
Колено	0,3
Распределитель	20
Теплообменный аппарат	50
Фильтр	50

Расчет местных потерь для РО1:

 

,

,

.

 

Расчет местных потерь для РО2:

 

,

,

.

 

Результаты расчетов всех потерь давления сведены в таблицу 3.3

 

Таблица 3.3 – Характеристики участков гидропередачи. Результаты расчетов потерь давления

Участок	l, м		d, м	, м/с	R		МПа		, МПа	МПа
Насос – гидродвигатель	6	РО1	23	4,1	3493	0,0412	0,077	22,2	0,159	0,246
		РО2	35		5315	0,0371	0,045	24,7	0,176	0,221
Гидродвинатель-сливная линия	6	РО1	23	4,1	3493	0,0412	0,077	21,3	0,152	0,229
		РО2	35		5315	0,0371	0,045	21,6	0,154	0,199
Сливная линия-бак	6	РО1	60	2	4444	0,0388	0,007	152,1	0,259	0,266
		РО2						153	0,260	0,267
Сумма потерь давления для РО1 МПа, для РО2 МПа.

 

3.3 Вращающие  моменты и силы на выходных  звеньях гидродвигателей

 

Вращающий момент на валу гидромотора  , Н.м:

 

; (3.7)

 

сила на штоке при выдвижении , Н:

 

,(3.8)

 

где - гдромеханический КПД гидромотора;

qм – рабочий объем гидромотора;

- номинальное давление в напорной  линии;

- сумма потерь давления от  насоса до гидромотора и гидроцилиндра;

- сумма потерь давления от  гидромотора и гидроцилиндра  до бака;

D – диаметр поршня гидроцилиндра;

d – диаметр штока гидроцилиндра;

- гдромеханический КПД гидроцилиндра  ( ).

 

,

Условия:

 

, (3.9)

. (3.10)

 

Проверка условий (3.9) и (3.10):

 

,

 

Условие (3.9) нарушено на 1%,а условие (3.10) на 5%.

 

Таблица 8 – Заданные и полученные характеристики приводов

РО			Относительное отклонение
	Задано	Получено
РО1	24 кВт	23,7 кВт	1%
РО2	79,64 кВт	83 кВт	5%

 

4 Расчет  параметров тепловой защиты гидропередачи

 

4.1 Исходные  данные расчета

 

Желаемая установившаяся температура  жидкости Туст = +50оС, температура воздуха  Тв = +20оС. Гидропередача работает в  непрерывном режиме. Мощность на входе  насоса кВт первого рабочего органа РО1и кВт. ГП в предремонтном состоянии.

 

4.2 Параметры  бака

 

Выбор бака производен из условия  отстоя и успокоения жидкости. Этим условиям удовлетворяет бак, объем  которого примерно на 25% больше объема жидкости, перекачиваемой всеми насосами за 1-2 минуты (60-120 секунд).

 

, (4.1),

Площадь бака:

, (4.2)

.

 

4.3 Параметры  теплообменного аппарата

 

Площадь теплообменного аппарата АТ вычислена из условия получения  желаемой установившейся температуры  МГ:

 

Ту = Тв + 0,95 РП / (kТ АТ + ε kБ АБ ) , (4.3)

где k – коэффициент теплопередачи, kТ = 30 Вт/(м2·оС), kБ = 10 Вт/(м2·оС);

A – площадь поверхности, м2;

ε ≈ 2 – коэффициент, учитывающий  площади других элементов(трубопроводов, распределителей и т.д.);

Тв – температуры воздуха, оС;

РП – мощность теплового потока, поступающего в гидропередачу, кВт.

 

, (4.4)

 

где kВ – коэффициент использования  передачи по времени в течение  смены (принят kВ = 0,8);

η – полный КПД передачи;

Рвх – номинальная мощность передачи.

 

, (4.5)

 

где – полный КПД насоса;

– полный КПД гидродвигателя;

– КПД, учитывающий потери механической мощности на пути насос – гидродвигатель – бак.

 

. (4.6)

 

Для первого рабочего органа РО1:

 

,

.

Для второго рабочего органа РО2:

 

,

.

 

КПД всей гидропередачи:

 

.

 

С учетом износа аппаратов гидропередачи  КПД понижен на 20%, т.е. η=0,61(1-0,2) = 0,50.

 

.

, (4.7)

.

 

4.4 Производительность  вентилятора

 

Производительность вентилятора  определена из равенства мощностей  тепловых потоков, отдаваемой МГ и получаемой воздухом:

 

cρQ(TTвх – TTвых) = cв ρв Qв (Tввых  – Tв), (4.8)

 

где (ТТвх - ТТвых) – разность температуры  РЖ на входе и выходе АТ;

с, r и Q – удельная теплоемкость, плотность  и расход МГ (с » 2000 Дж/(кг°ЧС); r » 855 кг/м3);

Tввых - Tв – разность температуры воздуха на выходе и входе АТ;

св, rв и Qв – удельная теплоемкость, плотность и искомый расход воздуха (св » 1010 Дж/(кг°ЧС); rв » 1,2 кг/м3).

Величина (ТТвх - ТТвых) вычислена из условия, чтобы АТ рассеивал приходящуюся на его долю мощность теплового потока РТ = РП – РБ+Э :

cρQ (ТТвх - ТТвых) = РП - ε kБ АБ (Ту - Тв), (4.9)

 

.

 

Температура воздуха на выходе Tввых принята 30˚C.

 

, (4.10)

Список  литературы

 

Мокин Н.В. «Объемный гидропривод», метод. указания по выполнению курсовой работы. Н., 1999. 39с.

Мокин Н.В. «Гидравлические и пневматические приводы».

Н. 2004. 353с.

3. СТП СГУПС 01.01 – 2000 «Курсовой  и дипломный проекты. Требования  к оформлению». Н. 2000. 40с.