Курсовая работа - Гидравлический привод траншейного экскаватора (на укр. языке)
Подождите немного. Документ загружается.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра автомобілів та технологій їх експлуатації
КУРСОВА РОБОТА
з дисципліни «Гідравліка, гідро- та пневмоприводи»
Гідравлічний привод траншейного екскаватора
АВ-67.Х.34.ХХХ
Керівник: Виконав:
аспірант Огій О.В. студент Стаценко О.Є.
гр. АВ-67
зал. книжка №ХХХ34
_______________________
(особистий підпис студента)
Захищено з оцінкою:
____________________
____________________
(особистий підпис керівника)
«___» ________ 2009 р.
Черкаси 2009
2
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Зміст
Завдання на курсову роботу 3
Вступ 4
1. Опис прийнятої гідросхеми і принципу роботи гідроприводу 5
2. Розрахунок основних параметрів гідроприводу 6
2.1. Визначення тиску в порожнинах нагнітання і зливу і визначення діаметру
поршня силового гідроциліндра 6
2.2. Визначення діаметру поршня силового циліндра 7
2.3. Вибір гідроциліндра 8
2.4. Визначення витрати робочої рідини і вибір насоса 10
2.5. Розрахунок діаметру трубопроводу і швидкості руху рідини 12
2.6. Підбір гідроапаратури 12
2.7. Опис вибраної гідроапаратури 13
2.8. Визначення дійсних перепадів тиску 18
3. Визначення ККД гідроприводу 21
4. Розрахунок об'єму гідробака 22
5. Побудова характеристики навантаження гідроприводу 25
Список рекомендованої літератури 29
3
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Завдання на курсову роботу «Розрахунок гідравлічного приводу траншейного
екскаватора»
Студента гр. АВ-67 Стеценка О.Є.
Момент на валу гідромотора М
кр
= 30 Н
м
Число обертів вала гідродвигуна, n=1200 об/хв
Час робочого ходу t
Р
= 4с
Відношення часу холостого ходу до робочого t
X
/t
P
=5
Довжина трубопроводу l
1
=5 м
Довжина трубопроводу l
2
=52 м
Мастило І-12
Завдання видано «___»_________2009р
Керівник __________
4
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Вступ
Гідропривід - це сукупність пристроїв, призначених для приведення в рух
машин і механізмів за допомогою гідравлічної енергії. Обов'язковими
елементами гідроприводу є насос і гідродвигун.
Основне призначення гідроприводу, як і механічної передачі, -
перетворення механічної характеристики приводного двигуна відповідно до
вимог навантаження (перетворення виду руху вихідної ланки двигуна, його
параметрів, а також регулювання, захист від перевантажень і ін.).
Приводним двигуном насоса можуть бути електродвигун, дизель, ДВС та
інші, тому іноді гідропривід називається відповідно електронасосний,
дизельнасосный і так далі
До основних переваг гідроприводу відносяться: можливість
універсального перетворення механічної характеристики приводного двигуна
відповідно до вимог навантаження; простота управління і автоматизації;
простота оберігання приводного двигуна і виконавських органів машин від
перевантажень; широкий діапазон безступінчатого регулювання швидкості
вихідної ланки; велика передавана потужність на одиницю маси приводу;
надійне мастило поверхонь, що труться, при застосуванні мінеральних масел
як робочі рідини.
До недоліків гідроприводу відносяться: витоки робочої рідини через
ущільнення і зазори, особливо при високих значеннях тиску; нагрів робочої
рідини, що у ряді випадків вимагає застосування спеціальних
охолоджувальних пристроїв і засобів теплового захисту; нижчий ККД (по
приведених вище причинах), ніж у зіставних механічних передач;
необхідність забезпечення в процесі експлуатації чистоти робочої рідини і
захисту від проникнення в неї повітря; пожежобезпечність у разі
застосування горючої робочої рідини.
При правильному виборі гідросхем і конструюванні гідровузлів деякі з
перерахованих недоліків гідроприводу можна усунути або значно зменшити
їх вплив на роботу машин. Тоді переваги гідроприводу перед звичайними
механічними передачами стають такими істотними, що в більшості випадків
перевага віддається саме йому.
Зараз важко назвати область техніки, де б не використовувався
гідропривід. Ефективність, великі технічні можливості роблять його майже
універсальним засобом при механізації і автоматизації різних технологічних
процесів.
5
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
1. Опис прийнятої гідросхеми і принципу роботи гідроприводу
Гідравлічна схема приводу повороту траншейного екскаватора дана на
рис.1. Схема складається з бака, нерегульованого гідронасоса, запобіжного
клапана, трипозиційного гідророзподільника, двох гідродвигунів,
регульованого дроселя і фільтру.
Рис.1. Схема гідравлічного приводу траншейного екскаватора
Принцип роботи вказаного гідроприводу згідно схеми наступний. З бака
робоча рідина (мастило) забирається насосом і подається до
гідророзподільника. Запобіжний клапан оберігає систему від надмірного
тиску. У нейтральному положенні золотника гідророзподільника при
працюючому насосі на ділянці трубопроводу між насосом і розподільником
починає збільшуватися тиск, при цьому спрацьовує запобіжний клапан і
рідина зливається назад в бак. При зміні позиції золотника (нижня позиція на
схемі) відкриваються прохідні перетини у гідророзподільника і рідина
починає поступати в порожнини паралельно розташованих гідродвигунів.
При верхній позиції золотника (на схемі) мастило по гідролінії зливу
проходить через гідророзподільник, регульований дросель, очищаючись
фільтром, потрапляє на злив у бак.
6
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
2. Розрахунок основних параметрів гідроприводу
2.1. Визначення тиску в порожнинах нагнітання і зливу і визначення
перепаду тиску на гідродвигуні
Згідно схемі гідроприводу складемо рівняння для тиску в порожнинах
нагнітання гідродвигунів P
1
і в порожнинах зливу P
2
. Для цього складемо
схему розподілу тиску в гідросистемі .
Рис.2. Схема розподілу тиску в гідросистемі
Рівняння тиску P
1
і P
1
запишемо у вигляді:
P
1
= P
H
- ΔР
зол1
- ΔР
1
P
2
= ΔР
зол2
+ ΔР
2
+ ΔР
ДР
+ ΔР
Ф
P
1
-
де тиск в порожнині нагнітання гідродвигуна, Мпа;
P
2
- тиск в порожнині зливу гідродвигун
а, Мпа;
P
H
- тиск, що розвивається насосом, Мпа;
ΔР
зол 1
і ΔР
зол 2
- перепади тиску на гідророзподільнику, Мпа;
ΔP
1
і ΔP
2
- перепади тиску в трубах l
1
і l
2
, Мпа;
ΔР
др
- перепад тиску на дроселі, Мпа;
ΔР
ф
-
перепад тиску на фільтрі, Мпа.
7
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Приймаємо робочий тиск в гідросистемі, тобто тиск, що розвивається
насосом P
H
=6,3 МПа. Перепади тиску на золотнику, дроселі і фільтрі
приймемо [1, ст.16, табл.2.1] таким чином:
ΔР
зол 1
=ΔР
зол 2
= 0,2 МПа;
ΔР
др
= 0,3 МПа;
ΔР
ф
= 0,1 МПа.
Оскільки перепади тиску в трубах на першій стадії розрахунку визначити
не можна, то приймемо заздалегідь ΔР
зол 1
=ΔР
зол 2
= 0,2 МПа. Тоді P
1
і P
2
будуть рівні:
P
1
= 6,3 - 0,2 - 0,2 = 5,9 МПа;
P
2
= 0,3 + 0,2 + 0,1 + 0,2 = 0,8 МПа;
2.2. Визначення основних параметрів гідропривода обертального руху
Для гідродвигуна крутний момент:
М
ДВ
КР
Рq
М
2
звідки
МДВ
КР
Р
М
q
2
, де
Р
ДВ
- перепад тиску на гідродвигуні;
М
- механічний ККД гідродвигуна.
Із вищенаведеної схеми мал.1:
2Р
ДВ
=Р
1
-Р
2
=5,9 -0,8; Р
ДВ
=5,1\2=2,55МПа;
Знаходимо робочий об'єм гідродвигуна:
336
66
МДВ
КР
см17,46м1017,46
1008,4
4,188
8,01055,2
3014,32
Р
М2
q
Витрата рідини, що поступає в гідродвигун:
ZQnqQ
ДВДВ
)(
, де
ДВ
Q
- витоки рідини в гідродвигуні;
Z – число гідродвигунів (Z=2).
8
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Згідно [1, ст.43] обираємо гідромотор аксіально-поршневий типу Г15-
24М. Для нього [2, ст.64]
хв
л
Q
ДВ
3
100,250
.
Тоді визначаємо:
хв
л
Р
Р
QQ
ДВДВ
23,0
3,6
9,5
100,250
3
1
Можемо обчислити витрату рідини, що поступає в гідромотор
хв
л
46,192223,012001080Z)Qnq(Q
3
ДВДВ
2.3. Вибір гідромотора
З вищенаведених міркувань обираємо гідромотор по довіднику [2, ст.62-
65] з номінальним тиском P* = 6,3 Мпа (рис.3).
9
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Рис. 3. Конструкція аксіально-поршневих гідромоторів
типів Г15-2 ... Н (а) і Г15-2 ...М (б)
Гідромотори аксіально-поршневі типу Г15-2 ... Н (ГОСТ 21229—75)
складаються з наступних основних деталей і вузлів: ротора 10 (рис. 3.6, а) з
сім'ю поршнями 17, барабана 7 з штовхачами 19, радіально-упорного
підшипника 6, валу 1, що спирається на підшипники 5 і 16, опорно-
розподільного диска 13, корпусів 4 і 9, фланця 3 з манжетою 2, пружини 11 і
торцевої шпонки 8. Масло підводиться до гідромотора і відводиться від
нього через два отвори 15, розташовані в диску 13, причому кожен з отворів
пов'язаний з напівкільцевим пазом 14, виконаним на робочій поверхні диска.
Витоки з корпусу відводяться через дренажний отвір 12. На торці ротора, що
взаємодіє з диском 13, виконані отвори, що виходять в кожну з робочих
камер. При обертанні ротора вказані отвори з'єднуються з одним з пазів 14.
При роботі гідромотора мастило з напірної лінії через отвір 15 і один з
пазів 14 поступає в робочі камери, розташовані по одну сторону від осі Б—
Б. Осьове зусилля, що розвивається поршнями, через штовхачі 19
передається на підшипник 6. Оскільки останній розташований похило, на
штовхачах виникають тангенціальні сили, що примушують повертатися
барабан 7, а разом з ним вал 1 і ротор 10, пов'язані з барабаном шпонками
18 і 8. Одночасно поршні, розташовані по іншу сторону від осі Б—Б,
всовуються в ротор, витісняючи мастило з відповідних робочих камер через
напівкільцевий паз і інший отвір 15 в зливну лінію, в якій повинен бути
підпір для підтиску штовхачів до радіально-упорного підшипника.
Ротор притискається до диска 13 пружиною 11 і тиском мастила, що діє
на дно робочих камер. Конструкція ходової частини гідромотора забезпечує
можливість самоустановки ротора щодо опорно-розподільного диска, що
дозволяє частково компенсувати знос поверхонь, що труться, і деформацію
деталей під навантаженням, а також понизити вимоги до точності
виготовлення. Частота обертання гідромотора визначається кількістю
мастила, що проходить через нього, напрям обертання залежить від того,
який з отворів 15 сполучено з напірною лінією, а величина крутного
моменту приблизно пропорційна різниці тиску в підводному і відвідному
отворах.
10
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Рис.4 Габаритні і приєднувальні розміри гідромоторів типу Г15-24М
Габаритні і приєднувальні розміри гідромоторів типу Г15-24М
Таблиця 1
D h B
d
3
d d
1
d
2
L
l l
1
l
2
l
3
l
4
b
b
1
120 35 132 13 32
К1
K3/8
389 70
14 42 37 67 108 10
2.4. Визначення витрати робочої рідини і вибір насоса
Подача насоса з урахуванням витоків робочої рідини визначається за
формулою
Q
H
= Q
ДВ
+ ΔQ
зол
+ ΔQ
ЗК
де Q
ДВ
- витрата рідини, що поступає в гідромотор;
ΔQ
зол
- витоки в золотнику;
ΔQ
зк
- витоки через запобіжний клапан;
Витоки через запобіжний клапан приймемо ΔQ
зк
= 0,1Q
Н
Витоки в золотнику
зол
Q
хв
л
P
P
QQ
золзол
094,0
3,6
9,5
10100
3
*
1
*
Подача насоса
H
Q
хв
л
Q
QQ
QQ
H
HH
HH
95,213
9,0
554,192
554,1921,0
1,0094,046,192