Курсовая работа - Гидравлический привод траншейного экскаватора (на укр. языке)

Подождите немного. Документ загружается.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Для підбору насоса звернемося до [1, дод.3]. Оскільки Q

= qnη

, то

робочий об'єм насоса:

235235,0

95,0960

95,213

смл









де n - частота обертання ротора насоса, об/хв;

- об'ємний ККД насоса.





95,0

3,6

3,695,01

)1(













Вибираємо по розрахованих параметрах пластинчастий гідронасос

Г12-26АМ з робочим об'ємом q=224 см

, номінальною подачею Q



= 204,2

л/хв, номінальним тиском P



= 6,3 МПа і об'ємним ККД = 0,95

повний ККД = 0,87 (мал.4).

Мал.4. Пластинчастий насос Г12-26АМ

Насос складається з корпусу 2 з кришкою 9, між якими розміщуються

кільце статора 11. На приводному валу 4 на шліцях встановлений ротор 1, в

пазах якого поміщені пластини 12. Вал обертається в кулькових підшипниках

3. До торців ротора притиснуті торцеві розподільні диски 7 з чотирма

вікнами для всмоктування і нагнітання. Один з торцевих розподільних дисків

плаваючий: на початку роботи насоса він підтискається до ротора пружинами

6, а під час роботи - тиском рідини, що поступає з напірної гідролінії.

Герметизація насоса досягається установкою гумового або пробкового кільця

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

10 і манжет 5 з маслостійкої гуми. Витоки по валу відводяться через

дренажний отвір 8.

Уточнюємо витрату рідини, що скидається через запобіжний клапан в бак

хв

34,11094,046,19295,096010224QQqnQ

золДВ0зп







2.5. Розрахунок діаметру трубопроводу і швидкості руху рідини

Знаходимо внутрішній діаметр труб, за допомогою яких з'єднуються

гідроапаратури. Згідно [1,табл.2.4,с.18] залежно від тиску насоса P=6,3МПа

обираємо швидкісь руху рідини в трубах. Приймаємо V

РР

= 3,2 м/с.

Маючи на увазі, що

ДВ

V d





де d

- внутрішній діаметр труб, отримаємо

м018,0

2,314,3

1021,34

рр

ДВ

















округляємо до найближчого стандартного у більшу сторону згідно

ГОСТ 16516-80 [2, с.7], тобто d

= 20 мм.

Можемо знайти середню швидкість руху рідини в трубах

22,10

02,014,3

1021,34

ДВ

рр













2.6. Підбір гідроапаратури

Знаючи витрати і орієнтовні величини тиску, приступимо до вибору

гідроапаратури. Стосовно гідроприводу, що розраховується, необхідно

вибрати запобіжний клапан, гідророзподільник, дросель, фільтр. Проводимо

підбір гідроапаратури, що задовольняє отриманим даним по витраті Q

(не

менше 204,2л/хв) і тиску P (не менше 6,3 Мпа).

Дані по вибраній апаратурі заносимо до табл.2.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Таблиця 2

Гідроапаратура К-ть Тип Витрата,

Тиск,

Мпа

Перепад

тиску,

Мпа

Запобіжний клапан [2,

с.124]

1 ПГ54-35М 204 6,3 0,6

Гідророзподільник

[2, с.88, 89, 90-91] (ΔP по [2,

рис.4.3,77])

1 В22 204 25 0,33

Дросель

[2, с.148-151]

1 МПГ55-25 200 20 0,2

Фільтр сітчатий [2, с.302] 2 С42-54 100 0,63 0,1

2.7. Опис вибраної гідроапаратури

Запобіжний клапан ПГ54-35М (рис.5) стикового приєднання складається

з наступних основних деталей: корпуси 3, ковпачка 5, золотника 2, пружини

6, регулювального гвинта 8 і втулки 7. Мастило підводиться до апарату через

отвір P і

відводиться через

отвір A. Лінія P

через канал 10 і

малий отвір

(демпфер) 11

сполучена з

порожниною 1, а

порожнина 9 через

канал 4 - з

отвором A. Коли

зусилля від тиску

мастила на торець

золотника в

порожнині 1 долає

зусилля пружини

6 (регулюється

гвинтом 8) і

зусилля від тиску

мастила на

протилежний

торець золотника

в порожнині 9, золотник переміщається вгору, сполучаючи лінії P і A.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Рис.5. Конструкція гідроклапана тиску ПГ54-34м

Рис.6 Конструкція, габаритні і приєднувальні розміри розподільників типів

В16 і В22 з електрогідравлічним управлінням (а), з управлінням від рукоятки

(б), з гідравлічним поверненням золотника (в), з обмеженням ходу (г), з

пристроєм візуального (б) або автоматичного (е) контролю ходу основного

золотника, з дросельною і гідравлічною плитами (ж), з електрогідравлічним

управлінням, дросельною плитою і клапаном співвідношення тиску (з)

Гидророзподільники типу В16 і В22'(ГОСТ 24679—81) мають

електрогідравлічне, гідравлічне або ручне управління . У чавунному литому

корпусі 1 виконані канали для підключення основних ліній (Р, Т, А, В) і ліній

управління. У центральному отворі (діаметром 25 мм для В16) виконано п'ять

канавок і розташований золотник 2, переміщуваний тиском масла в його

торцевих порожнинах або рукояткою. Повернення золотника у вихідну

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

позицію забезпечується пружинами 3 або плунжером 10 (гідравлічне

повернення). У розподільниках з ручним управлінням золотник може

фіксуватися в кожній позиції.

У розподільниках з електрогідравлічним управлінням встановлюється

пілот 5 — розподільник типу ВЕ6 (у апаратах В16) а ВЕ10 ( в апаратах В22),

причому напірна X і зливна У лінії управління можуть підключатися

незалежно або об'єднуватися з відповідними основними лініями. У

останньому випадку необхідно зняти кришку 4 (у розподільниках В22 —

кришку з протилежного боку), витягнути палець 6 і знову поставити його на

місце, перевернувши на 180°; для об'єднання зливних ліній слід зняти пілот,

демонтувати пробку 7 (К1/8"), а потім знов встановити пілот на місце.

Об'єднання ліній зливу не допускається, якщо тиск в лінії Т > 6 МПа; у

трипозиційних розподільниках з гідравлічним поверненням об'єднання також

не допускається. Коли напірні лінії Р і X об'єднані, для виконань по

гидросхемам 14, 54А, 64Б, 64В, 104, 124А, 574 і 574Д (див.2,ст.74,табл. 4.3) в

канал Р необхідно встановити підпірний клапан 8, що створює в напірній лінії

управління тиск 0,45 МПа (при робочому тиску >25 МПа підпірний клапан

повинен відкриватися при тиску 0,7 МПа). У підводний отвір пілота може

встановлюватися діафрагма 9 (діаметром 0,8; 1 або 1,2 мм) для деякого

збільшення часу спрацьовування розподільника.

При необхідності хід основного золотника може бути обмежений упором

11 (з метою дроселювання потоку) або контролюватися візуально за

допомогою покажчика 12. Для автоматичного контролю ходу застосовуються

мікровимикачі 13, включення, або виключення. Для регулювання часу

спрацьовування розподільників з гідравлічним або електрогідравлічним

управлінням може встановлюватися дросельна плита 14, причому залежно від

її положення (поворот навколо подовжньої осі на 180°) можливе

дроселювання потоку управління на вході або на виході з торцевих

порожнин основного золотника. У випадках, коли напірні лінії Р і X об'єднані

і тиск в лінії Р >25 МПа, необхідно застосовувати клапан співвідношення

тиску 15. У апаратах з гідравлічним управлінням зверху встановлюється

плитка 16.

Основні параметри розподільника типу В22 приведені в табл. 3, розміри

— на рис. 7

Таблиця 3.

Параметр

мм

л\хв

МПа

Рупр,

МПа.

Час

спац.,

Час

вкл.,

хв

Макс.

зусилля

упр-ня, Н

Маса,

кг

В22 20 100 25 1-25 0,02-

0,04

10 78 7,5-

8,6

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Рис.7

Конструкція, габаритні і приєднувальні розміри (мм) регуляторів

витрати типу МПГ55-2

Регулятори витрати МПГ 55-2 (ГОСТ 21352—75) представляють собою

комбінацію дроселя з регулятором, що підтримує постійний перепад

тиску на щілині, яка дроселює, завдяки чому практично виключається

залежність витрати від навантаження. Апарат (табл. 4) складається з

корпусу /, деталей 2— 11, які аналогічні деталям дроселів Пг77-1, втулки 18,

золотника 20 регулятора, пружини 13 і пробок 12. Масло з напірної лінії

поступає в отвір «Підвод» і далі через отвори 19 у втулці 18, частково

перекриті робочою кромкою

золотника 20, і отвори 16 в цій же втулці — до щілини втулки, що дроселює,

2, а потім до отвору «Відведення». Золотник 20 знаходиться в рівновазі під

дією зусилля пружини 13 і зусиль від тиску масла в його торцевих

порожнинах 15 і 21, сполучених з порожниною 17 входу в щілину, що

дроселює, а також від тиску в порожнині 14, сполученою з виходом з щілини,

що дроселює, за допомогою каналу в корпусі (на малюнку показаний

штриховою лінією). При осевих переміщеннях золотника змінюється

гідравлічний опір отворів 19, завдяки чому тиск р

на вході в щілину, що

дроселює, знижується в порівнянні з тиском в напірній лінії. Рівняння

рівноваги сил, що діють на золотник в статиці, має вигляд: р

-+ F

) = p

F +

ПР

, де

- тиск на виході з щілини, що дроселює, F, F

та

— площі

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

торцевих поверхонь золотника в порожнинах 14, 15 і 21 відповідно; Рпр —

зусилля пружини 13. Враховуючи, що F

+ F

= F і р

— р2 =



р (



р —

перепад тиску на щілині, що дроселює), отримаємо



р = Р

ПР



const ,

оскільки хід золотника 20 малий і зміна Рпр незначна. При збільшенні



золотник зміщується вправо, при зменшенні — вліво, автоматично

стабілізуючи



р = (0,2



0,25) МПа і підтримуючи постійність встановленої

витрати в широкому діапазоні зміни тиску в підводному і відвідному отворах

за умови, що різниця між цим тиском не падає нижче 0,5 МПа. Зміна витрати

здійснюється так само, як в дроселях ПГ77-1. Встановивши заглушку 22 (К

1/8"), можна відключити від лінії відведення порожнину 14 і сполучати її з

гідросистемою через отвір для дистанційного керування 23.

Основні розміри регуляторів витрати типу МПГ55-24 приведені в табл. 4.

Таблиця 4. Габаритні та приєднувальні розміри регулятора витрати, (мм)

Типорозмір D

Н h

МПГ55-25 32 132 100 75

Фільтри сітчасті типу С42-5 можуть бути виконані з різьбовим (А) і

стиковим (В) приєднаннями. У фільтрах дискові сітчасті фільтроелементи 3

затиснуті гайкою 5 через тягу 6 між кришкою 1 і шайбою 4. Ущільнення

фільтру в розточуванні кришки бака або по стиковій площині забезпечується

кільцями 2.

Напірні фільтри забезпечують повнопотокову фільтрацію у разі їх установки

перед запобіжним клапаном (див. Рис.8 ). Їх застосування доцільне також для

захисту високочутливих до засмічення елементів гідросистеми. Оскільки

потрібно забезпечити достатню міцність корпусу, ці фільтри більш

металоємні, а також порівняно дорогі. У гідроприводах із замкнутою

циркуляцією потік мастила, циркулюючого між насосом і гідродвигуном,

різко змінюється в циклі роботи устаткування, причому середня величина

потоку може бути незначною. У цих випадках найефективніше застосовувати

пропорційну фільтрацію з фільтром в напірній лінії насоса підживлення.

Якщо відповідно до циклу роботи механізма насос включається лише

короткочасно (або використовується регульований насос), найбільш

ефективне застосування автономного очисного агрегату, що діє безперервно,

причому фільтрований потік при необхідності може пропускатися через

мастилоохолоджувач.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Рис.8. Фільтри сітчасті типу С42-5

Таблиця 5. Габаритні та приєднувальні розміри фільтра сітчастого С42-5

Номінальна пропускна

здатність,л\хв при

номінальному перепаді

тиску 0,1 Мпа та

номінальній тонкості

фільтрації, мм

Типороз

мір

0,16 0,08 0,04

D D

d b H h Кількіс

ть

фільтр.

елемен

тів

Маса

С42-54

100 63 32 100 95 К



55 151 26 15 1,1

Номінальний робочий тиск Р



=6,3 МПа

2.8. Визначення дійсних перепадів тиску

При визначенні перепадів тиску виходять з витрат, на які розрахована

гідроапаратура. Дійсні витрати відрізняються від довідкових. Тому необхідно

уточнити значення перепадів тиску.

Перепади тиску на золотнику можна знайти з виразів

)(

зол

ДВ

золзол

РР 

;

)(

зол

ЗЛ

золзол

РР 

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

де ΔР

зол

- перепад тиску на золотнику при витраті Q

зол

;

ДВ

- витрата рідини в порожнину нагнітання гідромотора;

ЗЛ

- витрата рідини з порожнини зливу.

Оскільки Q

ЗЛ

ДВ

, то

21 ЗОЛЗОЛ

РР 

Визначимо перепади тиску

МПа

РР

зол

ДВ

золзол

31,0

204

46,192

33,0)(

















Аналогічно можуть бути уточнені значення ДР і для іншої гідроапаратури.

При підрахунку перепаду тиску на фільтрі відношення Q

Ц2

/Q*

підставляти потрібно в першому ступені, оскільки режим руху рідини у

фільтрі ламінарний:

МПа

РР

ФФ

096,0

100

23,96

1,0



хв

ДВ

23,96

46,192



, де

– подача насоса,

n – кількість фільтрів.

Для визначення дійсних перепадів тиску в трубах спочатку визначимо

середню швидкість руху рідини в зливній магістралі l

pppp

22,10



Знайдемо перепади тиску в трубах. Для цього обчислимо числа

Рейнольдса:

3730

10548,0

02,022,10











Tpp

3730ReRe



Знаючи, чому рівна кінематична в'язкість ν

50°С

мастила при температурі

50°С, знайдемо його значення при температурі Т

за формулою:

79,1

10548,0

10118,0)

(





















тут ν

50°С

- кінематична в'язкість індустріального мастила І-12, м

/с;

- температура мастила, T

=70ºС

n - показник степеня, що залежить від ν50º.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Оскільки Re

і Re

більше критичного числа (2300), режим течії в трубах

турбулентний, тому коефіцієнт гідравлічного опору визначимо по формулі

04,0

3730

3164,0

25,025,0





04,0





Визначивши коефіцієнти гідравлічного тертя λ, знаходимо перепади тиску

в трубах:

МПа

47,0

22,10

020,0

04,0880





МПа

48,0

22,10

020,0

04,0880





де ρ - щільність робочої рідини, для І-12 ρ = 880 кг/м

;

і λ

- коефіцієнт гідравлічного тертя для напірної і зливної гідролінії

відповідно.

Перепади тиску на дроселі залишаємо такими ж, як і раніше

ΔP

ДР 1

= ΔP

ДР 2

= 0,25 МПа. (перепади тиску на дроселі залежать від ступеня

його відкриття).

По уточненим перепадам тиску знаходимо перепад тиску в площинах

силового гідроциліндра

1,1360,48096,031,025,0

222

МПаРРРPP

ФЗОЛДР























потім знаходимо:

МПаР

КР

024,710136,1

8,0100,80

3014,342























і уточнюємо тиск, що створюється насосом:

7,74447,025,0024,7

111

МПа

РРPP

ЗОЛН

















3. Визначення ККД гідроприводу

Визначимо ККД гідроприводу, враховуючи, що він працює при

постійному навантаженні.

Загальний ККД проектованого гідроприводу, що працює при постійному

навантаженні визначимо по формулі