Трифонова Г.О., Трифонова О.И., Расчет гидросистемы автопогрузчика

Подождите немного. Документ загружается.

Рис.5. гидроцилиндр двухстороннего действия.

1 – поршень; 2- гильза; 3- шток; 4- передняя проушина; 5- задняя проушина; 6-

втулка скольжения; 7- манжета; 8- манжетодержатель; 9- кольцо круглого

поперечного сечения; 10-грязесъёмник; 11-кольцо демпфера; 12- корпус

демпфера; 13- задняя крышка; 14- передняя крышка; 15- контргайка; 16-

стоопорная шайба; 17- гайка; 18- напрявляющаа; 19- крышка грязесъёмника.

Основные параметры гидроцилиндров по ОСТ 2 Г22-2-73

Параметры

Диаметр поршня D, мм

40 50 63 70 80

Диаметр штока d , мм

18 16 22 20 28 32 22 32 20 36

Номинальный расход, л/мин 25 40 50 80

Утечка масла не более,см

/мин 10 12 16 18 20

Параметры гидроцилиндров

D ,мм d, мм Ход поршня, мм

32 16 60 80 100 125 160 200

40 20 80 100 125 160 200 250

50 25 100 125 160 200 250 320

60 32 125 160 200 250 320 400

70 36 160 200 250 320 400 500

80 40 160 200 250 320 400 500

90 40 200 250 320 400 500 630

100 50 200 250 320 400 500 630

110 50 250 320 400 500 630 800

125 60 250 320 400 500 630 800

140 70 320 400 500 630 800 1000

160 80 329 400 500 630 800 1000

180 80 400 500 630 800 100 1250

200 100 400 500 630 800 100 1250

220 110 500 630 800 1000 1250 1600

Сила трения F

тр

определяется, как сумма сил сухого и жидкостного

трения.

232221нvтр

FFFVKF 

где : F

– сила сухого трения манжеты стоящей в полости нагнетания

на поршне; F

– сила сухого трения манжеты стоящей в полости

нагнетания на штоке; F

– сила сухого трения манжеты стоящей в

полости слива на поршне.

трном21221

fpbDF 

трном22222

fpbdF 

трсл23223

fpbDF 

где b – ширина соответствующей манжеты; f

тр

– коэффициент трения

резины по стали (f

тр

=0,04…0,08).

Механический коэффициент полезного действия гидроцилиндра

наклона.

ном

ф2

2дм





Общий коэффициент полезного действия цилиндра наклона

2дг2дм2до2д



; 

дг2

~1, 

lдо2

~ 0,98….1.

Определение расхода в цилиндре наклона.

Расход рабочей жидкости при наклоне вперед

нв





Расход рабочей жидкости при наклоне назад

 

2нн

VQ 





Из этих двух значений (Q

и Q

) выбирается наибольший Q

нак.мах

Расход необходимый для обеспечения заданной скорости

перемещения двух цилиндров наклона Q

=2Q

нак.мах

Выбор насоса для гидросистемы.

Если проектировщик (студент), решил обеспечить совмещение

подъёма каретки и наклона мачты, то требуемый расход Q

определяется по формуле:

QQQ 

Если операции проводят поочередно, т.е. или наклоняют мачту

или поднимают каретку, то расход в системе выбирается по большему

значению Q=Q

или Q=Q

Определение необходимого рабочего объёма насоса.

он

нас





где n- номинальное число оборотов, 

он

– объёмный коэффициент

полезного действия (

он

0,95…0,97).

Число оборотов или частота вращения вала насоса обычно

стандартная и у электродвигателей и у дизелей n=1500об/мин (n=25

об/с) или n=2000 об/мин (n=33,3 об/с).

Насос выбирается по потоку рабочей жидкости необходимому для

осуществления требуемой скорости движения двигателей q

нас

выдерживающий работу при давлениях не менее P

ном

(см. приложение

3). При этом записывается как модель, так и основные характеристики:

рабочий объём; максимально допустимое давление; частота

вращения; КПД объёмный и полный и т.д.

После подбора насоса получили рабочий объём q

см

/об

выбранного насоса. Теперь, если необходимо обеспечить именно

заданную скорость перемещения исполнительных двигателей, то

определяем число оборотов n

этого выбранного насоса

обеспечивающего нужный расчетный расход Q.

онн





;

Обеспечивается n

редуктором между дизелем и насосом.

Выбор марки рабочей жидкости.

Параметры некоторых рабочих жидкостей применяемых в

гидроприводах приведены в таблице

Параметры рабочих жидкостей.

Тип рабочей жидкости

Плотность

 кг/м

Модуль упругости

Е, МПа

Кинематическая

вязкость при 50С

 , мм

/с

Индустриальные масла:

И-20А

И-50А 901

901

1427

1530

17-23

47-55

Мобильное

МГЕ-4А 830 1300 3,6-4

Синтетическое масло

7-50С-3 930 1070 10

Расчет трубопроводов.

В приводе могут применяться на разных участках трубы

различных диаметров, а могут одного диаметра. В любом случае

необходимо подтвердить расчетом, что выбранный диаметр подходит.

Имеется участок от насоса до распределителей, по которому

должен проходить расход Q. Рабочая жидкость, на этом участке,

всегда будет под номинальном давлением. Это напорная гидролиния.

От распределителей до бака – сливная гидролиния. Считаем, что

сливается столько же жидкости сколько протекает по напорному

трубопроводу, как наиболее неблагоприятный вариант. От

распределителей до гидроцилиндров трубопроводы работают

поочередно, то как напорные, то как сливные. Наиболее

неблагоприятный вариант это при работе в режиме напорного

трубопровода. Необходимо рассчитать каждый из этих участков.

Допустимые скорости течения рабочей жидкости по трубам

зависят от назначения трубопровода.

Для сливного трубопровода V

д.сл

= 1,5….2,0м/с.

Допустимая скорость течения рабочей жидкости для напорного

трубопровода определяется в зависимости от давления по

приведенной таблице

ном

МПа 2,5 6,3 16 32 63 100

д.н

м/с 2 3,2 4 5 6,3 10

Примем скорость течения рабочей жидкости в напорном

трубопроводе V

д.н

=…… и в сливном трубопроводе V

д.сл

= ….

Внутренний диаметр напорного трубопровода

н.д

н.тр







Внутренний диаметр сливного трубопровода

сл.д

сл.тр







Необходимая толщина стенки трубы у напорного трубопровода

 







н.тр

Необходимая толщина стенки у сливного трубопровода

 







сл.тр

p- давление в соответствующей трубе p

ном

или p

сл

. - допустимое

напряжение материала трубы. Стальные бесшовные трубы .

=12010

Н/м

Толщина стенки стальной бесшовной холоднодеформированной

трубы по ГОСТ 8734-75 выбирается из ряда : 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0;

1,2; 1,4; 1,5; 1,6; 1,8; 2; 2,2; 2,5; 2,8; 3; 3,2; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5;…..мм.

Принимаем стандартную толщину стенки

гост тр.н

=….. s

гост тр.сл

=….

У труб стандартизуется наружный диаметр и толщина стенки,

поэтому при расчете приходится несколько раз пересчитывать одно и

тоже.

Определение наружного диаметра труб

н.тр.гостн.трн.н

s2dd 

сл.тр.тгостсл.тр.гостсл.н

s2dd 

Полученные в результате расчета значения диаметров труб

округляются до ближайшего большего стандартного значения.

Наружный диаметр стальных бесшовных холоднодеформирован-

ных труб выбирать из ряда :

7; 8; 9; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 21; 22; 23; 25; 26; 27; 28; 32; 34; 35;

36; 51; 53; 54; 56; 57; 60; 63; 65; 68; 70; 73; 75; 80; 83; 85….. мм.

По уточненному гостированному диаметру выбранных труб

определяется внутренний диаметр (d

) стандартной трубы. Внутренний

диаметр стандартной трубы называется диаметром условного

прохода.

н.тр.гостн.гостн.у

s2dd 

сл.тр.гостсл.гостсл.у

s2dd 

Подбор гидроаппаратуры.

Гидроаппаратуру согласно составленной вами схемы подбирают

по диаметру условного прохода, учитывая обеспечение номинального

расхода и давления. Выписывается модель и основные технические

характеристики аппарата: расход масла, внутренние утечки, потери

давления, масса см. приложения 4,5,6.

Фильтры выбираются в зависимости от места установки и

тонкости фильтрации.

Объём бака должен соответствовать трех минутной работе насоса

бак

3.

Расчет потерь давления в гидролиниях.

Расчет потерь ведется параллельно для каждого участка

гидролиний – отдельно для напорного трубопровода и для

сливного трубопровода.

Средняя скорость течения рабочей жидкости

V 

;





;

где F

– внутренняя площадь сечения выбранного

трубопровода; Q – расход, который должен проходить по

рассчитываемому трубопроводу.

Желательно проверить, не превышает ли значение расчетной

скорости течения рабочей жидкости допустимой принятой вами ранее.

Определение числа Рейнольдса для каждого участка

трубопроводов







уж

Коэффициент потерь давления по длине (коэффициент

сопротивления трубопровода)



при Re2300

25.0

316.0



при Re2300

При турбулентных режимах, когда Re 4000  0.02…0,04.

Потери давления по длине для каждого участка

тр



Длина напорного и сливного трубопроводов около 20 метров.

Потери на местные сопротивления



где:  - сумма всех коэффициентов местных сопротивлений на

рассчитываемом участке;

Коэффициенты местных сопротивлений:



=1,2 –коэффициент местных сопротивлений угловых

соединений;

m – количество угловых соединений (определяется по

гидравлической схеме).



вых

=0,8 – коэффициент местных сопротивлений выхода из

трубопровода в камеру гидроцилиндра, т.е. расширения;



вх

=1,5 – коэффициент местных сопротивлений входа из камеры

гидроцилиндра в трубопровод, т.е. сужения.

Потери давления в гидроаппаратах

аi



















Q –расход протекающий через данный аппарат; f

– эффективная

площадь сечения гидроаппарата

ном







Номинальный расход (Q

ном

) и потери давления (p

) при

номинальном расходе указаны в технической характеристики

гидроаппарата.

Суммарные потери давления для напорного трубопровода

.....ppppp

2а1амдн



Суммарные потери давления для сливного трубопровода

.....ppppp

6а5амдсл



Суммарные утечки (Q

ут

) в гидросистеме определяются по

максимальным утечкам в гидроаппаратах, указанным в техничеких

характеристиках аппаратов.

Поверочный расчет спроектированной гидросистемы.

Давление необходимое для преодоления заданной нагрузки при

выбранном гидроцилиндре подъёма

1д

п1

1ц







Давление необходимое для преодоления заданной нагрузки при

выбранном цилиндре наклона

 

2д

2ц







Для обеспечения рабочих функций обоих гидроцилиндров,

выбирается максимальное потребное давление (p

Рабочее, номинальное давление в системе должно быть больше

на сумму гидравлических потерь

нцн

ppp 

Необходимая подача насоса с учетом утечек в системе

утн

QQQ 

Полученные значения расхода (Q

) и давления (p

) не должны

превышать Q

ном

и p

ном

из технических характеристик насоса при

правильно выбранном насосе. Иначе, необходимо выбрать другой

насос.

Предохранительный клапан настраивается на давление

 

номкп

p2,1...05,1p 

Определение энергетических показателей

спроектированной системы.

Полезная мощность механизма подъёма

111п

VPN 

Полезная мощность механизма наклона

в2н2

2п

N 





Полезная мощность привода при совмещении операций

2п1ппп

NNN 

Если наклон мачты и подъём груза выполняется поочередно, то

берут наибольшее значение N

п1

или N

п2

Затрачиваемая мощность привода

кпном

зат







где 

–полный коэффициент полезного действия насоса при

номинальном режиме работы из технической характеристики

выбранного насоса.

Общий коэффициент полезного действия спроектированного

привода

%100

зат

пп

пр



Приложение 1.

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра «Гидропривод и гидропневмоавтоматика»

Курсовая работа по дисциплине

«Гидравлика и гидропневмопривод»

ГИДРОПРИВОД АВТОПОГРУЗЧИКА

Студент группы 3АМ Иванов Сергей Петрович

…. Мая 2005 года

Москва

Приложение 2.

Манжеты уплотнительные резиновые для гидравлических устройств

по ГОСТ 14896 – 84

Манжеты предназначены для уплотнения деталей гидроцилиндров,

перемешающихся со скоростью до 0,5 м/с при давлении до 50 Мпа, и температуре -

60200

С, ходе до 10 метров и частоте срабатывания до 0,5 Гц. В зависимости от

конструкции и рабочего давления манжеты разделяются на три типа: 1 и 3 – давление до

50 Мпа; 2 – давление до 32 Мпа.

Манжета 1- 20х 12- 1 ГОСТ 14896-84

Тип манжеты:

1,2 или 3

Группа резины

Диаметр уплотняемого цилиндра D,

мм

Диаметр уплотняемого штока d, мм

Основные размеры (мм) манжет по ГОСТ 14896-84

D x d b

1 2 3 1 2 3 1 2 3

16x8 6 4 5 40x(24) 8 9,5 (75)х50 12,5 14,5

17х9 4 40ч(30) 7 75х55 10

(18)х10 6 4 5 (42)х22 10 12 (76)х56 12

20х12 6 4 5 (42)х32 7 (78)х63 9

(22)х10 6 7,5 45х25 10 12 80х50 15 17

(22)х14 6 4 5 45х(35) 7 80х(55) 12,5 14,5

(24)х12 6 7,5 (46)х36 7 80х(60) 10 12

(24)х16 4 5 (47)х27 12 80х(65) 9

25х(13) 6 7,5 (48)х28 10 12 (81)х56 14,5

25х(15) 7 50х(30) 10 12 (83)х63 12

(26)х16 7 50х40 7 85х55 15

(28)х16 6 7,5 (52)х32 10 12 85х60 12,5

(28)х18 7 55х35 10 85х65 10

(30)х14 8 9,5 (55)х45 7 (85)х70 9

(30)х18 6 7,5 56х36 12 (86)х56 17

(30)х20 7 56х(46) 7 (88)х63 14,5

32х16 8 9.5 58х38 10 90х(60) 15 17

32х20 6 7,5 (60)х40 10 12 90х(65) 12,5 14,5

32х22 7 (60)х50 7 90х70 10 12

35х19 8 62х42 10 90х(75) 9

35х25 6 63х(43) 12 (93)х63 17

(35)х25 7 63х(48) 9 95х65 15

36х20 8 9,5 (65)х45 10 12 (95)х70 12,5 14,5

36х(24) 7,5 68х48 10 95х75 10

36х(26) 7 70х50 10 12 100х70 15 17

(37)х27 7 70х(55) 9 100х(75) 12,5 14,5

(38)х22 8 9,5 (71)х56 9 100х80 10 10 12

(38)х28 7 72х52 10 105х75 15

40х20 10 12 (75)х45 15 17 См. продолжение

Основные размеры манжет продолжение таблицы

D x d b

(105)х80 12,5 14,5 160х140 15 240х210 15 15

110х80 15 180х160 15 300х260 15 15

110х90 15 15 200х180 15 320х280 15 15

135х105 15 220х180 20 340х300 20

140х110 15 220х200 20 360х320 20

150х120 15 230х190 20 400х360 23

НАСОСЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ. Приложение 3

тип

см

/об

рабочий

объём

ном

/р

амх

МПА

ном

об/мин

л/мин

номинальная

подача

кВт



кпд

объёмный



кпд

полный

кг

масса