2. Задание и исходные данные для расчёта

Требуется рассчитать гидропривод отвала бульдозера в со­ответствии с аксонометрической схемой, приведенной на рис. 2.

1 – бак для рабочей жидкости;

2 – насос;

3 – предохранительный клапан;

4 – гидроцилиндры;

5 – распределитель;

6 – фильтр для очистки рабочей жидкости;

7 – обратный клапан;

8 – 16 – трубопроводы.

Исходные данные для расчета.

Длины участков трубопроводов равны:

l₈ = 0,85 м.;

l_9,16 = 1,6 м.;

l_10,15 ⁼ 7,5 м.;

l _11,12,13,14 ⁼ 1,55 м.

Необходимое усилие на отвале G =61,3 кН.

Длина хода поршня L = 800 мм.

Время рабочего цикла гидропривода t =23 с.

В качестве рабочей жидкости принять: АМГ - 10 плотность ρ=850кг/м³; вязкость при 50ºС и атмосферном давлении ν=10^-5м²/с; предел рабочих температур -50 - +60ºС.

Принципиальная схема объёмного гидропривода.

Принци­пиальная схема выполняется в графических условных обозначе­ниях согласно ГОСТ 2.780-68, 2.781-68 и 2.782-68.

Рис. 2

1 – бак для рабочей жидкости;

2 – насос;

3 – предохранительный клапан;

4 – гидроцилиндры;

5 – распределитель;

6 – фильтр для очистки рабочей жидкости;

7 – обратный клапан.

3. Определение расчетных выходных параметров гидропривода

Выходными параметрами гидропривода в данном случае являются усилия на штоке гидроцилиндра и скорость штока при рабочем ходе, а в совокупным выходным параметром является мощность гидропривода. Поскольку гидропривод имеет два гидроцилиндра, рабо­тающих в одинаковых условиях, необходимое усилие на штоке каждого гидроцилиндра составит

Поскольку при движении жидкости в трубопроводе происходят потери давления и кроме того имеется противодавление (штоковая полость – на слив) и трение в уплотнениях штока и поршня, то при определении расчётного усилия F_p необходимо ввести коэффициент запаса по условию k_з.у.

Принимая коэффициент запаса по усилию k_з.у.= 1,20, вы­числяем расчетное значение усилия

F_p = k_з.у ∙F=1,20∙30,65=36,78кН.

Исходя из условия устойчивости, определяем минимальный диаметр штока

где k – коэффициент, учитывающий характер заделки концов стержня; k=2;

L – длина штока в верхнем положении;

Е – модуль упругости материала штока; для стали: Е=2,1∙10⁵МПа.

Таким образом получаем:

Скорость движения поршня при рабочем ходе связано с временем рабочего цикла зависимостью:

,

где L- длина хода поршня;

v_раб - скорость рабочего хода;

v_хол- скорость холостого хода;

∆t - время на переключение распределителя в крайнем по­ложении поршня (при ручном управлении ∆t= 0,5-1,0 с).

Отношение v_хол к v_раб равно:

где S_ц - площадь поперечного сечения цилиндра;

S_шт- площадь поперечного сечения штока;

D - внутренний диаметр гидроцилиндра;

d - диаметр штока;

φ - отношение активных площадей поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра.

.

Подставляя последнее выражение в формулу для рабочего цикла, получаем:

При проектировании объёмного гидропривода применяют унифицированные устройства. Для подбора гидроцилиндра используют отраслевую нормаль ОН 22-176-69.

В соответствии с нормалью ОН 22-176-69 принимаем d_мин = 50 мм и с учетом L = 800 мм выбираем φ = 1,65.

Скорость рабочего хода поршня при ∆t = 1,0с определяем по формуле:

Принимая коэффициент запаса по скорости равным k_з.с. == 1,10, получаем:

v_p = k_з.с. ∙ v_раб = 1,10∙6,12 = 6,73см / с.

Расчетная мощность гидропривода составит: