7 Тепловой расчёт гидропривода крана

Поскольку, в гидроприводе установлен один теплообменник на оба контура, то тепловой расчёт будем производить при совмещении краном операций подъёма груза и выдвижения (втягивания) стрелы, так как при этом затрачивается максимальная мощность.

Для обеспечения нормальной работы гидропривода необходимо чтобы тепло,

выделяемое в процессе работы гидропривода отводилось в окружающую среду,

через боковые поверхности элементов гидропривода.

Тепловой расчет ведется на основе баланса тепла, выделяемого в гидроприводе и отводимого из гидропривода.

Уравнение баланса имеет следующий вид:

Q^т_выд.=Q^т_отв., (104)

где Q_т.выд – количество тепла, выделяемое гидроприводом, Дж/с;

Q_т.отв - количество тепла, отводимое из гидропривода, Дж/с.

, (105)

где с_э – коэффициент эквивалентности, Дж/с Вт [5];

N_пр1 – мощность на входе в насос, питающий гидродвигатели механизмов подъёма груза и подъёма стрелы, Вт;

_гм1 – гидромеханический КПД контура гидропривода механизмов подъёма груза и подъёма стрелы;

N_пр1 – мощность на входе в насос, питающий гидродвигатели механизмов поворота платформы и телескопирования стрелы, Вт;

_гм1 – гидромеханический КПД контура гидропривода механизмов поворота платформы и телескопирования стрелы.

, (106)

где η_н1 – полный КПД насоса [2];

р_н.д1 – действительное давление на выходе из насоса, Па.

, (107)

где Δр_гм.д1 – действительный перепад давления на гидромоторе, Па.

, (108)

где η_гм.м1 – гидромеханический КПД гидромотора;

,

,

.

, (109)

где η_н.гм1 – гидромеханический КПД насоса;

η_дв.гм1 – гидромеханический КПД гидродвигателя [2];

η_тр1 – гидравлический КПД гидропривода.

, (110)

,

, (111)

,

.

, (112)

где η_н2 – полный КПД насоса [5];

р_н.д2 – действительное давление на выходе из насоса, Па.

, (113)

где η_н.гм2 – гидромеханический КПД насоса;

η_дв.гм2 – гидромеханический КПД гидродвигателя [5];

η_тр2 – гидравлический КПД гидропривода.

, (114)

,

, (115)

,

,

. Количество тепла, отводимое из гидропривода Q_т.отв, Дж/с, вычисляем по формуле

, (116)

где α_i – коэффициент теплоотдачи поверхности соответствующего элемента гидропривода, Дж/м² с ⁰С [1];

S_i – площадь поверхности соответствующего элемента гидропривода, м²;

Δt – перепад температур, ⁰С.

Объём бака V_б, л, принимаем в зависимости от минутной подачи насоса по выражению

, (117)

.

Принимаем форму бака в виде цилиндра, высота которого в 2 раза больше диаметра, тогда площадь его поверхности S_Б, м³, вычислим по формуле:

, (118)

где Н – высота бака, м;

d_б – диаметр основания бака, м.

Подставив в формулу (118) значение высоты, выраженное через диаметр основания бака, получим:

, (119)

Зная объём бака, вычислим диаметр его основания по формуле

, (120)

,

.

, (121)

где Q_отв.н1 - тепло, отводимое насосом привода грузоподъёмного механизма, кДж;

Q_отв.н2 - тепло, отводимое насосом привода механизма телескопирования стрелы, кДж;

Q_отв.р.- тепло, отводимое гидрораспределителем, кДж;

Q_отв.тб.- тепло, отводимое тормозным блоком, кДж;

Q_отв.гм.- тепло, отводимое гидромотором, кДж;

Q_отв.рт- тепло, отводимое размыкателем тормоза, кДж;

Q_отв.кр.- тепло, отводимое клапаном – регулятором, кДж;

Q_отв.гц.- тепло, отводимое гидроцилиндром, кДж;

Q_отв.ф.- тепло, отводимое фильтром, кДж;

Q_отв.б.- тепло, отводимое баком, кДж;

Q_отв.тр.- тепло, отводимое трубопроводом, Дж/с.

Отклонение значения действительного количества отводимого тепла от значения выделяемого ΔQ, %, вычисляют по формуле

, (122)

.

В результате данного расчёта нами было установлено, что количество выделяемого от гидропривода тепла больше отводимого на 10%. Такая разница в

значениях допустима.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе был проведен расчет параметров элементов гидропривода стрелового самоходного крана. Таким образом

был спроектирован гидропривод автомобильного крана по заданной грузопоъё –

мности 27000 киллограм. Полученные нами отклонения всех действительных значений параметров гидропривода от заданных не превышают 10%.

Литература

1. Анурьев В. И. ,,Справочник конструктора – машиностроителя.” , 3т.-6-е изд., перераб. И доп. –М .: Машиностроение, 1982 г. 576 с., ил.

2. Ульяновский завод, ,, Паспорт распределителей типа 2Р203В10 и

2Р323В10.” 1989г. 25с.

3. Васильченко В. А. ,,Гидравлическое оборудование мобильных машин”:

справочник – М.: Машиностроение, 1983- 301с.

4. Гидро- и пневмопривод и его элементы. Рынок продукции: Каталог/Г46 Коллектив составителей. – М.: Машиностроение, 1992. – 232с., ил.

5 Вильнер Я. М. , Ковалев Я. Т. , Некрасов Б. Б. ,, Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам.’’ , под редакцией Некрасова Б.Б.-

изд. Минск, Высшая школа 1976 г. 415с.

6. Вайсон А.А. Подъёмно – транспортные машины: Учебник для вузов по специальности «Подъёмно – транспортные машины и оборудование». – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 536с.: ил.

7. ПО «Московский машиностроительный завод им. Калинина». Гидроклапаны предохранительные 510.32.00, 510.32.10. Паспорт 510.32.00 ПС. – М.: ПО «ММЗ им. Калинина», 1995. - 8с.

Содержание

Задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1 Анализ современного состояния отечественного и зарубежного

краностроения и выбор крана прототипа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 Расчёт силовых и кинематических параметров исполнительных

механизмов крана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1 Грузоподъёмный механизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2 Механизм телескопирования стрелы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3 Стрелоподъемный механизм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.4 Механизм поворота платформы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3 Определение максимальной выходной мощности . . . . . . . . . . . . . . . . .17

4 Определение функций гидропривода механизмов автомобильного

крана и выбор элементов, предназначенных для их выполнения . . . . . . . . . . 18

5 Предварительный расчёт гидропривод механизмов крана. . . . . . . . . . 21

5.1 Выбор насоса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5.2 Выбор скоростей движения жидкости в гидролиниях. Определение

диаметров труб и выбор труб. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

5.3 Определение действительных скоростей движения жидкости. . . . . .23

5.4 Выбор гидроаппаратов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

5.5 Выбор рабочей жидкости. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

5.6 Выбор насоса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

5.7 Выбор скоростей движения жидкости в гидролиниях. Определение диаметров труб и выбор труб. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

5.8 Определение действительных скоростей движения жидкости

жидкости в гидролиниях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

5.9 Выбор гидроаппаратов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

6 Проверочный расчёт гидропривода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

6.1Определение потерь давления для контура гидропривода механизмов подъёма груза и стрелы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

6.2 Выбор гидромотора механизма подъёма груза. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

6.3 Расчёт гидроцилиндра механизма подъёма стрелы и определение его параметров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

6.4Определение потерь давления для контура гидропривода механизмов

телескопирования и поворота платформы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

6.5 Выбор гидромотора механизма поворота платформы. . . . . . . . . . . . . . .40

6.6 Расчёт гидроцилиндра механизма телескопирования и определение его параметров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

7 Тепловой расчёт гидропривода крана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49