Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Кафедра автомобили и технологические машины

Курсовая работа

По расчету основных элементов объемного

гидропривода дорожных машин

Выполнил студент группы СДМ-11: Ярусов Р.А. Проверил преподаватель: Пугин К.Г

Пермь 2013

Цель работы: расчет основных параметров гидропривода и на основании этого выбор комплектующего оборудования из числа серийно выпускаемых промышленностью.

Исходные данные (вариант №20):

• Скорость движения поршня гидроцилиндра, 50 мм/с

• Усилие на штоке гидроцилиндра, 1000 кН =

• Режим работы, л

• Температура окружающей среды , +50… - 25 t C

• Частота вращения вала гидромотора, 950об\мин

• Момент на валу гидромотора, 200 Нм

1. Выбор давления в гидросистеме

Для гидропривода мощных машин и механизмов значение давления 25 МПа =

2.Определение основных параметров и мощности

гидродвигателей и насосов

Внутренний диаметр гидроцилиндра определяется из выражения:

= , м

где , F - усилие на штоке, Н

Р - давление в системе, Па

_г - гидравлический КПД ( 1)

_м - механический КПД (0,85 - 0,95), меньшее значение рекомендуется выбирать для давлений рабочей жидкости до 10 МПа.

Dп=220мм=0,22м (стандартный внутренний диаметр гидроцилиндра по ГОСТ 12447-80).

Уточняем необходимое давление в цилиндре:

, Па

Определяем расход гидроцилиндра:

, м³/с

где ₀ - объемный КПД (0,98-0,99)

_п - скорость движения поршня, м/с.

D_п – стандартный диаметр гидроцилиндра. м

Мощность гидроцилиндра:

, кВт

где, F - усилие на штоке, кН

_п - скорость движения поршня, м/с

Определяем диаметр штока d_ш в зависимости от усилия на штоке (по таблице № 1, усилие на штоке >100, кН):

d_Ш=0,7·D_П= 154 мм=0,154 м

3. Разработка гидросистемы

Мощность гидромотора N_Д, при заданных моменте M_Д и числе оборотов вала n_Д определяется по формуле

, Вт

где M_Д - момент на валу, Hм

n_Д - число оборотов выходного вала, об/мин.

По найденным мощности, моменту и заданному числу оборотов выбираем серийный гидромотор: гидромотор шестеренный с правым вращением вала (Гидромотор аксиально-поршневой Г15 – 25Н);

- рабочий объем, q=160см³=16·10^-5 м³;

- номинальное давление, P=6,18 МПа;

- максимальный момент на валу, М=213 Нм;

- полный КПД, η=0,87;

- число оборотов, n_nom=960 об/мин

Для выбранного гидромотора уточняем расход и рабочее давление.

Расход гидромотора:

, л/мин

где, V_р - рабочий объем гидромотора , см3 (из справочника для выбранной модели гидромотора).

n_д - заданное число оборотов вала гидромотора, об/мин

- объемный КПД для гидромотора. (для Г15 – 25Н объемный КПД – 0,98).

Рабочее давление гидромотора.

Требуемое давление должно быть меньше принятого в системе:

где, M_Д - момент на валу гидромотора, Hм

₀ - объемный КПД гидромотора

- полный КПД гидромотора

V_Р - рабочий объем гидромотора, м³.

Определяем мощность и рабочее давление насоса

Определение полезной мощности насоса N_НП:

где k_ЗС - коэффициент запаса по скорости, учитывающий возможные утечки рабочей жидкости в подвижных соединениях, k_ЗС =1,05 - 1,2.

k_ЗУ - коэффициент запаса по усилию, учитывающий возможные потери давления на путевые и местные сопротивления, k_ЗУ =1,05 -1,2.

Для легкого режима работы гидропривода меньшее значение коэффициента.

N_Г - наибольшая суммарная мощность гидродвигателей (один насос питает гидроцилиндр и гидромотор).

Подача Q_H или рабочий объем q_H насоса:

,

где - мощность насоса, кВт;

- подача насоса, дм³/с

- номинальное давление насоса, МПа

- рабочий объем насоса, дм³

- частота вращения вала насоса, об/с (задается самостоятельно в зависимости от вида приводного двигателя) можно принять от 1000 до 2000об/мин.

С учетом потерь в гидролинии рабочее давление для насоса Р_н:

Р_Н= 1,05 Р_Г ; Р_Н=1,05 Р_Ц

МПа

Выбираем рабочее давление насоса большее, с учетом потерь ( ) и находим подачу и рабочий объем:

Пусть n_н=1000 об/мин = 16,67 об/с

По давлению Р_Н и подаче Q_Н или рабочему объему насоса выбираем насос по справочнику. Следует выбрать насос с ближайшей к расчетному значению подачей в большую сторону. По данным характеристикам подходит шестеренный насос типа НШ – 98, поскольку режим работы гидропривода легкий.