Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. Расчёт рабочих, геометрических параметров и выбор типоразмеров элементов гидропривода 6

1.1 Выбор рабочего давления 6

1.2 Расчет параметров и выбор гидродвигателя 6

1.2.1 Выбор гидромотора 6

1.3Определение расхода рабочей жидкости, проходящей через гидродвигатели 7

1.4 Выбор насоса 7

1.5 Выбор электродвигателя для привода насоса 8

1.6 Выбор рабочей жидкости 9

1.7 Выбор гидроаппаратуры 10

1.7.1 Выбор гидрораспределителя 10

1.7.2 Выбор предохранительного клапана 11

1.7.3 Выбор дросселя 11

1.7.4 Выбор фильтра 12

1.8 Определение диаметров трубопроводов 12

1.9 Расчет гидробака 14

2. Определение перепада (потерь) давления, фактического давления насоса и КПД гидропривода 17

2.1 Фактическое давление насоса 17

2.2 Потери (перепады) давления 17

2.3 КПД гидропривода 18

Список литературы

ПриложениЕ

ВВЕДЕНИЕ

Гидроприводом называется совокупность гидравлических механизмов, предназначенная для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости.

Гидропривод, в состав которого входит гидравлический механизм, в котором рабочая жидкость находится под давлением, с одним или более объёмными гидроприводами называется объёмным.

Структурно объёмный гидропривод состоит из гидропередачи, устройств управления, вспомогательных устройств и гидролиний.

В состав гидропередачи входят объёмные насосы (преобразователи механической энергии приводящего двигателя в энергию потока рабочей жидкости) и объёмные гидродвигатели (преобразователи энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию органа машины).

К устройствам управления относятся: гидрораспределители (для изменения направления потока рабочей жидкости и обеспечения требуемой последовательности включения в работу гидродвигателей); гидроклапаны давления (для изменения или поддержания требуемого давления в гидросистеме); гидроаппараты управления расходом (дросселей, регуляторы расхода, направляющие клапаны, делители потоков и др.); гидроусилители (для управления работой других элементов гидроприводов с одновременным усилением мощности сигнала управления за счёт внешнего источника питания).

Вспомогательные устройства обеспечивают надёжную работу гидропривода. К ним относятся кондиционеры рабочей жидкости (гидроёмкости, теплообменники, фильтры), уплотнительные устройства, обеспечивающие герметизацию гидросистемы, гидравлические реле давления и др.

Гидролиниями все элементы гидропривода объединяются в единую гидросистему. Гидролинии – устройства для подачи рабочей жидкости под давлением к выходным звеньям и гидроагрегатам гидропривода. В гидроприводе различают гидролинии: всасывающую, где жидкость движется к насосу; напорную, где жидкость движется от насоса; сливную с движением жидкости от гидродвигателя в гидробак; управления, где жидкость движется к устройствам управления и регулирования; дренажную, по которой отводятся утечки от гидроагрегатов в гидробак. Гидравлический объёмный привод обладает следующими достоинствами:

-имеет меньшую массу и габарит по сравнению с механическим и электрическим приводами, т.к. в большинстве случаев в нём отсутствуют редукторы, муфты, канаты;

-он просто и более совершенно компонуется независимо от расположения валов и узлов;

-имеет малую инерционность, что обеспечивает долговечность и позволяет осуществлять реверсирование рабочих движений за очень короткий промежуток времени;

-обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости движения рабочих органов;

-имеет надёжное и простое предохранение от перегрузок рабочих органов и двигателя;

-даёт возможность широко применять стандартизованные и унифицированные узлы, что позволяет снизить себестоимость гидропривода и облегчает его эксплуатацию и ремонт.

В качестве рабочих жидкостей здесь применяются минеральные масла, которые одновременно обеспечивают смазку деталей гидропривода, повышает их износостойкость.

Однако, гидропривод имеет некоторые недостатки . В следствии проникновения воздуха в рабочую жидкость его движение может сопровождаться толчками, что отрицательно влияет на равномерность движений рабочих органов.

Сжатие и расширение труб, возникающие при гидравлических ударах в процессе быстрых переключений, расшатывают соединения и уплотнения в узлах гидропривода. Во избежание больших утечек жидкости, зазоры между сопрягаемыми деталями должны быть минимальными, а это обеспечивается высокой точностью их изготовления, что приводит к повышению стойкости гидропривода. Уплотнения не обеспечивают полной герметизации узлов, что уменьшает КПД и загрязняет рабочее место.

Одним из недостатков также является изменение вязкости рабочей жидкости в зависимости от изменения температуры, что нарушает работу гидропривода.

Однако в настоящее время разработаны жидкости с высоким индексом вязкости и созданы уплотнения, которые обеспечивают длительную работу без утечек. А выполнение узлов и соединений гидропривода на высоком техническом уровне и надлежащий уход во время эксплуатации почти полностью устраняет приведённые выше недостатки гидропривода.

Широкое применение в машинах лесного комплекса страны гидропривод получил в 60-70е годы XX века. В настоящее время этот тип привода машин и механизмов стал одним из основных.

Конструкция гидравлического привода должна обеспечивать экономичность, высокие эксплуатационные свойства, безопасность, надёжность и долговечность (ГОСТ 17411-91).

При конструировании и проектировании гидропривода необходимо соблюдать следующие требования:

1. Потери давления должны быть сведены к минимуму, особенно в трубопроводах, для этого уменьшают их длину, число поворотов и разветвлений.

2. Конструкция трубопровода должна обеспечить отсутствие взаимного влияния одновременно работающих гидродвигателей.

3. Для защиты дорогостоящих аппаратов (насосов и моторов) предусматривают защитные устройства - предохранительные клапаны и т.д.

4. Стабильность работы гидропривода зависит от правильного выбора рабочей жидкости, стабильности её вязкости, определяемой рабочей температурой, оптимальный режим которой задаётся размерами гидробака и способом теплообмена.

5. Параметры рабочей жидкости, её чистота обеспечиваются фильтрами и отстоем в гидробаке.

6. Параметры всех применяемых гидроаппаратов должны соответствовать расходу и давлению в местах их установки.

1. РАСЧЕТ РАБОЧИХ, ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА

   1. Выбор рабочего давления

Рабочее давление влияет на габариты, стоимость, долговечность и эксплуатационную пригодность гидропривода. При выбранных высоких значениях давление гидропривод получается компактным, но при этом снижается его долговечность и возрастает стоимость при повышенном требовании к прочности и точности его элементов.

При выборе гидромотора принимаю значение из ряда номинальных давлений по ГОСТ 12445-80: р = 6.3 Мпа

1.2 Расчет параметров и выбор гидромотора

1.2.1 Выбор гидромотора

Гидромотор выбираю по нагрузке (крутящему моменту М = 45 Н∙м) на выходном валу, рабочему давлению р= 6.3МПа и частоте вращения вала

п_м=750 об/мин

Выбираю аксиально-поршневой гидромотор Г16-15АМ

Таблица 1. Техническая характеристика гидромотора Г16-15АМ

Тип	№	Номин. крутящий момент, Н∙м	Рабочий объём, см3	Ном. давление, МПа	Частота вращения, мин-1	КПД
				6.3	960	Гидромех.	Полный
Г16-1	5АМ	100	125			0.82	0.76

Мощность на выходном валу гидромотора, Вт

где М – крутящий момент на валу, Н∙м;

– угловая скорость, рад/с, ;

– частота вращения, об/с.

Перепад давления в гидромоторе, Па

где м³

– механический КПД гидромотора.

1.3 Определение расхода рабочей жидкости проходящей через гидромотор

Расход рабочей жидкости, м³/с, проходящей через гидромотор,

где q_м – рабочий объём гидромотора, см³;

n_м– частота вращения вала, об/мин;

η_м.о – объёмный КПД гидромотора.

1.4 Выбор насоса

Тип насоса выбирается в зависимости от способа регулирования и рабочего давления. Насос выбираю по подаче (расходу) Q и рабочему давлению р.

Выбираю нерегулируемый роторно-пластинчатый насос Г12-25

Таблица 2. Техническая характеристика роторно-пластинчатого насоса Г12-25

Тип	№	Масса насоса, кг	Рабочий объем, см3	Давление, МПа		Частота вращения, мин -1			КПД
				Номин.	Макс.		Номин.	Макс.		Объем	Полный
Г12-2	5	30	45	6,3	7		1500	1500		0.88	0.80

Выбранный насос должен создавать давление

р ≥ Δр_м + ∑ Δр,

Проверим создает ли насос это давление, если

∑ Δр=0,1 Δр_м

р ≥ 2,75 МПа + 0,275 МПа

6,3 МПа ≥ 3,02 МПа

- условие соблюдается.

1.5 Выбор электродвигателя для привода насоса

При выборе электродвигателя учитываю полезную мощность насоса, Вт,

Подача у насоса должна быть больше подачи гидромотора,

Q_н ≥ Q, т.к 106л/мин≥104 л/мин - условие соблюдается;

где q_м – рабочий объём насоса, см³;

n_м– частота вращения вала, об/мин;

η_м.о – объёмный КПД насоса.

Проверим фактическую частоту вращения вала гидромотора по формуле

Полученная частота вращения гидромотора должна быть

n_м.зад≤n_м.факт<n _{м. мах}

750 ≤ < 1500

Определим расхождения

n_м.зад и n_м.факт

%<10% -условие соблюдается

Выбираю трехфазный асинхронный двигатель АИР160S4

Таблица 3. Техническая характеристика трехфазного асинхронного двигателя

Тип двигателя	Синхронная частота вращения, об/мин	Мощность, кВт
АИР160S4	1500	15