4 Технические расчёты

Расчет гидропривода комплекса.

Конструкция гидропривода и его основные параметры определяются типом оборудования, для которого он предназначен. Для гидросистемы транспортера, толкателя, и поворотного барабана целесообразно сгруппировать гидроаппараты на гидропанелях по функциональному назначению. Расположить гидропанели в близи исполнительных органов и связывать их с напорной насосной установкой, сливной и дренажной линиями.

4.1 Расчет гидроцилиндра отсекателей 1,2,3,4 ; зажима.

4.1.1 Определяем диаметр D гидроцилиндра и диаметр d штока.

Принимаем рабочее давление в гидроцилиндре р = 1,6 МПа.

Согласно формуле 3.54 [ 1 ] зависимость между p и d/D принимаем d/D=0.5

Пренебрегая сопротивлением трения в уплотнениях и противодавлением,

Находим рабочую площадь поршня гидроцилиндра:

(4.1)

где F – усилие на штоке гидроцилиндра F = 171,2 Н

Тогда диаметр цилиндра будет равен:

см

В соответствии с ГОСТ принимаем диаметр гидроцилиндра D = 40 мм, тогда

диаметр штока d = 0,5D = 400,5 = 20 мм.

Ввиду того, что полученный диаметр штока соответствует стандарту, окончательно принимаем d = 40 мм.

1. Определяем подачу насоса:

л/мин (4.2)

л/с =6,6 л/мин

где Lм = 32 мм – ход поршня.

Так как ; (4.3)

Получаем (t1+t2)m = 60

2. Определяем рабочую скорость Vраб и скорость холостого хода штока гидроцилиндраVхх:

см/с (4.5)

cм/с (4.6)

3. Выбираем условия прохода гидролиний. Для упрощения расчетов принимаем диаметр трубопроводов одинаковым для всех гидролиний.

В соответствии с рекомендациями [1 ] скорость течения жидкости в трубопроводе V = 2 м/с. Площадь сечения трубопровода:

(4.7)

откуда диаметр равен:

(4.8)

принимаем диаметр трубы d = 12 мм

4. Выбираем рабочую жидкость. Рабочая жидкость должна удовлетворять двум условиям:

- температура застывания должна быть на 15 – 20С ниже наименьшей температуры окружающей среды

- при давлении до 7 МПа рекомендуеться применять минеральные масла, имеющие V50 = (2040) при t = 50 С.

Выбираем масло индустриальное 20. Температура скатывания - 20 С, что на 25 С ниже заданной и V = 20

5. Определяем типоразмер напряющего гидрораспрелелителя. Если по заданию требуется направляющий гидрораспрелелитель с дистационным управлением, то выбираем тип Г – 73.

Типоразмер определяем по максимальному через гидрораспределитель. Согласно данным каталога выбираем гидрораспределитель типоразмера 1РЕ10. который обеспечивает расход Q = 40 л/мин., потери в гидрораспределителе 0,4 МПа.

6. Выбираем насос. Для этого необходимо знать его подачу Qн и номинальное давление на выходе Pном. Определяем Pном из уровня:

(4.9)

откуда

(4.10)

здесь Δp3 ;Δpн.ц ;Δpз.сл ;Δpц.б - потеря давления соответственно в распределителе, гидролинии насос – гидроцилиндр, в сливной линии распределителя, в гидролинии гидроцилиндр – бак ( Δp3 = Δpз.сл ).

Все гидравлические потери необходимо рассчитать при расходе Q = 6,6 л/мин. Потери давления в распределителе определяем по формуле: Δp3=kзQн – коэффициент пропорциональности , здесь Δp3 и Qн - значение потери давления и расхода в распределителе

Для рассматриваемого случая Δp3 = 0,4 МПа

При Qк = 40 л/мин.

Поэтому МПа

Потери в трубопроводе (общая формула):

(4.11)

Для линий соединяющих насос и гидроцилиндр, гидроцилиндр и бак

;

;

;

(4.12)

;

Для линий соединяющих насос и гидроцилидр, суммарный коэффициент потерь:

(4.13)

Где

кр.п = 1,12 и п.п = 0,16 – коэффициенты сопротивления при крутом и плавном повороте.

Для линии соединяющей гидроцилиндр с баком:

(4.15)

Потери в линии, соединяющей насос и гидроцилиндр Δpн.ц определяем по формуле: (4.16)

Потери в линии, соединяющие гидроцилиндр с баком:

(4.17)

Для уплотнения поршня выбираем U- образные резиновые манжеты: коэффициент трения f = 0,1 – 0,13 , общая протяженность Lм = 2 см.

Уплотнение штока – пакет шевронных резиновых манжет. Сила трения в манжетных уплотнениях поршня:

Fтр.ц = fDlмp (4.18)

Fтр.ц = 0,123,140,10,021,610 = 1206 Н

Сила трения в шевронных уплотнениях штока:

Fтр.ш = kdlм (4.19)

Где k = 0,22 Мпа – размерный коэффициент по данным ЭНИМСС

Тогда Fтр.ш = Н

Общая сила трения:

Fтр = Fтр.ц + Fтр.шт = 1206 + 690,8 = 1868,8 Н (4.20)

Подставляя приведенные рассчетные данные в формулу получаем:

МПа

Итак насос должен обеспечивает подачу Qн = 6,6 л/мин, при pнас = 1,93 МПа.

4.2 Расчёт гидроцилиндра толкателя.

Расчёт гидроцилиндра проведем согласно схеме, схема работы которого показана на рисунке 4.1.

Рис. 4.1 Перемещение блока толкателем.

4.2.1 Вычисление приведенной к поршню массы

Приведенную к поршню массу m, кг определяем по формуле (4.21).

,

(4.21)

где - масса заготовок, кг;

- масса деталей механизма загрузки, кг.

кг