Практическое занятие№10. Тепловой расчет гидропривода

10.1 Цель занятия: является уточнение основных параметров и характеристик гидропривода и проверка соответствия параметров выбранного гидрооборудования требуемым.

10.2 Лабораторное оборудование: действующие стенды с гидроприводом; натурные образцы машин с гидроприводом технологического оборудования.

Условием приемлемости теплового режима в системе гидропривода является выполнение неравенства:

, (10.1)

где: - перепад температур рабочей жидкостью и окружающим воздухом;

- максимально допустимый перепад температур;

- максимально допустимая температура рабочей жидкости, назначается в зависимости от сорта рабочей жидкости и должна соответствовать минимально допустимой вязкости, указанной в технических условиях на выбранный тип насосов и гидромоторов;

- максимальная температура окружающего воздуха, соответствует верхнему пределу рабочего температурного диапазона, указанного в заданных условиях эксплуатации машины. Поверхность теплообмена, необходимая для поддержания перепада , определяется по формуле:

. (10.2)

Количество тепла , выделяемое в гидроприводе в единицу времени, эквивалентно теряемой в гидроприводе мощности . В системе СИ имеет размерность мощности и численно равно сумме всех видов ее потерь:

.

Величина мощности, теряемой в гидроприводе и превращаемой в тепло, определяется исходя из приводной мощности насоса по формуле:

, (10.3)

где: - общий КПД гидропривода для предварительного расчета, исходя из принятых ранее значений допустимых потерь, принимается равным .

Для коэффициента теплопередачи от рабочей жидкости к окружающему воздуху через разделяющие их стенки элементов гидропривода можно на стадии предварительного расчета и при условии отсутствия принудительного обдува принимать среднее по поверхности теплообмена значение

. град. Если суммарная фактическая площадь теплоотдающих поверхностей элементов гидропривода меньше требуемой по условиям теплообмена , необходимо увеличить эту площадь, например, введением оребрения бака или установкой теплообменника.

10.4 Содержание отчета

Название и цель занятия; формулы для вычислений параметров с результатами вычислений для заданной машины ; выводы.

10.5 Контрольные вопросы

1. Перечислите основные параметры гидропривода заданной машины.

2. Как влияют параметры гидропривода на показатели работы машины?

3. Перечислите достоинства и недостатки гидропривода заданной машины?

Практическое занятие № 11. Динамический расчет гидропривода лесного манипулятора

11.1 Цель занятия: является уточнение основных параметров и характеристик гидропривода и проверка соответствия параметров выбранного гидрооборудования требуемым.

11.2 Лабораторное оборудование: действующие стенды с гидроприводом; натурные образцы машин с гидроприводом технологического оборудования, компьютерный класс.

Надежность, прочность и устойчивость к динамическим перегрузкам конструкции проектируемого манипулятора во многом зависит от достоверного знания нагрузок, точек их приложения и правильно составленной кинематической схемы. Типичная схема манипулятора приведена на рис. 11.1.

Рис. 11.1. Кинематическая схема механизма подъема стрелы

Пренебрегая потерями на трение, запишем систему дифференциальных уравнений движения стреловой группы манипулятора и расхода рабочей жид­кости в виде c учетом воздействия сил инерции:

(11.1)

где q_н - номинальная производительность насоса, м³/с;

t - время, с;

J_c - момент инерции стреловой группы относительно шарнира 0, кг-м²;

т - масса груза, кг;

l - вылет манипулятора, м;

g - ускорение сил тяжести, м/с²;

b₁ - плечо приложения усилия гидроцилиндра, м;

т_с - масса стреловой группы, кг;

l_цмс - расстояния от шарнира 0 до центра масс стреловой группы, м;

₁ - текущее значение угла между осями звеньев ОА и АВ, град.

К_t = t/t_H при t < t_H; К_t = 1 при t >= t_H;

t_H - время нарастания расхода рабочей жидкости от 0 до номинального значения Q_H .

Решение математической модели с помощью ЭВМ

Порядок выполнения работы.

1. На лабораторном стенде гидроманипулятора замерить геометрические параметры для ввода в программу «Оптимизация положений гидроцилиндра в статическом и динамическом режиме», № гос. Регистрации .

2. Введите свои Ф.И.О. и номер группы.

3. Введите по заданию преподавателя исходные данные:

– угол наклона стрелы манипулятора к горизонту в нижнем положении рукояти град. .

– границы варьирования углов поворота стрелы в пределах

Порядок ввода данных:

Подача в ед. времени 0.00133 м3/с

Параметр b1( задается для шести вариантов с шагом 0,05м) 0.447 м

Параметр а1(находится построением для шести вариантов методом засечек с радиусами равными длинам гидроцилиндра Sн и Sк ) 1.347 м

Диаметр цилиндра стрелы 0.1 м

Коэфф. утечек в гидросистеме 2E-12 м³/(Па/с)

Время нарастания расхода раб. жидк 0 с

Дискретность изменения времени 0.005 с

Момент инерции стрел. гр. от-но т.О 7350 кг/м²

Масса груза 884 кг

Вылет манипулятора 6.15 м

Масса стреловой группы 433 кг

Расст. от т.О до ЦМ стреловой группы 3.34 м

Знач. числителя в формуле определения Кр 0.0001

Начальное значение угла гамма 76.25 град

Значение угла дельта 11.61 град

Начальное значение фи -15 град

Конечное значение угла фи 60 град

Время выдержки после остановки 0 с

Мин. длина гидроцилиндра Sн 11,5 м

Макс. длина гидроцилиндра Sк 1.82.3 м

Шаг оптимизации положения, м 0.01 м

Время на процесс поднятия 3 с

Поместите курсор мыши на круглом, белом поле соответственно у слов статика или динамика и нажмите левую клавишу мыши.

Нажмите на кнопку Исходные данные введены и получите результат расчета.

4. На распечатке таблицы на экране выберите наименьшее из максимальных значений усилия в гидроцилиндре и определите возможные границы существования оптимума. Если желаете перейти к отысканию оптимума, введите цифру 1.

5. Для оптимального положения гидроцилиндра определите потребный диаметр гидроцилиндра и сравните его с гидроцилиндром манипулятора.

11.4 Содержание отчета

Название и цель занятия; формулы для вычислений параметров с результатами вычислений для заданной машины ; выводы.

11.5 Контрольные вопросы

1. Перечислите основные параметры гидропривода заданной машины.

2. Как влияют параметры гидропривода на показатели работы машины?

3. Перечислите достоинства и недостатки гидропривода заданной машины?