Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Гидравлический привод лесных машин методические указания по изучению курса и выполнению контрольных работ

..pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
462.85 Кб
Скачать

Кафедра проектирования специальных лесных машин

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ЛЕСНЫХ МАШИН

Методические указания по изучению курса и выполнению контрольных работ

для студентов специальностей 150405 и 190603 заочной формы обучения

Санкт-Петербург

2010

Рассмотрены и рекомендованы к изданию учебно-методической комиссией лесомеханического факультета Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии 11 марта 2010 г.

С о с т а в и т е л и :

кандидат технических наук, доцент О. А. Михайлов, кандидат технических наук, доцент Г. В. Каршев, кандидат технических наук, доцент А. А. Ржавцев

О т в . р е д а к т о р доктор технических наук, профессор В. А. Александров (СПбГЛТА)

Р е ц е н з е н т

кафедра проектирования специальных лесных машин СПбГЛТА

Гидравлический привод лесных машин: методические указания по изучению курса и выполнению контрольных работ / сост.: О. А. Михайлов, Г. В. Каршев, А. А. Ржавцев. – СПб.: СПбГЛТА,

2010. – 20 с.

В методических указаниях представлена программа курса «Гидропривод лесных машин», даны задания для выполнения контрольной работы по курсу и справочные материалы для расчета объемного гидропривода технологического оборудования лесных машин.

Темплан 2010 г. Изд. № 165.

2

ПР Е Д И С Л О В И Е

Внастоящее время практически невозможно назвать такую отрасль промышленности или сельского хозяйства, в которых не применялся бы гидропривод. Гидроприводом оснащены самолеты, гусеничные и колесные машины, его применяют в ракетных установках, на морских и речных судах, в дорожных и строительных машинах, в станках и горных машинах.

Широко гидропривод применяется и в лесной отрасли. В данных методических указаниях рассматриваются вопросы изучения и расчета объемного гидропривода (ОГП). Следует подчеркнуть, что этим приводом оснащено большинство вновь создаваемых и наиболее перспективных лесозаготовительных машин. С объемным гидроприводом неразрывно связано их дальнейшее техническое совершенство.

Приступая к изучению курса «Гидропривод лесных машин», студент должен четко представлять круг вопросов, которые рассматриваются в данной дисциплине. Программа изучения курса рассчитана на использование литературы [1, 2], рекомендуемой в качестве основного источника для самостоятельной работы студентов по данной дисциплине.

3

1.УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ КУРСА

1.1.Общая характеристика гидропривода

1.1.1.Общие сведения о гидроприводах

При изучении курса необходимо уяснить, что гидроприводы могут быть двух типов: гидродинамические и объемные. Гидродинамические приводы (гидропередачи) нашли применение на ряде гусеничных и колесных машин и в данном курсе не рассматриваются.

Объемным называют гидропривод, в состав которого входит гидравлический механизм с одним или несколькими объемными гидродвигателями и в котором рабочая жидкость находится под давлением. Основой объемного гидропривода является объемная гидропередача.

Следует понять, что входит в состав гидропередачи. Для этого важно усвоить такие термины, как объемный насос, объемный гидродвигатель, гидропреобразователь, гидроаккумулятор, гидрораспределитель, гидроклапан давления, гидроаппарат управления расходом, гидравлический усилитель, кондиционер рабочей жидкости, уплотнитель, гидравлическое реле, гидроемкость, гидролиния.

1.1.2. Классификация и принцип работы гидроприводов

Следует рассмотреть различные принципиальные схемы гидроприводов:

по характеру движения выходного звена гидродвигателя (вращательного, поступательного или поворотного движения);

по наличию управления (без управления, с управлением). Виды управления: машинное, дроссельное, машинно-дроссельное. Ручное и автоматическое управление. Стабилизирующий, программный и следящий гидропривод;

по циркуляции рабочей жидкости (с замкнутым и разомкнутым по-

током);

по источнику подачи рабочей жидкости в гидросистему (насосные аккумуляторные, магистральные);

по типу приводящего двигателя (электро-, турбо- и дизельнасосные).

1.1.3. Оценка гидропривода

Необходимо раскрыть основные достоинства и недостатки гидропривода.

4

1.2.Рабочие жидкости для гидропривода

1.2.1.Физические свойства рабочих жидкостей

Вязкость жидкости, кинематический коэффициент вязкости, процесс определения вязкости, сжимаемость жидкости, модуль объемной упругости, пенообразование, химическая и механическая стойкость, совместимость.

1.2.2. Характеристики рабочих жидкостей

Жидкости на нефтяной основе, водомасляные эмульсии, синтетические жидкости, смеси. Выбор и условия эксплуатации рабочих жидкостей.

1.3. Гидролинии

Общие сведения о гидросетях. Трубопроводы жесткие и гибкие. Соединения. Разборные и неразборные соединения. Расчет гидролиний. Монтаж гидросистемы.

1.4. Насосы и гидромоторы

Общие сведения о гидромашинах. Основные понятия о насосе, гидромоторе, насос-моторе, объемной гидравлической передаче. Параметры, характеризующие работу гидронасосов и гидромоторов. Конструкции насосов и гидромоторов (шестеренные, пластинчатые, радиально-поршневые, аксиально-поршневые).

1.5. Гидроцилиндры и поворотные гидродвигатели

Классификация и принципиальные схемы гидроцилиндров. Конструкции и расчет гидроцилиндров и поворотных гидродвигателей.

1.6. Гидрораспределители

Общие сведения о гидрораспределителях. Типы гидрораспределителей (золотниковые, крановые, дросселирующие). Основные характеристики гидрораспределителей.

1.7. Регулирующая и направляющая гидроаппаратура

Общие сведения о гидроаппаратуре. Напорные гидроклапаны. Редукционные гидроклапаны. Обратные гидроклапаны. Ограничители расхода. Делители потока. Дроссели и регуляторы расхода.

5

1.8. Управление гидроприводом

Машинное управление (регулирование). Дроссельное управление (регулирование).

1.9. Вспомогательные устройства гидропривода

Гидробаки и теплообменники для рабочей жидкости. Фильтры и сепараторы. Уплотнительные устройства. Гидравлические аккумуляторы. Гидравлические реле давления. Гидроклапаны выдержки времени. Гидрозамки. Средства измерений.

1.10. Гидравлические усилители

Понятие «следящий привод» (ручной и автоматический). Блок-схема следящего привода. Классификация гидроусилителей. Гидроусилители золотникового типа, с соплом и заслонкой, со струйной трубкой. Расчет гидроусилителя.

1.11. Проектирование гидропривода

Исходные данные для проектирования. Основные уравнения гидропривода. Типовые функциональные гидросхемы для стадии проектирования. Надежность гидроприводов. Тепловой расчет гидроприводов.

1.12. Монтаж, испытание и эксплуатация гидропривода

Требования при монтаже гидропривода. Цель испытаний гидропривода. Схема стенда для испытания. Эксплуатация, техническое обслуживание и мелкий ремонт гидропривода. Обслуживание гидробаков и правила эксплуатации рабочих жидкостей. Обслуживание гидролиний. Обслуживание насосов, гидродвигателей, гидроаппаратуры. Схемы гидропривода лесной машины.

2. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

2.1. Общие указания

По курсу «Гидропривод лесных машин» студенты выполняют одну контрольную работу, которая состоит из развернутого ответа на два контрольных вопроса и решения задачи.

Выполнение контрольной работы является ответственным этапом самостоятельной работы студента по изучению курса. К ее выполнению сле-

6

дует приступить только после того, как будет полностью проработан и усвоен соответствующий раздел курса. Несоблюдение этого правила приводит к низкому качеству выполнения контрольной работы и возвращению ее для исправления или внесения дополнений.

Контрольную работу необходимо писать разборчиво, без исправлений, в обычной школьной тетради, обязательно оставляя поля. Если тетрадь в клеточку, то текстовую часть работы следует писать через строчку.

На все вопросы, поставленные в задании, необходимо дать последовательные и исчерпывающие ответы своими словами, в сжатом виде, иллюстрируя текст в необходимых случаях рисунками и схемами. Не допускается дословное переписывание текста из книг и других печатных изданий или интернета. Рисунки и схемы выполняются карандашом непосредственно в тетради. Рисунки необходимо делать в виде упрощенных принципиальных схем. Все схемы и рисунки должны иметь пояснения в тексте и быть органически связанными с содержанием контрольной работы.

На титульном листе обложки пишут наименование факультета, курс, название дисциплины, свою фамилию, имя и отчество, шифр и домашний адрес.

В конце работы следует поместить список использованной литературы, указать дату окончания работы и расписаться.

Задания на выполнение контрольной работы, исходные данные для ее выполнения и содержание задач представлены в п. 2.2. В п. 2.3 приведены примеры составления принципиальной гидравлической схемы объемного гидропривода (ОГП) и решения задачи на соотношение между параметрами приводящего двигателя, насоса и гидродвигателя. В прил. 1, 2, 3 даны термины и определения, единицы измерения физических величин и их размерности в СИ, а также нормативные данные для расчетов.

2.2. Задания на выполнение контрольной работы

Задание на выполнение контрольной работы и основные исходные данные принимаются из таблицы. Вариант задания определяется по последней цифре номера зачетной книжки. По номеру варианта принимаются номер и содержание задачи из общего списка, приведенного ниже. Основные сведения (структура обозначений, технические характеристики) по гидроагрегатам, представленным в таблице, даны в прил. 4, 5.

7

 

Задачи

 

 

 

на

 

 

соотношения

 

между

 

параметрами

приводящего двигателя, насоса и гидродвигателя

 

 

 

 

 

Задача 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приводящий двигатель вращает вал насоса с частотой ní

2500 мин–1

с моментом Ì

 

 

êð

40 Í

ì

. Рабочий объем насоса q

11,6 ñì 3 . Требуется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

определить давление нагнетания на выходе из насоса

pí . Принять объем-

ный КПД насоса

î í

 

0,965 , механический КПД насоса

ì í

0,945 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давление нагнетания в системе ОГП p

16 ÌÏà

. Мощность приво-

дящего двигателя Nï

ä

 

2 êÂò.

Требуется определить подачу насоса Qí .

Принять объемный КПД насоса

î

í

0,965 ,

механический КПД насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ì í

0,945 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объемный насос,

рабочий объем которого q

11,6 ñì 3 ,

приводится в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

действие двигателем мощность которого Nï

ä

8 êÂò . Давление нагнета-

ния в системе

 

pí

= 16 МПа. Требуется определить частоту вращения вала

насоса ní . Принять объемный КПД насоса

î í

 

0,965,

механический

КПД насоса

 

ì

í

0,945 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приводящий двигатель вращает вал насоса с частотой ní

2400 мин–1,

рабочий объем насоса

 

q

11,6 ñì 3 .

 

Какой крутящий момент необходимо

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

создать на валу

насоса

Ì êð ,

 

чтобы давление

нагнетания составило

pн = 10 МПа?

 

 

Принять объемный КПД насоса

î

í

0,965,

механический

КПД насоса

ì

í

0,945 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приводящий двигатель вращает вал насоса с частотой ní

2400 мин–1,

рабочий объем насоса

q

28,1ñì 3 . Какую мощность необходимо сообщить

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

валу насоса Nï

 

ä , чтобы давление нагнетания составило pí = 32 МПа? При-

нять объемный

КПД

насоса

 

î í

 

0,965,

механический

 

КПД насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ì í 0,945 .

8

номерлиес ,принимается 10 Вариант* .)РВД( давления высокого Рукав**

гателя

-приводяще параметрами между -гидродви и насоса ,двигателя го

соотношение на задачу Решите .3

-гид принципиальную Дайте .2 ниявключе схему равлическую -объем в элементов следующих гидропривод ный

-особенно основные Опишите .1 -рабо принцип и устройства сти -объем элементов следующих ты гидропривода ного

1

НШ32В-3Л

НШ10Д-3

 

 

 

 

зачетной

 

 

 

Ц50.25.120.01

Н.036.84.083**

 

2

 

Ц80.40.320.01

Ц50.25.120.01

 

 

 

 

НШ50В-3Л

НШ6-3

книжки

 

 

 

МН56/32

НШ32В-3Л

 

3

 

(аналог 310.3.112)

 

 

Ц100.50.400.04

заканчивается

 

4

 

Ц80.40.320.01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НШ32В-3Л

МГ112/32

 

 

 

 

(аналог 310.3.112)

 

 

 

 

Ц50.25.120.01

 

 

 

 

Ц80.40.320.01

цифрой

 

 

 

 

 

5

 

НШ100В-3

НШ50В-3Л

 

 

 

 

 

 

 

 

Ц100.50.400.04

Р80-3/2-222

.0

 

 

 

 

НШ100В-3

 

 

 

 

НШ50В-3Л

 

 

6

 

МН56/32

 

 

 

Р80-3/2-222

 

 

 

 

(аналог 310.3.56)

 

 

 

 

 

 

 

7

 

НШ-50В-3

НШ32ДК-3Л

 

 

 

Р80-3/1-444Г

Н.036.85.063**

 

 

 

 

 

 

8

 

НШ32ДК-3Л

НШ-50В-3

 

 

 

Ц50.25.120.01

Р80-3/1-444Г

 

 

 

 

 

 

 

 

МГ112/32

МН56/32

 

 

9

 

(аналог 310.3.112)

(аналог 310.3.56)

 

 

 

 

гидроклапан

гидроусилитель

 

 

10

 

НШ10Д-3

МГ112/32

 

 

 

(аналог 310.3.112)

 

 

 

гидроусилитель

 

 

 

 

 

 

 

 

гидроклапан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

задания Содержание

1

 

 

2

 

Задания

6 5 4 3

номера и заданий Варианты

работы контрольной выполнение на

7

задач

 

8

 

 

9

 

 

10*

 

 

 

 

 

Задача 6

Вал гидромотора, вращаясь с угловой скоростью ω = 6,5 с–1, сообщает рабочему органу мощность Nм = 8 кВт. Рабочий объем гидромотора

q 28,1ñì 3. Требуется

определить перепад

давления на

гидромоторе

ì

 

 

 

 

pì . Принять объемный КПД гидромотора

î ì 0,968,

механический

КПД гидромотора

ì ì

0,95.

 

 

 

 

 

 

Задача 7

Гидромотор вращает вал рабочего органа с частотой nм = 1800 мин–1 и мощностью Nм = 8 кВт. Расход потока рабочей жидкости, подводимого к

гидромотору, Qм = 50 л/мин.

Требуется определить крутящий момент на

валу гидромотора Mкр. Принять объемный КПД гидромотора

î ì

0,968,

механический КПД гидромотора

ì

ì

0,95 .

 

 

 

 

 

 

 

Задача 8

 

 

 

 

 

 

При перепаде давления

pì = 17,6 МПа на валу гидромотора развива-

ется крутящий момент Ì êð

559 Í

 

ì . Расход потока рабочей жидкости

через гидромотор Qм = 50 л/мин. Требуется определить частоту вращения

вала гидромотора nм. Принять объемный КПД гидромотора

î ì

0,968,

механический КПД гидромотора

ì

ì

0,95.

 

 

 

 

 

 

 

Задача 9

К гидроцилиндру с известными геометрическими размерами (диаметр цилиндра D = 220 мм, диаметр штока d = 110 мм) подается рабочая жидкость с расходом Qц = 50 л/мин под давлением p1 = 20 МПа. Требуется определить усилие на штоке при рабочем Fð õ и холостом ходе Fõ õ , ско-

рость штока при рабочем vð õ и холостом ходе võ õ . Принять объемный КПД гидроцилиндра î ö 1, полный КПД гидроцилиндра ö 0,94 , пе-

репад давления на гидроцилиндре pö = 0,9 p1 .

Задача 10

Поршень гидроцилиндра перемещается со скоростью vð õ = 0,2 м/с с усилием Fð õ = 2 кН. Подача рабочей жидкости составляет Qц = 30 л/мин.

Требуется определить давление на поршень p1. Принять полный КПД гидроцилиндра ö 0,94 , перепад давления на гидроцилиндре pö = 0,9 p1 , отношение площади поршня к площади штока φ = 1,25.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]