
Сортировочный лесотранспортер.doc / 2-яя часть / Расчёт гидропривода
.doc3. Расчёт гидропривода поступательного движения
По заданному усилию выбираем номинальное рабочее давление из нормализованного ряда рекомендуемых значений давлений. Согласно ряду, усилию
соответствует давление
.
Подбираем гидроцилиндр. Для этого находим диаметр цилиндра по формуле:
,
где
-
нагрузка, Н;
-
рабочее давление в гидросистеме, Па;
-
поправочный коэффициент, учитывающий
влияние потерь давления в линиях
нагнетания и слива, а также трения в
уплотнениях штока и поршня гидроцилиндра,
.
.
По ГОСТу принимаем
Соотношение между диаметрами цилиндра
и штока
принимается в зависимости от давления
.
При давлении большем, чем
5 МПа отношение
принимается равным 0,75. Из соотношения
следует, что
;
.
По давлению
,
диаметру
и ходу поршня
выбираем гидроцилиндр, основные параметры
которого приведены в таблице 1.
Демпфирование |
Есть |
Максимальное давление, МПа |
10 |
Номинальное давление, МПа |
6,3….10,0 |
Диаметр цилиндра , мм |
90 |
Диаметр штока , мм |
70 |
Ход поршня, мм |
160 |
Таблица 1 Технические параметры гидроцилиндра
Рабочий объём гидроцилиндра
;
.
Необходимый теоретический расход, который должен обеспечить насос равен
;
.
По требуемой подаче и давлению подбираем роторно-пластинчатый насос типа
Г12-23, основные параметры которого приведены в таблице 2 [1].
Таблица 2 Техническая характеристика роторно-пластинчатого насоса Г12-23
Рабочий объём, см3 |
30 |
Номинальное давление, МПа |
6,3 |
Частота вращения, об/мин |
|
Полный КПД |
0,80 |
Объёмный КПД |
0,88 |
Механический КПД |
0,82 |
Приводная мощность, кВт |
|
Масса, кг |
9 |
Минимально необходимая частота вращения насоса
,
где
- объемный КПД насоса.
.
По приводной мощности и необходимой частоте вращения подбирается электродвигатель 4A112М4Y3, у которого номинальная мощность на валу
и частота вращения
.Так как частота насоса и электродвигателя не совпадают, подбираем клиноременную передачу с передаточным числом u=1,3.
Подача насоса
;
.
Максимальный расход, л/мин |
70 |
Номинальное рабочее давление, МПа |
0,4…12,5 |
Потери давления, МПа |
0,3 |
По подаче
и давлению выбираем реверсивный гидрораспределитель золотникового типа с электрогидравлическим управлением ДГ73-44. Его техническая характеристика приведена в таблице 3.
Таблица 3 Техническая характеристика распределителя ДГ73-44
Действительные потери давления при расходе, равном подаче насоса
;
.
На сливной гидролинии устанавливается фильтр типа С42-5, основные технические данные которого приведены в таблице 5,
Таблица 4 Техническая характеристика фильтра С42-5
Номинальная тонкость фильтрации, мкм |
40 |
Номинальный расход, л/мин |
40 |
Номинальное давление, МПа |
0,63 |
Потеря давления, МПа |
0,1 |
Перепад
давления при
.
По тем же параметрам подбираем напорный клапан МКПВ 10. Его технические данные приведены в таблице 6.
Таблица 5 Техническая характеристика напорного клапана МКПВ 10
Максимальный расход, л/мин |
80 |
Рабочее давление, МПа |
6,3 |
Потери давления, МПа |
- |
Рассчитываем гидролинии.
Учитывая рекомендации, скорости движения рабочей жидкости принимаем:
на
всасывающей линии
;
на
напорной линии
;
на
сливной линии
.
Потери давления по участкам определяем по формуле
;
где
-
плотность рабочей жидкости,
,
;
-
коэффициент местных потерь, определяемый
в зависимости от вида местного
сопротивления [2];
-
коэффициент потерь по длине, определяемый
в зависимости от числа Рейнольдса [2];
-
длина i-го
участка гидролинии, м;
-
диаметр трубы i-го
участка гидролинии, м;
-
скорость движения жидкости в гидролинии,
.
;
где
-
кинематическая вязкость рабочей жидкости
при температуре 500С,
;
-
осноувание натуральных логорифмов;
T- температура рабочей жидкости, 0С.
.
Расчёт потерь давления сведён в таблицу 7.
Расход гидролинии от гидроцилиндра до бака при сливе из штоковой полости цилиндра
;
.
В качестве трубопроводов приняты бесшовные стальные холодно-деформированные трубы с наружным диаметром 12 мм, толщиной стенки 1 мм на гидравлическое давление 10,6 МПа.
Давление в бесштоковой полости гидроцилиндра
;
в
штоковой
.
Принимаем уплотнение поршня в гидроцилиндре шевронными манжетами, тогда сила трения поршня в гилроцилиндре
;
где
-
коэффициент трения материала уплотнения
о стенки цилиндра,
при
трении резины о сталь
;
-
ширина уплотнения поршня, м.
При
и
количество манжет в узле уплотнения
равно трём, общая длина контактной
поверхности
,
коэффициент трения
[2].
;
Сила трения штока в уплотнениях
;
где
-
ширина уплотнения штока, м; здесь
.
.
Полезное усилие передаваемое штоком
;
Заданное
усилие на штоке обеспечено, так как
.
Механический КПД гидроцилиндра
,
где
-
теоретическое значение усилия,
передаваемое штоком, Н;
;
.
.
Объёмный
и гидравлический КПД гидроцилиндра
можно принять равными единице. Фактический
КПД гидроцилиндра
.
Гидравлический КПД гидросистемы без учета объемных потерь
,
где
-
суммарные утечки в гидросистеме, МПа.
Полный КПД гидропривода
,
где
-
КПД гидроцилиндра,
-
КПД гидросистемы без учета объемных
потерь,
-
КПД насоса (полный).
.
Рассчитываем гидробак
,
где
-
объём рабочей жидкости, подаваемой
насосом в минуту, л.
Таблица 7 Расчет потерь давления в гидросистеме
Наименование участков гидролинии или аппаратуры |
Длина
труб |
Расход
|
Принятая
скорость
|
Вычисленный
диаметр
|
Принятый диаметр , мм |
Уточнённая скорость , м/с |
Re |
Коэффициент сопротивления |
Потери
напора
|
|
|
|
|||||||||
Насос-распределитель |
24 |
30 |
3,2 |
14,10 |
15 |
2,83 |
1100,9 |
0,064 |
0,3 |
0,375 |
Распределитель |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,092 |
Распределитель- гидроцилиндр |
4 |
30 |
3,2 |
14,10 |
15 |
2,83 |
1100,9 |
0,064 |
0,45 |
0,064 |
Итого потери в напорной гидролинии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,531 |
Гидроцилиндр-распределитель |
4 |
13,36 |
2 |
11,91 |
12 |
1,97 |
612,8 |
0,11 |
0,45 |
0,069 |
Распределитель |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,092 |
Распределитель-гидробак |
25 |
13,36 |
2 |
11,91 |
12 |
1,97 |
612,8 |
0,11 |
0,3 |
0,424 |
Фильтр |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,075 |
Итого потери в сливной гидролинии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,659 |
Всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,190 |
Литература
Осипов Муратов Гидропривод машин лесной промышленности
Расчет объемного гидропривода. Метод указ к курс и диплом проек
Барабанов В.А. Расчёт объёмного гидропривода: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию.- 2-е изд., испр.-Архангельск: Изд-во АГТУ, 2002.-45с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора- машиностроителя: В 3 т. Т.3.- 8-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 2001.-864 с.