Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Ksendzov_Vladik.docx

Скачиваний:

Добавлен:

02.05.2015

Размер:

389.13 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

Исходные данные для расчета гидропривода

Номинальное давление в гидропривода, МПа	16,0
Крутящий момент на валу гидромотора, кН∙м	0,20
Частота вращения вала гидромотора, об/с	6
Длина гидролинии от бака к насосу (всасывающей), м	0,8
Длина гидролинии от насоса к распределителю (напорной), м	6
Длина гидролинии от распределителя к гидродвигателю (исполнительной), м	5
Длина гидролинии от распределителя к баку (сливной), м	3
Переходник, шт	5
Штуцер, шт	4
Муфта разъемная, шт	3
Колено плавное 90⁰, шт	6
Дроссель, шт	7
Температурный режим работы (окружающей среды), ⁰С	–25…+30

Описание принципиальной гидравлической схемы

На рисунке 1 изображена принципиальная гидравлическая схема роторного траншейного экскаватора.

Рис.1. Принципиальная гидравлическая схема роторного

траншейного эксаватора

Расчет обьемного гидропривода

Определение мощности гидропривода и насоса

Полезную мощность гидродвигателя вращательного действия (гидромотора) определяют по формуле:

N_гдв=М2πn_м, (1)

где М – крутящий момент на валу гидромотора, кНм;

n_м –частота вращения вала гидромотора, с^-1.

N_гдв =0,20∙2∙3,14∙6=7,536 кВт;

Полезную мощность насоса определяют по формуле:

N_нп= k_зу·k_зс·N_гдв , (2)

где k_зу – коэффициент запаса по усилию, учитывает гидравлические потери давления в местных сопротивлениях и по длине гидролиний, а также потери мощности на преодоление инерционных сил, сил механического трения в подвижных соединениях (1,1…1,2);

k_зс – коэффициент запаса по скорости, учитывает утечки рабочей жидкости, уменьшение подачи насоса с увеличением давления в гидросистеме (1,1…1,3).

N_нп=1,1·1,3·7,536=10,776 кВт.

Выбор насоса

Подачу насоса определяют по формуле:

Q_н = N_нп/ р_ном , (3)

где р_ном – номинальное давление, МПа.

Q_н = 10,776/16=0,673 дм³/с

Рабочий объем насоса определяют по формуле:

q_н= N_нп/( р_ном·n_н) , (4)

где n_н – частота вращения вала насоса, с^-1 (n_н = 1500 об/мин = 25 с^-1).

q_н=10,776/(16·25)=0,027 дм³/об.

Выбираем насос НШ-32У-3 по подходящим параметрам р_ном и q_н .

По технической характеристике выбранного насоса (Таблица 1) производим уточнение действительной подачи насоса по формуле:

Q_нд= q_нд ·n_нд ·ŋ_об, (5)

где q_нд – действительный рабочий объем насоса, дм³/об;

n_нд – действительная частота вращения насоса, с^-1;

ŋ_об – объемный КПД насоса.

Таблица 1

Параметр	Значение
Рабочий объем, см³	32
Давление на выходе, МПа: номинальное максимальное	16 20
Давление на входе в насос, МПа: минимальное максимальное	0,08 0,15
Частота вращения вала, об/с: минимальная номинальная максимальная	16 32 40
Номинальная потребляемая мощность, кВт	21
КПД насоса	0,82
Объемный КПД	0,92
Масса, кг	5,28

Q_нд = 0,032·25·0,92 = 0,736 дм³/c.

Определение внутреннего диаметра гидролиний,

скоростей движения жидкости

Зададимся скоростями движения жидкости /7/.

Для всасывающей гидролинии примем V_вс = 1,2 м/с.

Для сливной гидролинии примем V_сл = 2,0 м/с.

Для напорной гидролинии примем V_нап = 5 м/с.

Расчетное значение диаметра гидролинии определяется по формуле:

(6)

Для всасывающей гидролинии:

Производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра всасывающего трубопровода d_вс= 28 мм.

Значение толщины стенки трубопровода примем 3 мм.

Для сливной гидролинии:

Производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра сливного трубопровода d_сл=22 мм.

Значение толщины стенки трубопровода примем 3 мм.

Для напорной гидролинии:

Производим выбор трубопровода по ГОСТ 8734-75, при этом действительное значение диаметра напорного трубопровода d_нап=14 мм.

Значение толщины стенки трубопровода примем 3 мм.

Действительная скорость движения жидкости определяется по формуле:

(7)

Для всасывающей гидролинии:

Для сливной гидролинии:

Для напорной гидролинии:

Выбор гидроаппаратуры, кондиционеров рабочей жидкости

Техническая характеристика секционного гидрораспределителя

Р-25.160-20-01-30, :

Таблица 2

Параметр	Значение
Давление, МПа: номинальное максимальное	16 17,5
Расход рабочей жидкости, дм³/мин номинальный максимальный	160 200
Максимальное усилие для перемещения золотника из нейтральной позиции в рабочие при номинальных давлении и расходе, Н	400
Количество всех секций, собираемых в одном блоке, не более	6
Давление в сливной гидролинии, МПа, не более	0,8
Потери давления при рабочей позиции золотника, МПа, не более	0,65
Внутренние перетечки рабочей жидкости при нейтральной позиции золотника и номинальном давлении, см³/мин, не более	75…200
Потери давления в гидрораспределителе при нейтральной позиции золотников и номинальном расходе рабочей жидкости, МПа, не более: в одной секции в двух секциях в трех секциях в четырех секциях	0,25 0,38 0,52 0,68
Масса, кг	Зависит от числа секций

Основные параметры обратного клапана типа 61300:

Таблица 3

Параметр	Значение
Условный проход, мм	25
Номинальный расход, дм³/мин	160
Масса, кг	1,83

Основные параметры одностороннего гидрозамка 62300:

Таблица 4

Параметр	Значение
Условный проход, мм	25
Номинальный расход, дм³/мин	160
Габаритные размеры, мм	190×120×75
Масса, кг	9,47

Основные параметры предохранительного клапана непрямого действия типа 64600:

Таблица 5

Параметр	Значение
Условный проход, мм	25
Диапазон регулирования давления, МПа	5…17,5
Расход рабочей жидкости, дм³/мин: номинальный максимальный	160 10
Масса, кг	6,5

Основные параметры дросселей с обратными клапанами типа 62800:

Таблица 6

Параметр	Значение
Условный проход, мм	25
Номинальный расход, дм³/мин	160
Давление, Мпа номинальное максимальное	32 35
Масса, кг	3,2

Техническая характеристика фильтра типа 1.2.25-40:

Таблица 7

Параметр	Значение
Условный проход, мм	25
Номинальный расход через фильтр, дм3/мин	63
Номинальная тонкость фильтрации, мкм	40
Номинальное давление, МПа	0,63
Номинальный перепад давления при номинальном расходе, МПа, не более	0,08
Перепад давления на фильтроэлементе при открывании перепускного клапана, МПа	0,3
Ресурс работы фильтра, ч	300
Масса сухого фильтра, кг	7,2

В качестве рабочей жидкости примем ВМГЗ МГ-15-В(с):

Таблица 8

Параметр	Значение
Плотность при 20°С, кг/м³	865
Индекс вязкости	130…160
Вязкость при 50°С, сСт	10

Расчет потерь давления в гидролиниях

Для всасывающей гидролинии:

Определяем число Рейнольдса по формуле:

где V_жд – действительная скорость движения жидкости в гидролинии, м/с;

d – внутренний диаметр гидролинии, м;

ν – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости, м²/с.

Так как полученное число Рейнольдса Re = 3360>2320, то движение жидкости во всасывающей гидролинии турбулентное.

Определяем коэффициент путевых потерь λ (коэффициент Дарси) для турбулентного режима по формуле:

Потери давления по длине гидролинии (путевые) определяют по формуле:

(11)

где l – длина гидролинии, м (для всасывающей l=l_вс , для напорной l=l_нап+l_исп , для сливной l=l_сл+l_исп);

ρ – плотность рабочей жидкости, кг/м³.

Потери давления в местном сопротивлении ∆p_м определяются по формуле:

(12)

где ξ – коэффициент местного сопротивления(переходник-0,12; разъемная муфта-1).

Потери давления в гидролинии определяются по формуле:

∆p=∆p_l+ ∆p_м , (13)

∆p_вс =0,000729+0,00224=0,00297 МПа.

Для напорной гидролинии:

Определяем число Рейнольдса в напорной гидролинии по формуле (8):

Так как полученное число Рейнольдса Re = 6692>2320, то движение жидкости в напорной гидролинии турбулентное.

Определяем коэффициент путевых потерь для турбулентного режима по формуле (10):

Определяем потери давления по длине гидролинии (путевые) по формуле (11):

Определяем потери давления в местном сопротивлении по формуле (12), коэффициент местного сопротивления ξ равен: для штуцера - 0,12; дроссель - 2,12:

Определяем потери давления в напорной гидролинии по формуле (13):

∆p_нап=0,27+0,15139=0,4214 МПа.

Для сливной гидролинии:

Определяем число Рейнольдса в сливной гидролинии по формуле (8):

Так как полученное число Рейнольдса Re = 4268>2320, то движение жидкости в сливной гидролинии турбулентное.

Определяем коэффициент путевых потерь для турбулентного режима по формуле (10):

Определяем потери давления по длине гидролинии (путевые) по формуле (11):

Определяем потери давления в местном сопротивлении по формуле (12), для угольника с поворотом под прямым углом коэффициент местного сопротивления ξ=1,5:

Определяем потери давления в сливной гидролинии по формуле (13):

∆p_сл=0,023+0,0014649=0,024465 МПа.

Расчет гидромоторов

Мощность, потребляемую гидромотором, определяют по его основным параметрам:

(14)

где N_м – мощность гидромотора, кВт;

p_м – перепад давления на гидромоторе, Мпа;

Q_м – расход жидкости через гидромотор, дм³/об;

q_м – рабочий объем гидромотора, дм³;

n_м – частота вращения вала гидромотора, с^-1;

(15)

где p_ном – номинальное давление гидропривода;

∆p_c,∆p_н – потери давления в напорной и сливной гидролиниях;

Рабочий объем гидромотора находят из равенства полезной мощности гидромотора и потребляемой мощности:

где q_м – рабочий объем, дм³;

М – крутящий момент на валу гидромотора, кН∙м;

p_м – перепад давления на гидромоторе, МПа.

Но значение рабочего объема гидромотора должно еще удовлетворять следующему соотношению:

Из формулы (17) вторично определяют рабочий объем гидромотора:

где q_м – рабочий объем, дм³;

Q_нд – расход жидкости, дм³/с;

n_м – частота вращения вала гидромотора, с^-1.

Среднее значение рабочего объема:

Согласно среднему значению рабочего объема и номинальному давлению гидропривода выбрали аксиально-поршневой регулируемый мотор

типа 303.112. (рис. 2)

Рис. 2

Основные параметры гидромотора типа 303.112:

Таблица 9

Параметр	Значение
Рабочий объем, см³: номинальный q_ном минимальный q_min	112 31
Диапазон регулирования рабочего объема q_ном/q_min	3,61
Давление на входе в гидромотор, МПа: номинальное максимальное	20 35
Давление на выходе из гидромотора, МПа: максимальное минимальное	20 0
Максимальное давление дренажа, МПа:	0,2
Давление устойчивой работы регулятора, МПа	2
Частота вращения, мин^-1: номинальная (при q_ном) максимальная (при q_ном) максимальная (при q_min) минимальная (при q_min)	1200 3000 400 50
Номинальный расход, л/мин	142
Расход в линии управления, л/мин	0,2
Крутящий момент, Н∙м: номинальный страгивания при q_min	338 260 93
Коэффициент полезного действия: гидромеханический полный	0,95 0,90
Время цикла регулирования, с, не менее	0,5
Допустимое количество регулирования за 1 мин	10
Характеристики рабочей жидкости: класс чистоты по ГОСТ 17216-71 кинематическая вязкость, сСт номинальная фильтрация, мкм	12…14 16…25 25
Температура окружающей среды, ⁰С: минимальная максимальная	-40 +40
Масса, кг	48

После выбора гидромотора определяют действительные значения частоты вращения вала и крутящего момента, развиваемого гидромотором.

Действительные значения крутящего момента и частоты вращения вала гидромотора вычисляют по формулам:

где q_мд – действительный рабочий объем гидромотора, дм³;

η_гм, η_об – гидромеханический и объемный КПД гидромотора;

Сравниваем действительные и заданные параметры по относительным величинам:

Получаем:

Допускаемые величины отклонения не допускают ± 10%.

Тепловой расчет гидропривода

Тепловой расчет гидропривода ведется на основе уравнения теплового баланса:

Q_выд=Q_отв, (23)

где Q_выд – количество тепла, выделяемого гидроприводом в единицу времени (тепловой поток), Вт;

Q_отв – количество тепла, отводимого в единицу времени, Вт;

Определяем гидравлический КПД гидропривода по формуле:

Определяем гидромеханический КПД насоса по формуле:

(25)

где ŋ_н – полный КПД насоса;

ŋ_обн – объемный КПД насоса.

Определяем гидромеханический КПД гдродвигателя по формуле:

где η_гдв – полный КПД гидродвигателя;

η_обгдв – объемный КПД гидродвигателя;

Определяем гидромеханический КПД η_гм привода по формуле:

ŋ_гм = ŋ_гмн· ŋ_гмгдв· ŋ_г, (27)

ŋ_гм = 0,89·0,95·0,97 = 0,83

Определяем количество выделяемого тепла по формуле:

(28)

где ŋ_гм – гидромеханический КПД гидропривода;

k_в – коэффициент продолжительности работы гидропривода (k_в = 0,5);

k_д – коэффициент использования номинального давления (k_д = 0,7).

Определяем количество тепла отводимого в единицу времени от поверхностей металлических трубопроводов, гидробака при установившейся температуре жидкости по формуле:

(29)