МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЕ РФ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕПЛОТЕХНИКИ И ГИДРАВЛИКИ

Расчетно – графическая работа Расчет гидропривода

Схема А.1

Вариант 1

Выполнил: студент группы ТМ – 34 Зубарев А. Л.

Проверил: Акчурин Р. Ю.

Киров 2002

СОДЕРЖАНИЕ

Расчет гидропривода 1

1 Выбор насоса 2

2 Расчет и выбор гидромотора 2

3 Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных элементов гидропривода 4

4 Расчет трубопроводов гидросистемы 6

5 Определение коэффициента полезного действия гидропривода 13

6 Тепловой расчет гидропривода 13

Библиография 14

1 Выбор насоса

Выбираем насос с номинальной подачей и номинальным давлением р_ном. Предварительно выбираем насос НПл 25/6,3:Q_ном= 21,1 л/мин, р_ном= 6,3 МПа, η_{0 ном}= 0,88, η_ном= 0,78,n= 950 об/мин.

2 Расчет и выбор гидромотора

2.1 Определение расхода и давления жидкости, подводимой к гидромотору

Расход жидкости Q, л/мин, необходимый для получения частоты вращения вала гидромотораn, зависит от его рабочего объема:

, (1)

где V– рабочий объем гидромотора, дм³;

n– частота вращения вала гидромотора, об/мин;

η₀– объемный к.п.д. гидромотора, учитывающий утечки жидкости (η₀= 0,77…0,97), принимаем η₀= 0,9.

18,66 л/мин.

Расход жидкости через гидромотор обеспечивается насосом.

Давление р в гидромоторе, необходимое для получения полезной мощности N_Пна валу с учетом механических (η_М) и объемных (η_О) потерь (без учета противодавления в сливной линии), определяется:

, (2)

где η = η_Мη_О= 0,88·0,85 = 0,748,

η_М= (0,8…0,87) – для аксиально-поршневых гидромоторов типа Г 15 – 2…, принимаем η_М= 0,85.

1,9 МПа

Примечание: при расчетах расход жидкости Qиз л/мин переводим в м³/с,:

. (3)

Выбранный насос имеет номинальное давление больше р: р_ном>р

2.2 Выбор гидромотора

Гидромоторы выбирают по крутящему моменту и номинальной частоте вращения.

3,18 Нм (4)

Номинальная мощность гидромотора определяется:

, (5)

где – номинальный перепад давлений,

V– рабочий объем.

Выбираем гидромотор Г15 – 21Р: V= 11,2 см³,Q_ном= 10,8 л/мин, р_ном= 6,3 МПа, η_{0 ном}= 0,95…0,98, η_ном= 0,88,n= 960 об/мин.

4,4 МПа. (6)

788,48 Вт.

Выбранный гидромотор удовлетворяет условиям.

3 Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных элементов гидропривода

3.1 Обратный клапан

Для выбранного насоса с заданным расходом жидкости и рабочим давлением, принимаем обратный клапан Г51 – 31: Q_ном= 32 л/мин, р_ном= 20 МПа, Δр_ном= 0,25 МПа, р_от= 0,15 МПа.

Тогда потеря давления при расходе насоса Qчерез клапан, отличного отQ_ном, определится:

0,258 МПа (7)

3.2 Распределитель

Схема распределителя 44. Для выбранного насоса с заданным расходом жидкости и рабочим давлением, принимаем распределитель В16, потеря давления которого определяем по графику в зависимости от расхода насоса: Q= 21,1 л/мин, тогда Δр = 0,001 МПа.

3.3 Дроссель

Для выбранного насоса с заданным расходом жидкости и рабочим давлением, принимаем дроссель ПГ77 - 14: Q_max= 60 л/мин, р_ном= 20 МПа, Δр_ном= 0,25 МПа.

Тогда потеря давления при расходе насоса Qчерез дроссель, отличного отQ_ном, определится по формуле:

0,017 МПа. (8)

3.4 Фильтр сливной

Для выбранного насоса с заданным расходом жидкости и рабочим давлением, принимаем фильтр сливной ФС:Q_ном= 25 л/мин, р_ном= 0,63 МПа, Δр_ном= 0,1 МПа, Δ = 25 мкм.

Тогда потеря давления при расходе насоса Qчерез фильтр, отличного отQ_ном, определится по формуле выражения (8):

0,071 МПа.

3.5 Аккумулятор

Минимальный полезный объем V_п, дм³, аккумулятора обычно принимают в 1,5 раза больше величины подачи насоса за одну секунду, то есть:

, (9)

где Q– подача насоса, дм³/с,

t= 1,5 с – время.

Конструктивный объем V_ки объем газовой частиV_гаккумулятора в зависимости от полезного объема:

, (10)

. (11)

Аккумулятор пневмогидравлический с эластичным разделителем в иде мембраны

3.6 Гидроклапан давления

Для выбранного насоса с заданным расходом жидкости и рабочим давлением, принимаем гидроклапан давления Г54 – 32: Q_ном= 32 л/мин, р_ном= 20 МПа, Δр_ном= 0,2 МПа.

Давление, при котором открывается клапан

2,85 МПа. (12)

При открытом гидроклапане давления насос разгружен, а давление в системе создает аккумулятор.

Тогда потеря давления при расходе насоса Qчерез клапан, отличного отQ_ном, определится по формуле (8):

0,086 МПа

3.7 Манометр

Манометр выбирается по следующему условию:

, (13)

3,8 МПа

Принимает манометр типа МПТ класса точности 1,5 и верхним пределом измерения р_ном= 4 МПа.

3.8 Гидробак

Объем гидробака заполняется на 80…90% маслом, а объем масла определяется как:

84,4 л (14)

Из стандартного ряда принимаем объем гидробака V_б= 100 л.

3.9 Рабочая жидкость

В качестве рабочей жидкости принимаем индустриальное гидравлические масло ИГП – 18: ρ = 880 кг/м³, кинематический коэффициент вязкости приt= 40⁰С – υ = 27 мм²/с, приt= 50⁰С – υ = 16,5…20,5 мм²/с, приt= 60⁰С – υ = 13,5 мм²/с.

4 Расчет трубопроводов гидросистемы

4.1 Определение диаметров всасывающего, напорного и сливного трубопроводов

Зная расход Q(расход жидкости во всасывающей, напорной и сливной линиях равенQ_ном), диаметр трубопровода определяется по формуле:

, (15)

где ν – скорость движения рабочей жидкости.

Для всасывающей линии при ν = 1,2…1,6 м/с (предварительно задается) внутренний диаметр трубопровода найдем по формуле (13):

17,8 мм.

Для напорной линии при ν < 2 м/с внутренний диаметр трубопровода найдем по формуле (15):

14,9 мм.

Для сливной линии при ν = 2 м/с внутренний диаметр трубопровода найдем по формуле (15):

14,9 мм.

Согласно ГОСТ 8734 – 75 значения диаметров: = 18 мм,= 15 мм,= 15 мм.

Толщину стенок трубопровода можно определить по формуле:

, (16)

где - максимальное давление в гидросистеме,

d– внутренний диаметр трубопровода,

= 4…6 – коэффициент безопасности,

– предел прочности на растяжение материала трубопровода, принимаем материал сталь 20, для которой= 420 МПа.

Толщина стенок трубопровода всасывающей линии принимается конструктивно.

Толщина стенок трубопровода напорной линии, при максимальном давлении:

0,25 мм.

Толщина стенок трубопровода сливной линии, при максимальном давлении:

0,25 мм.

В силу небольшого значения толщины трубопроводов гидросистемы и необходимостью защиты их от внешних механических повреждений, и облегчения гибки, принимаем толщину стенок для всех линий равной δ = 0,6 мм.

При определении диаметров трубопроводов, производим уточненный расчет скорости рабочей жидкости:

. (17)

Для всасывающей линии:

1,38 м/с.

Для напорной линии:

1,99 м/с.

Для сливной линии:

1,99 м/с.