5.7.2. Обчислення механічного ккд
Для визначення витрат в підшипниках приймаємо ККД шарикових підшипників ηп1= 0,995. Тоді загальний ККД підшипників
ηп=η2п1= 0,9952= 0,99.
Для визначення витрат на тертя пластин по статорному кільці приймаємо коефіцієнт тертя пластин за напрямляючими f= 0,02 [62]. Момент від сил тертя, обумовлений силами тиску і відцентровими силами:
(5.44)
Визначимо
витрати на тертя ротора і пластин об
розподільні диски. Вважаючи ротор і
пластини умовно як диск з діаметром
а зазори між ротором і дисками однаковими,
отримаємо момент від сил тертя:
(5.45)
Визначимо втирати на тертя від переміщення пластин відносно ротора. Вважаючи, в середньому, пластини всунуті в ротор на ¾ своєї довжини, приймаючи зазор між пластиною і ротором δ= 0,03 мм і вважаючи, що на ділянках всмоктування і нагнітання знаходиться вісім пластин, знайдемо момент сил тертя:
(5.46)
Механічний ККД гідродвигуна
(5.47)
5.7.3. Гідравлічний і загальний ккд
Гідравлічний
ККД гідродвигуна приймаємо рівним
.
Тоді гідромеханічний ККД гідродвигуна
(5.48)
Загальний ККД гідродвигуна
(5.49)
Методика визначення критеріїв роботи і надійності гідродвигуна подібна тій, яка приведена в прикладі розрахунку аксіально-поршневого насосу.
5.8. Характеристики гідромотору
Характеристики пластинчастого гідромотору розраховуються за допомогою програми Microsoft Excel (дод. 15). Дискету з програмою видає викладач.
Теоретична
витрата
гідромотору
обчислюється по формулі (5.3), фактична
витрата становить
(5.50)
Теоретичний момент гідромотору
(5.51)
фактичний
момент
обчислюється по формулі (5.2).
Потужність потоку робочої рідини на вході в гідромотор
(5.52)
потужність на валі гідромотору
(5.53)
Загальний ККД гідродвигуна обчислюється по формулі (5.49).
Для
розрахунку характеристик пластинчастого
гідромотору (дод. 15) для вибраного
діапазону частот обертання nдв програму Microsoft Excel вводяться значення
параметрів
За допомогою програми Microsoft Excel для
вибраного діапазону частот обертанняnдобчислюються значення
Використовуючи
значення розрахованих параметрів в
програмі Microsoft Excel будуються характеристики
гідродвигуна
прирн= const,ρ= const ,ν= const, деρтаν– відповідно
густина та кінематична в’язкість
робочої рідини (дод. 16).
ДОДАТКИ
Додаток 1
Титульний аркуш до пояснювальної записки
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра енергомеханічних систем
КУРСОВА РОБОТА
Тема: “ ПРОЕКТУВАННЯ НАСОСУ АКСІАЛЬНО-ПОРШНЕВОГО /назва гідромашини/”
Пояснювальна записка до курсового проекту з дисципліни
“ОБ’ЄМНІ ГІДРО- І ПНЕВМОМАШИНИ І АПАРАТИ”
КР 09.0209-05-314.00.00.00.ПЗ
Виконав студент гр. ГПМ02 ________________ І.І.Іваненко
(підпис, дата)
Перевірив доцент кафедри ГМ ________________ П.П.Петренко
(підпис, дата)
Нормоконтролер ________________ С.С.Сидоренко
(підпис, дата)
Донецьк, 2005 р
Додаток 2
РЕФЕРАТ
Пояснювальна записка _______ стр., ________ малюнків, ________ таблиць, __________ джерел, ___________ додатків.
Об”єктом розробки цієї роботи є аксіально-поршневий насос з нахиленим диском та торцьовим розподільником з витратою _________ л/хв., тиском ______ Мпа, частотою обертів _______ об/хв. та повним ККД ____________.
Ціль роботи – визначення технічних параметрів та конструктивних розмірів насосу аксіально-поршневого з нахиленим диском.
Методи розробки – аналітичні розрахунки та конструкторські розробки.
В наслідок виконання роботи розроблена конструкція аксіально-поршневого насосу з нахиленим диском.
Основні техніко-експлуатаційні, конструктивні та технологічні характеристики: витрата фактична ___________ л/хв., тиск нагнітання _________ МПа, частота обертів ____________ об/хв., повний ККД _______, діаметр поршнів ________ мм, кількість циліндрів _______ шт.., кут нахилу диску _________ град., потужність на валу насосу __________ кВт, привідний електродвигун ___________________.
Економічна ефективність – повний ККД розробленого насосу склав ____________; повний ККД насосу по завданню на проект _____________.
Результати роботи можуть бути використані при проектуванні аксіально-поршневих насосів та в навчальному процесі.
НАСОС, ПОРШЕНЬ, ЦИЛІНДР, ПОШТОВХУВАЧ, ВАЛ, РОЗПОДІЛЬНИК ТОРЦЬОВИЙ, ДИСК ПОХИЛЕНИЙ, ВИТРАТА, ТИСК
Додаток 3
Об’ємні гідромашини і гідропередачі, робочі рідини,
гідроапаратура, ущільнення (перелік стандартів).
Об’ємні гідравлічні насоси і мотори
ГОСТ 14057-68. Насосы шестерённые гидравлические. Основные параметры.
ГОСТ 14059-68. Насосы поршневые гидравлические. Основные параметры.
ГОСТ 14062-80. Моторы поршневые гидравлические. Основные параметры.
ГОСТ 13824-80. Насосы объёмные и моторы. Рабочие объёмы.
ГОСТ 13823-78. Насосы и моторы гидравлические объёмные. Общие технические требования.
ГОСТ 17699-72. Насосы аксиально-поршневые нерегулируемые НА, рном== 16,0 МПа. Основные параметры и размеры.
ГОСТ 17700-72. Насосы аксиально-поршневые НА, рном= 16,0 МПа. Технические требования.
ГОСТ 177701-72. Моторы гидравлические аксиально-поршневые нерегулируемые НА. рном = 16,0 МПа. Основные параметры и размеры.
ГОСТ 17702-72. Моторы гидравлические аксиально – поршневые НА. рном = 16,0 МПа. Технические требования.
ГОСТ 20719-88. Гидромоторы. Правила приемки. Методы испытаний.
ГОСТ 14658-75. Насосы объемные. Правила приемки. Методы испытаний.
ГОСТ 17398-72. Насосы. Термины и определения.
ГОСТ 2782-77. Насосы и двигатели гидравлические и пневматические.
ГОСТ 13167-82Е. Насосы пластинчатые под давлением рном = 6,3 МПа.
ГОСТ 21111-75. Насосы пластинчатые рном = 16,0 МПа. Основные параметры.
ГОСТ 14058-68. Насосы шиберные гидравлические. Основные параметры.
ГОСТ18863-73. Насосы одновинтовые.
ГОСТ 9366-80. Насосы осевые.
ГОСТ 12052-77. Насосы поршневые, приводные. Ряды основных параметров и размеров.
ГОСТ 20883-83Е. Насосы трёхвинтовые.
ГОСТ 19028-73. Насосы трёхплунжерные кривошипные.
ГОСТ 19740-74. Насосы центробежные вертикальные.
ГОСТ 19027-73. Насосы шестерённые.
ГОСТ 3564-84. Насосы поршневые многоотводные для жидкой смазки, рном = 10,0 МПа.
ГОСТ 18138-72. Насосы поршневые смазочные. Ряды основных параметров.
ГОСТ 3563-73. Насосы смазочные одноплунжерные ручные.
ГОСТ 15107-79. Насосы шестерённые на давление рном = 2,5 МПа.
ГОСТ 21229-75Е. Гидромоторы аксиально-поршневые, рном = 6,3 МПа.
ГОСТ С10187. Гидромоторы пластинчатые, рном = 6,3 МПа.
ТУ 2-953-1398-78. Основные параметры.
ГОСТ 21113-75. Гидромоторы пластинчатые, рном = 12,5 МПа. Основные параметры.
ГОСТ 14060-68. Моторы шестерённые гидравлические. Основные параметры.
Робочі рідини гідросистем
ГОСТ 10363-78. Масло для гидросистем высоконагруженных механизмов /масло ЭМ/.
ГОСТ 1861-73. Масла компрессорные.
ГОСТ 32-74. Масла турбинные.
ГОСТ 9972-74. Масла турбинные с присадками.
ГОСТ 20799-75. Масла индустриальные.
ГОСТ 1841-51. Масла цилиндровые 11, 24.
ГОСТ 4.24-71. Качество рабочих жидкостей.
ГОСТ 17216-71. Промышленная чистота. Классы чистоты жидкости.
Контрольна, регулююча і виконуюча гідроапаратура
ГОСТ 2.704-76. Правила выполнения гидравлических и пневматических схем.
ГОСТ 2.701-84. Общие требования к выполнению схем.
ГОСТ 17752-81. Объёмный гидропривод и пневмопривод. Основные термины и определения.
ГОСТ 2.721-74. Обозначения условные графические в схемах.
ГОСТ 2.302-68. Масштабы.
ГОСТ 16517-82. Гидроаппаратура управления. Общие технические требования.
ГОСТ 18464-80. Гидроцилиндры.
ГОСТ 19897-74. Гидроцилиндры одностороннего действия со сплошными штоками на номинальное давление 10 МПа. Конструкция и основные размеры.
ГОСТ 6540-68. Цилиндры гидравлические и пневматические.
ГОСТ 17108-79. Приводы гидравлические. Методы измерений.
ГОСТ 2.780-68. Обозначения условные графические. Элементы гидравлических и пневматических цепей.
ГОСТ 16516-80. Гидравлические, пневматические и смазочные системы.
ГОСТ 8755-80. Цилиндры гидравлические тракторные.
ГОСТ 16770-71. Баки для гидравлических и смазочных систем.
ГОСТ 20245-74. Гидроаппаратура. Правила приёмки, методы испытаний.
ГОСТ 2. 781-68. Обозначения условные графические. Аппаратура распределительная и регулирующая.
ГОСТ 16514-79. Цилиндры гидравлические. Общие технические требования.
ГОСТ 2.784-70. Элементы трубопроводов.
ГОСТ 17108-79. Приводы гидравлические. Методы измерения.
ГОСТ 17411-81. Гидроприводы объёмные. Общие технические требования.
ГОСТ 14063-68. Аппаратура гидравлическая и пневматическая. Основные параметры.
Ущільнення
ГОСТ 6678-72. Манжеты резиновые уплотнительные для пневматических устройств.
ГОСТ 9833. Кольца резиновые уплотнительные круглого сечения для гидравлических и пневматических устройств.
ГОСТ 8752-79. Манжеты резиновые, армированные для валов.
ГОСТ 6969-54. Манжеты резиновые уплотнительные с диаметром до 300 мм для гидравлических устройств.
ГОСТ 14896-84. Манжеты резиновые уменьшенного сечения для гидравлических устройств.
ГОСТ 18829-73.Кольца резиновые уплотнительные. Технические требования.
Додаток 4
Гідроприводи об’ємні, пневмоприводи і системи мащення.
Номінальні тиски (ГОСТ 12445-80)
Стандарт розповсюджується на пристрої, що входять до складу об’ємних гідроприводів, пневмоприводів і систем мащення. Номінальний тиск вибирають із ряду, МПа: 0,10; 0,16; 0,25; 0,40; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0;40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100; 125; 160; 200; 250.
Додаток 5
Гідроприводи об’ємні, пневмоприводи і системи мащення.
Номінальні частоти обертання (ГОСТ 12446-80)
Стандарт розповсюджується на об’ємні насоси, гідродвигуни, гідропередачі нероз’ємного виконання, насос-двигуни і пневмодвигуни. Значення частот обертання вибирається із ряду, об/хв: 0,60; 0,96; 1,50; 2,40; 3,78; 6,0; 9,6; 15,0; 24,0; 37,8; 60; 75; 96; 120; 150; 192; 240; 300; 378; 480; 600; 750; 960; 1200; 1500; 1920; 2400; 3000; 3780; 4800; 6000; 7500; 9600; 12000; 15000; 19200; 24000.
Додаток 6
Гідроприводи об’ємні, пневмоприводи і системи мащення. Номінальні
витрати рідини (ГОСТ 13825-80)
Стандарт розповсюджується на гідроапарати, мастильні апарати і фільтри. Значення номінальних витрат з ряду, л/хв: 1,0; 1,6; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100; 125; 1604 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500.
Додаток 7
Гідроприводи об’ємні, пневмоприводи і системи мащення. Номінальні робочі об’єми (ГОСТ 13824-80)
Стандарт розповсюджується на об’ємні насоси, насос-двигуни і гідродвигуни. Значення номінальних робочих об’ємів у сантиметрах кубічних повинні вибиратися із рядів:
основного: 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,20; 4,00; 5,00; 6,3; 8,00; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3200; 4000; 5000; 6300; 8000;
додаткового: 11,2; 14,0; 18,0; 22,4; 28,0; 36,0; 45,0; 56,0; 71,0; 90,0; 112; 140; 180; 224; 280; 360; 450; 560; 710; 900; 1120; 1400; 1800; 2240; 2800; 3600; 4500; 5600; 7100; 9000.
Додаток 8
Гідроприводи об’ємні, пневмоприводи і системи мащення.
Номінальні діаметри (ГОСТ 12447-80)
Стандарт розповсюджується на деталі рухомих ущільнюючих циліндричних пар (поршні, плунжери, штоки, золотники, крани тощо і їх втулки) пристроїв об’ємних гідроприводів, пневмоприводів і систем мащення. Їх діаметри в міліметрах вибирають із рядів:
основного: 1,0; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000;
додаткового: 14; 18; 22; 22; 28; 36; 45; 56; 70; 90; 110; 140; 180; 220; 280; 360; 450; 560; 710; 900.
Додаток 9
Гідроприводи об’ємні, пневмоприводи і системи мащення.
Приєднувальні різьби (ГОСТ 12853-80)
Стандарт розповсюджується на пристрої, що входять до складу об’ємних гідроприводів, пневмоприводів і систем мащення, і встановлює типи і розміри різьб для з’єднання цих пристроїв з трубопроводами.
Метричні різьби повинні вибирається із ряду: М3; М3,5; М4; М5; М6; М8х1; М10х1; М12х1,5; М14х1,5; М16х1,5; М18х1,5; М20х1,5; М22х1,5; М24х1,5; М27х2; М30х2; М32х2; М36х2; М39х2; М42х2; М45х2; М48х2; М52х2; М56х2; М60х2; М64х2; М68х2; М72х2.
Допускається застосувати конічну дюймову різьбу за ГОСТ 6111-52 з кутом профілю 600.
Додаток 10
Гідроприводи об’ємні, пневмоприводи і системи мащення.
Умовні проходи (ГОСТ 16516-80)
Стандарт розповсюджується на гідро- і пневмоапарати, апарати мащення, кондиціонери робочої рідини, робочого газу або мастильного матеріалу. Значення умовних проходів вибираються із ряду, мм: 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250.
Примітка.Умовний прохід – це округлений до найближчого значення із встановленого ряду діаметр круга, площа якого дорівнює площі характерного прохідного перерізу каналу пристрою або площі прохідного перерізу приєднуємого трубопроводу.
Додаток 11
Гідроприводи об’ємні. Буквені позначення приєднувальних
отворів гідроапаратів (ГОСТ 24242-80)
Стандарт розповсюджується на гідроапарати і встановлює буквені позначення приєднувальних отворів, які позначаються на гідроапаратах і монтажних плитах, а також використовуються в технічній документації (гідравлічні схеми, креслення).
Приєднувальні отвори гідроапаратів повинні мати такі позначення:
А, В, С, Р, Т – отвори основного потоку;
Х, У – отвори потоку керування;
L – дренажний отвір;
М – отвір для манометра.
За наявності в гідроапараті декількох отворів однакового призначення їх слід позначати буквами, що вказані вище, з добавленням порядкового номера праворуч.
Позначення, що рекомендуються для отворів основного потоку:
Р – отвір для входу (або виходу) робочої рідини під тиском;
А, В – отвори для приєднання до інших гідропристроїв;
Т – отвір для виходу робочої рідини в блок (або виходу її з блоку);
С – отвір проточного каналу секційного гідророзподільника.
Додаток 12
Технічні дані асинхронних електродвигунів з короткозамкнутим ротором серії 4А основного виконання (закриті обдуваємі) 1500 об/хв (синхронна швидкість)
|
Тип двигуна |
Рном, кВт |
При номінальному навантаженні |
|
|
|
J, кгּм2 | ||
|
n, об/хв |
η, % |
cos φ1 | ||||||
|
4А90L4У3 |
2,2 |
1425 |
80,0 |
0,83 |
2,4 |
2,1 |
6,0 |
56,0ּ10-4 |
|
4А100S4У3 |
3,0 |
1435 |
82,0 |
0,83 |
2,4 |
2,0 |
6,0 |
8,86ּ10-4 |
|
4А100L4У3 |
4,0 |
1430 |
84,0 |
0,84 |
2,4 |
2,0 |
6,0 |
1,13ּ10-2 |
|
4А112М4У3 |
5,5 |
1445 |
85,5 |
0,85 |
2,2 |
2,0 |
7,0 |
1,75ּ10-2 |
|
4А132S4У3 |
7,5 |
1455 |
87,5 |
0,86 |
3,0 |
2,2 |
7,5 |
2,75ּ10-2 |
|
4А132М4У3 |
11,0 |
1460 |
87,5 |
0,87 |
3,0 |
2,2 |
7,5 |
4,00ּ10-2 |
|
4А160S4У3 |
15,0 |
1465 |
88,5 |
0,88 |
2,3 |
1,4 |
7,0 |
10,3ּ10-2 |
|
4А160М4У3 |
18,5 |
1465 |
89,5 |
0,88 |
2,3 |
1,4 |
7,0 |
12,8ּ10-2 |
|
4А180S4У3 |
22,0 |
1470 |
90,0 |
0,90 |
2,3 |
1,4 |
6,5 |
19,0ּ10-2 |
|
4А180М4У3 |
30,0 |
1470 |
91,0 |
0,90 |
2,3 |
1,4 |
7,0 |
23,3ּ10-2 |
|
4А200М4У3 |
37,0 |
1475 |
91,0 |
0,90 |
2,5 |
1,4 |
7,0 |
36,8ּ10-2 |
|
4А200L4У3 |
45,0 |
1475 |
92,0 |
0,90 |
2,5 |
1,4 |
7,0 |
44,5ּ10-2 |
|
4А225М4У3 |
55,0 |
1480 |
92,5 |
0,90 |
2,5 |
1,3 |
7,0 |
64,0ּ10-2 |
|
4А250S4У3 |
75,0 |
1480 |
93,0 |
0,90 |
2,3 |
1,2 |
7,0 |
1,02 |
|
4А250М4У3 |
90,0 |
1480 |
93,0 |
0,91 |
2,3 |
1,2 |
7,0 |
1,17 |
|
4А280S4У3 |
110,0 |
1470 |
92,5 |
0,90 |
2,0 |
1,2 |
5,5 |
2,30 |
Технічні дані асинхронних електродвигунів з короткозамкнутим ротором серії 4А основного виконання (захищені) 1500 об/хв (синхронна швидкість)
|
Тип двигуна |
Рном, кВт |
При номінальному навантаженні |
|
|
|
J, кгּм2 | ||
|
n, об/хв |
η, % |
cos φ1 | ||||||
|
4АН160S4У3 |
18,5 |
1450 |
88,5 |
0,87 |
2,1 |
1,3 |
6,5 |
9,25ּ10-2 |
|
4АН160М4У3 |
22,0 |
1458 |
90,0 |
0,88 |
2,1 |
1,3 |
6,5 |
11,8ּ10-2 |
|
4АН180S4У3 |
30,0 |
1465 |
90,0 |
0,84 |
2,2 |
1,2 |
6,5 |
17,8ּ10-2 |
|
4АН180М4У3 |
37,0 |
1470 |
90,5 |
0,89 |
2,2 |
1,2 |
6,5 |
21,8ּ10-2 |
|
4АН200М4У3 |
45,0 |
1475 |
91,0 |
0,89 |
2,5 |
1,3 |
6,5 |
34,5ּ10-2 |
|
4АН200L4У3 |
55,0 |
1475 |
92,0 |
0,89 |
2,5 |
1,3 |
6,5 |
42,3ּ10-2 |
|
4АН225М4У3 |
75,0 |
1475 |
92,5 |
0,89 |
2,2 |
1,2 |
6,5 |
61,8ּ10-2 |
|
4АН250S4У3 |
90,0 |
1480 |
93,5 |
0,89 |
2,2 |
1,2 |
6,5 |
88,3ּ10-2 |
|
4АН250М4У3 |
110,0 |
1475 |
93,5 |
0,89 |
2,2 |
1,2 |
6,5 |
95,8ּ10-2 |
Додаток 13
