Оформление пояснительной записки

1. В начале пояснительной записки необходимо привести исходные данные, необходимые для выполнения данной работы, с обязательным указанием размерностей всех величин и номера задания.

2. В состав пояснительной записки включить все расчеты, таблицы, краткие обоснования, принимаемых решений.

3. В приведенных формулах необходимо пояснить все входящие в них величины с указанием размерностей.

4. Схемы и чертежи, пояснительную записку выполнять на отдель-ных листах белой бумаги в соответствии с требованиями ЕСКД.

5. Титульный лист выполняется в соответствии с установленной общепринятой формой.

6. В заключении пояснительной записки приводится оглавление и список использованной литературы, оформленной по ГОСТ 7.1-84.

Состав графической части работы

1. Доработанная гидросхема базовой машины с проектируемым оборудованием.

2. Схема соединения гидрооборудования (монтажная гидросхема).

Схемы выполняются на листе формата А1. При выполнении на компьютере допускается чертить отдельные схемы на листах формата А3 в программе Компас или Автокад с распечаткой на принтере и представле-нием исходных материалов на дискете.

Пояснения к выполнению работы

Все необходимые для расчета формулы, коэффициенты, данные о гидрооборудовании имеются в специальной подборке, находящейся в ла-боратории гидравлики, а в электронном виде в ВЦ института.

Первым этапом выполнения курсовой работы является изучение конструкции и назначения машины, установленного на ней гидрообору-дования по учебникам, атласам конструкции, чертежам, имеющимся на выпускающей кафедре.

В соответствии с пунктом 1 порядка выполнения работы производится изучение работы объемного гидропривода машины по рекомендуемой литературе. При выборе оборудования необходимо использовать каталоги на гидравлическое оборудование или подборку справочных материалов [7].

Потребный расход жидкости гидромотором определяется по формуле:

(1)

где Q_П – потребный расход жидкости, м³/с;

V_OM– рабочий объем мотора, м³;

n_M– частота вращения вала мотора, с^-1;

_ОМ– объемный КПД мотора.

, (2)

где _М– полный КПД мотора;

_{М МЕХ}– механический КПД мотора.

Потребный расход жидкости гидроцилиндром определяется по формуле:

(3)

где Q_П- потребный расход жидкости, м³/с;

V_n- скорость поршня гидроцилиндра, м/с;

S_Э- эффективная площадь поршня со стороны нагнетания жидкости, м²;

_ОЦ- объемный КПД гидроцилиндра.

(4)

где F- усилие, развиваемое гидроцилиндром, Н;

Р- давление жидкости на входе в гидроцилиндр (при условии, что

давление на входе намного больше давления на выходе), Па;

_{ц мех}- механический КПД гидроцилиндра.

Необходимо обратить внимание на то, что эффективная площадь поршня со стороны нагнетания жидкости зависит от направления движе-ния штока.

При выдвижении штока . При втягивании.

В первом приближении соотношение между диаметром штока d и диаметром поршня Dпринимается в зависимости от давления в гидроци-линдре и рекомендаций :

Р ( 1,55) Мпа

Р 5 Мпа

В гидроцилиндрах ПСМ ( по нормам ОН – 22-176-69) принято отно-шение площадей поршневой к штоковой полости 0,33 или 0,65. Ориенти-руясь на полученные размеры D и d, подбирается стандартный гидроци-линдр 7

Давление масла на входе в гидромотор определяется по формуле

, (5)

, (6)

где Р_ВХ.М- давление масла на входе в гидромотор, МПа;

∆Р– перепад давления на гидромоторе, МПа;

Р_ВЫХ.М– давление на выходе из мотора, МПа;

М– крутящий момент на валу, Нм;

V_ом– рабочий объем мотора, м³;

_{м мех}– механический КПД мотора.

Давление масла на выходе из мотора p_вых.мопределяется, исходя из технических требований к гидромотору, и уточняется после разработки схемы гидропривода и расчета потерь давления в гидролиниях и аппаратах.

Потребное давление масла на входе в гидроцилиндр(пренебрегая давлением на выходе) определяется по формуле:

, (7)

где F – усилие, развиваемое гидроцилиндром, Н;

S_э- эффективна площадь поршня, м²;

 _ц.мех– механический КПД гидроцилиндра.

При подборе гидронасоса необходимо исходить из величины давле-ния, которое он должен развивать, и частоты вращения вала насоса. Учи-тывая, что потери давления в напорной гидролинии обычно не превышают 3% от давления насоса, можно предварительно принять н1,03вх.

Удобнее подбирать насос по потребному рабочему объему насоса Vон, определяя его по формуле:

, (8)

где - потребный расход жидкости, м³/с;

- частота вращения вала насоса, с^-1;

- объемный КПД насоса.

Действительное количество жидкости, поступающей от насоса к гидродвигателю, определяется по формуле:

, (9)

где - рабочий объем насоса, м³;

- частота вращения вала насоса, с^-1;

- объемный КПД насоса.

Для нерегулируемого гидропровода проводится уточнение действи-тельной частоты вращения вала мотора n_ми скорости поршняv_п:

,, (10), (11)

где - действительная подача в гидродвигатель, м³/с;

-рабочий объем мотора, м³;

-объемный КПД мотора;

- эффективная площадь поршня, м²;

- объемный КПД гидроцилиндра.

Действительная частота вращения вала мотора и скорость движения поршня сравнивается с исходными данными задания.

При подборе жидкости для гидросистемы необходимо исходить из технических требований к мотору и условий эксплуатации.

Необходимые для разработки схемы гидропривода условные обозначения элементов приведены в [6].

Ориентировочно внутренний диаметр трубопровода определяется по формуле :

, (12)

где Q - расход жидкости через данный трубопровод, м³/с;

V-скорость жидкости, проходящей по трубопроводу, м/с.

Исходя из опыта проектирования, рекомендуется выбирать следу-ющие значения средних скоростей в трубопроводах:

для всасывающих , м/с;

для сливных , м/с.

Для напорных трубопроводов выбор скорости зависит от длины трубопровода lи давления в гидросистеме Р.

, м/с приМпа и;

, м/с приМпа и.

Толщина стенки напорного трубопроводаопределяется исходя из условий прочности трубопровода по формуле:

(13)

где - толщина стенки напорного трубопровода, м;

Р_max- максимальное давление жидкости в трубопроводах, МПа;

d_Н- внутренний диаметр напорного трубопровода, м;

[]- допустимое напряжение материала стенки трубопровода, МПа.

Толщина стенки всасывающего и сливного трубопроводов принимается конструктивно с учетом вида соединения (сварное, резьбовое, фланцевое).

Зная диаметр трубопровода и толщину стенок, подбирают стандартные трубы [1,7] .

После подбора труб определяют действительные скорости движения жидкости в трубопроводах (напорном, всасывающем и сливном).

, (14)

где Q – расход жидкости по трубе, м³/с;

d_вн– внутренний диаметр трубы, м.

При выполнении пункта 6.11 порядка выполнения необходимо раз-бить гидролинии на участки с одинаковыми диаметрами и расходами, ис-пользуя схему соединений гидрооборудования. На каждом из участков определяются потери давления на трение, в местных сопротивлениях и в гидроаппаратах.

,, (15), (16)

где -потеря давления на трение, Па;

-коэффициент гидравлического трения;

-длина участка, м;

-диаметр трубопровода или рукава, м;

-плотность жидкости, кг/м³;

V-скорость движения жидкости, м/с;

-потеря давления на местном сопротивлении, Па;

-коэффициент местного сопротивления, определяемый по справоч-никам.

Потери давления в гидроаппаратах принимаются по их техническим характеристикам [7]. Результаты расчетов сводят в таблицы, приводимые во фрагменте курсовой работы. Коэффициент гидравлического трения зависит от числа РейнольдсаRe.

, (17)

где V- действительная скорость в трубопроводе, м/с;

- кинематический коэффициент вязкости жидкости, м²/с;

– диаметр трубопровода, м.

При Re < 2300 режим движения ламинарный. В этом случае для трубо-проводов гидропривода коэффициент гидравлического трения определя-ется по формуле:

. (18)

При 2300 < Re < 8000 коэффициент гидравлического трения определяется по формуле Блазиуса :

. (19)

После расчета потерь в трубопроводах необходимо определить давление масла на входе в насос р_вх.ни сравнить его с допустимым []_вх .

(20)

Допустимое давление на входе в насос приводится в технической характеристике насоса.

Для гидробака, находящегося под атмосферным давлением:

р_вх.н=р_а-zg-p_вс, (21)

где р_вх.н - давление на входе в насос, Па;

Р_а- атмосферное давление, Па;

Z- расстояние от входа в насос до уровня масла в баке, м;

-плотность масла, кг/м³;

g- ускорение свободного падения, м/с²;

P_ВС- потеря давления во всасывающем трубопроводе, Па.

Суммарные потери в напорном и сливном трубопроводе не должны превышать 3-6 % от давления, развиваемого насосом.

P_Н+P_СЛ(0,030,06)Р_Н, (22)

где P_Н -потеря давления в напорном трубопроводе, Па;

P_СЛ- потеря давления в сливном трубопроводе, Па;

P_Н- давление, развиваемое насосом, Па.

В данных методических указаниях дан лишь необходимый минимум информации и порядок выполнения курсовой работы. Работа выполняется студентом самостоятельно или с минимальной помощью преподавателя.