Развитие хозяйства России предполагает повышение эффективности производства за счет внедрения новых высокопроизводительных установок, машин и оборудования, механизации и автоматизации процессов производства. Одним из способов повышения производительности и эффективности машин и механизмов является оснащение их гидравлическим приводом, который обладает рядом несомненных преимуществ по сравнению с другими видами приводов. В настоящее время им оснащено более 70% подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин (ПСМ).

Целью работы является приобретение студентами умения:

- подобрать гидрооборудование проектируемой машины, трубопроводы, соединения;

- разобраться в гидросхемах любых машин, составить самим нужную гидросхему для привода рабочих органов;

• обеспечить особенности движения рабочих органов.

Выполняемая курсовая работа является частью конструкторских проработок, необходимых при модернизации существующих или проектировании новых машин. Приобретенные навыки будут в дальнейшем необходимы студентам при курсовом и дипломном проектировании.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Для заданной машины определить ее назначение и область применения, характер и последовательность технологических операций, особенности движения рабочего оборудования. Выяснить номенклатуру и технические характеристики применяемого на машине гидрооборудования, разобраться в гидравлической схеме привода и особенностях его работы.

2. Определить подачу насосов при заданной частоте вращения валов.

3. Провести расчет выходных параметров установленных на машине гидродвигателей поступательного и вращательного движения при заданной частоте вращения валов насосов.

4. Предполагаем, что на данную машину необходимо навесить дополнительное оборудование с гидроприводом. Разрабатываем дополнительную гидросхему привода поступательного и вращательного движения с питанием от существующей гидросистемы машины и учетом дополнительных условий работы оборудования.

5. Начертить гидросхему машины с дополнительным гидрооборудованием. При распечатке на принтере допускается формат А3 вместо А1.

6. Произвести расчет объемного гидропривода в следующей последовательности:

   1. По заданному крутящему моменту, частоте вращения вала мотора, ориентировочному давлению в системе определить возможные для применения типы гидромоторов и их марки.

   2. По заданному усилию на штоке гидроцилиндра и давлению в гидросистеме подобрать гидроцилиндр.

   3. Определить потребный расход жидкости мотором и гидроцилиндром для получения заданной частоты вращения вала мотора и скорости штока гидроцилиндра. Сравнить с подачей насосов гидросистемы.

   4. Рассчитать получаемые при этом выходные параметры гидромотора и гидроцилиндра. Сделать выводы.

   5. Исходя из потребного крутящего момента, усилия подъема и давление слива, определить потребное давление масла на входе в гидромотор и гидроцилиндр.

   6. Подобрать жидкость для гидросистемы.

   7. Учитывая технические требования к гидромотору и насосу или гидроцилиндру и насосу, уточнить схему гидропривода.

   8. Учитывая особенности машины разработать схему соединений гидрооборудования и продумать размещение его на машине.

   9. Определить действительный расход жидкости, проходящей по трубопроводам при работе всех насосов.

   10. Провести расчет напорных трубопроводов на прочность.. Подобрать стандартные трубы, рукава высокого давления.

   11. Провести расчет потерь давления в разрабатываемых трубопроводах.

   12. Рассчитать давление, на которое должен быть отрегулирован предохранительный клапан, подобрать его.

   13. Учитывая давление, требуемую требуемую тонкость фильтрации и расход, подобрать фильтр.

   14. Подобрать остальное гидрооборудование.

7. Оцениваем возможность использования гидросистемы базовой машины для получения заданных скоростей движения дополнительного оборудования. При необходимости подбираем дополнительный гидронасос. Перерасчет потерь давления в разрабатываемых трубопроводах не поизводим.

При защите курсовой работы нужно знать и уметь обосновать: назначение и область применения заданной машины, характер и последовательность выполняемых ей технологических операций, назначение и принцип действия всех гидромашин и гидроаппаратов, входящих в систему гидропривода, их краткие технические характеристики и конструкцию; порядок расчета гидропривода; схему гидропривода, ее соответствие технологическому процессу, выполняемому заданной машиной.

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, пояснения.

3. В приведенных формулах необходимо пояснить все входящие в них значения, с указанием размерностей этих величин.

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

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

6. В заключении пояснительной записки приводятся 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 представлением исходных материалов на дискете.

ПОЯСНЕНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.

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

Первым этапом выполнения курсовой работы является изучение конструкции и назначения машины, установленного на ней гидрооборудования по учебникам, атласам конструкции, чертежам, имеющимя 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:

где Q_П- потребный расход жидкости,

V_OM – рабочий объем мотора,

n_M – частота вращения вала мотора,

_ОМ- объемный КПД мотора,

,

где _М- полный КПД мотора,

_{М МЕХ}- механический КПД мотора.

Потребный расход жидкости гидроцилиндром определяется по формуле:

где Q_П- потребный расход жидксти,

V_n- скорость поршня гидроцилиндра,

S_Э- эффективная площадь поршня со стороны нагнетания жидкости,

_ОЦ- объемный КПД гидроцилиндра,

где F- усилие, развиваемое гидроцилиндром,

Р- давление жидкости на выходе в гидроцилиндр (при условии, что давление на входе намного больше давления на выходе),

_{ц мех}- механический КПД гидроцилиндра.

Необходимо обратить внимание на то, что в работе может быть задана скорость штока при его втягивании. В соответствии с этим и эффективная площадь поршня S_Э в формуле потребного расхода будет различна.

При выталкивании При втягивании

В первом приближении соотношение между диаметром штока d и диаметром поршня D принимается в зависимости от давления в гидроцилиндре и рекомендаций :

Р  ( 1,5 5) Мпа

Р  5 Мпа

В гидроцилиндрах ПСМ ( по нормам ОН – 22-176-69) принято два исполнения с отношением площадей поршневой и штоковой полости 0,33 и 0,65

Ориентируясь на полученные размеры D и d, подбирается стандартный гидроцилиндр 7

Давление масла на входе в гидрометр определяется по формуле

Где Р_ВХ.М - давление масла на входе в гидромотор .

∆Р – перепад давления на гидромоторе

Р_ВЫХ.М – давление на выходе из мотора

М – крутящий момент на валу

V_ом – рабочий объем мотора

_{м мех} – механический КПД мотора

Давление масла на входе из мотора p_вых.м определяется исходя из технических требований 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:

где F – усилие, развиваемое гидроцилиндром

S_э- эффективна площадь поршня

 _ц.мех – механический КПД гидроцилиндра

При подборе гидронасоса необходимо исходить из величины давления, которое он должен развивать, и частоты вращения вала насоса.

Учитывая , что потери давления в напорной гидролинии обычно не превышают 3% от давления насоса

н  1,03 вх

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

Где - потребный расход жидкости,

- частота вращения вала насоса ,

- объемный КПД насоса .

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

,

Где - рабочий объем насоса ,

- частота вращения вала насоса ,

- объемный КПД насоса .

Для нерегулируемого гидропровода проводится уточнение действительной частоты вращения вала мотора и скорости поршня :

, ,

Где - действительная подача в гидродвигатель ,

-рабочий объем мотора ,

-объемный КПД мотора ,

- эффективная площадь поршня ,

- 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 :

где Q-расход жидкости через данный трубопровод

V-скорость жидкости, проходящей по трубопроводу

Исходя из опыта проектирования рекомендуется выбирать следующие значения средних скоростей в трубопроводах:

для всасывающих , м/с

для сливных , м/с

для напорных , м/с при Мпа и

, м/с при Мпа и

l- длина трубопровода.

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

где  - толщина стенки напорного трубопровода,

Р_max- максимальное давление жидкости в трубопроводах,

d_Н- внутренний диаметр напорного трубопровода,

[]- допустимое напряжение материала стенки трубопровода.

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