Расчет гц выдвижения секции стрелы

Расчетная схема и исходные данные

Т=12000 Н – вес поднимаемого груза на максимальном вылете.

G₁,G₂ , G₃–масса первой и второй секций стрелы (т.к. суммарная масса секций не превышает 8-10% от массы поднимаемого груза, то в расчете ими пренебрегаем).

F_тр, – сила трения.

В качестве расчетной выбрана схема с максимальным углом подъема стрелы, т.к. именно в этом положении на штоке ГЦ должно быть наибольшее усилие.

Расчет основных параметров

Усилие, действующее вдоль штока при его выдвижении, составит

Р₁=Т·соs50⁰+G₃+F_тр – для ГЦ выдвижения секции

Р=12000·соs50⁰·1,5=11520 Н, (1,5- коэффициент запаса)

Минимальный диаметр поршня определяем из зависимости

м, где

р=р_н-р₂=16-0,2=15,8 МПа, р_н –номинальное давление в поршневой полости, р₂ – давление в штоковой полости,

η=0,9 – КПД гидроцилиндра

Выбираем гидроцилиндр p_н=16 МПа, v_мах=0,10м/с, D/d=80/70 мм/мм, s=1.6м

Максимальное усилие, развиваемое гидроцилиндром:

Р=0,785((р₁-р₂)·D²+p₂d²)·η=0.785·((16-0,2) ·0,035²+0,2·0,025²) ·10⁶·0,9=13762,62 Н

Расход жидкости составляет:

- при подаче ее в поршневую полость ГЦ

Q=0.785·D²·v_п/ η=0.785·0.035²·0.10/0.9=0.00010 м³/с

v_п=0,10 м/с –скорость поршня

- при подаче ее в штоковую полость ГЦ

Q=0.785·(D²-d²)·v_п/ η=0.785·(0.035²-0.025²)·0.1/0.9=0.000052 м³/с

Расчет параметров насосов гидросистемы привода рабочего оборудования

1. Гидроцилиндры подъема-опускания стрелы

Подачу насоса определяем по формуле (для двух синхронно работающих ГЦ)

м³/с=204 л/мин

η_v – объемный КПД насоса

Давление в гидросистеме, которое должен создать насос,

МПа

где — общий КПД насоса ( - соответственно: потери объемные, потери напора жидкости, потери в механических элементах).

Мощность двигателя, необходимая для привода насоса,

кВт

2. Гидроцилиндры выдвижения секций стрелы

Подачу насоса определяем по формуле

м³/с=12,6 л/с

η_v – объемный КПД насоса

Давление в гидросистеме, которое должен создать насос,

МПа

где — общий КПД насоса ( - соответственно: потери объемные, потери напора жидкости, потери в механических элементах).

Мощность двигателя, необходимая для привода насоса,

кВт

4. Тяговый расчет стрелового погрузчика с гидрообъемной трансмиссией

1. Цель расчета

Рассчитать и подобрать гидромоторы и другие элементы трансмиссии.

2. Исходные данные

Для выбора гидромашин необходимо знать следующие параметры

1. Эксплуатационная масса машины М=10760 кг, масса с грузом – М_г=12000 кг

2. Радиус ведущих колес R=0,67м

3. Скорость движения машины, рабочая скорость 21 км/ч

транспортная скорость 32 км/ч

4. Сцепной вес машины G_сц=105,55кН

5. Тяговое усилие машины и коэффициент сцепления ее движителей с поверхностью качения

6. Номинальную мощность и соответствующую частоту вращения вала двигателя

7. Передаточные числа главной передачи и промежуточных редукторов и их КПД

8. Общую схему привода, число гидромоторов и их связь с ведущими колесами

Некоторые из перечисленных параметров будем принимать по ходу расчета.

3. Расчет

Максимальный вращающий момент, который должен развиваться одним гидромотором,

,

где М_{к мах} – максимальный момент на движителях машины,

М_{к мах}=G(γ_p·φ_сц+f_k)r_d,

γ_p=G_сц/G=1 – коэффициент использования сцепного веса, принимаем, что все колеса погрузчика ведущие,

φ_сц – коэффициент сцепления пневматических шин с поверхностью качения, принимаем по таблице φ_сц=0,7

поверхность качения		значение коэффициента φсц	к, м3/МН
асфальт сухой		0,70…0,90	3E-06
Болото		0,10…0,20	0,82
грунт	глинистый	0,65…0,85	0,0224
	скальный	0,55…0,70	-
грязь глубокая		0,10…0,15	0,869
дорога грунтовая сухая		0,50…0,70	0,0024
песок влажный		0,20…0,40	0,136

f_k - приведенный коэффициент сопротивления качению колесных машин (считаем при α=0 – угол наклона поверхности качения к горизонту) определяется по формуле

,

где k – коэффициент, характеризующий деформативные свойства поверхности качения, м³/МН р – давление воздуха в шинах, МПа

D_k= 1,35м – диаметр шин

b=0.37м – ширина шин,

G=12058·9.8=120393,4 Н,

Используя программу задачи 1 лр 4, был построен график зависимости коэффициента сопротивления качению от давления воздуха в шинах.

Рекомендуется давление воздуха в шинах погрузчика брать
принимать в районе 2-3атм

Таким образом f_k=0.03

r_d=D_k/2=0.635 м,

Тогда М_{к мах}=120393(1·0,7+0,04)0,67=80663,3Нм

z_гм=4 – число гидромоторов в трансмиссии,

u_p=12 - передаточное число редуктора (первоначально приняли)

η_р=0,86 – КПД редуктора

Тогда Нм

По значению М_{гм мах} выбирают гидромотор MР700.

По рабочему объему гидромотора V_м (м³/об) и по величине М_гм (Нм) определяем давление р (Па) рабочей жидкости в гидросистеме

максимальное значение при рабочем режиме М_гм= М_{гм мах}, η_м=0,95 –КПД гидромотора, V_м=452·10^-6 м³/об

МПа

минимальное значение при транспортном режиме работы М_гм=М_гммin=ψ_сGr_d/z_гм·u_p·η_р=0,38·120393·0,67/4·12·0,86=708,23 Нм

МПа

где ψ_с=f_kcosα±sinα=0.03cos5+sin5=0.3 – коэффициент сопротивления передвижению, α=5⁰ – угол уклона

Принимаем давление в гидросистеме привода гидромотора р=16 МПа

Правильность выбора гидромотора проверяется по окружному усилию на ведущих колесах

Н

Усилие Р_к для транспортного режима работы на должно быть меньше силы сопротивления дороги при установившемся движении машины и должно удовлетворять условию

ω_в=3,5…6,5 Н·с²/м² – фактор сопротивления воздушной среды

v=7м/с – скорость передвижения погрузчика в транспортном режиме

при работе в тяговом режиме

W_p=G(γ_p·φ_сц+f_k)=120393 Н

Максимальный расход жидкости гидромоторов при максимальной скорости машины в транспортном режиме

м³/с=213 л/мин

Расход жидкости гидромоторов в тяговом режиме

м³/с=106,1 л/мин

Подачу насоса определяем по формуле

л/мин

η_v – объемный КПД насоса

Давление в гидросистеме, которое должен создать насос,

МПа

где — общий КПД насоса ( - соответственно: потери объемные, потери напора жидкости, потери в механических элементах).

Мощность двигателя, необходимая для привода насоса,

кВт