Курсовая работа: Разлiк аб'емнага гiдрапрывода и аналiз яго работы

Велiчыня механiчнага ККДз вызначаецца па формуле:

hм = P/Pаг

дзе P - зададзенае карыснае намаганне, Pаг - агульнае намаганне, якое вызначаецца па залежнасцi Pаг = P + Pтр.п + Pтр.ш,

дзе Pтр.п - сiла трэння пры ўшчыльненнi поршня, Pтр.ш. - сiла трэння пры ўшчыльненнi штока.

Pаг1= (8000 + 24.671 + 663.168) = 8687.84 Н

hм1 = 8000/8687.84 = 0.921

Pаг2= (15000 + 49.148 + 746.064) = 15795.212 Н

hм2 = 15000/15795.212 = 0,9497

hц1 = 0,99 * 1 * 0,921 = 0,912

hц2 = 0,99 * 1 * 0,9497 = 0,9402.

 З улiкам знойдзенай велiчынi механiчнага ККДз неабходна вызначыць рабочы цiск у цылiндры, якiм мы будзем карыстацца пры далейшых разлiках

pц1 = Pаг1/s1 = pс1/hм1=8687.83/0.003317 = 2.6195 МПа,

pц2 = Pаг2/s2 = pс2/hм2=15795.212/0.003317 = 4.7624 МПа,

дзе s - рабочая плошча роўная 0,003317 м2.

2.         ВЫБАР РАБОЧАЙ ВАДКАСЦI

У гiдрапрывадзе рабочая вадкасць з’яўляецца энерганосьбiтам, дзякуючы якому ўстанаўлiваецца сувязь памiж помпай i гiдрарухавiком (гiдрацылiндрам). Акрамя гэтага, рабочая вадкасць забяспечвае ахалоджванне пары трэння i адвод ад iх цяпла, а таксама змазку рухомых элементаў гiдрапрывада. У час работы гiдрапрывада на паверхнях, якiя труцца памiж сабой, ствараецца плёнка вадкасцi, якая выключае магчымасць прамога кантакту слiзготнай пары. Таму рабочая вадкасць павiнна валодаць добрай змазваючай здольнасцю, не павiнна змяняць свой хiмiчны састаў пры эксплуатацыi, быць механiчна чыстай, валодаць аптымальнай вязкасцю, якая забяспечвае малыя цечкi i страты цiску на пераадольванне гiдраўлiчных супрацiўленняў.

У гiдраправодах прымяняюць рабочыя вадкасцi на нафтавай аснове, вадамасленыя эмульсii, сумесi i сiнтэтычныя вадкасцi. Выбар тыпу рабочай вадкасцi вызначаецца дыяпазонам рабочых тэмператур, цiскам у гiдрасiстэме, скарасцямi руху выхадных звёна гiдрарухавiкоў, канструкцыйнымi матэрыяламi i матэрыяламi ўшчыльненняў, асаблiвасцямi эксплуатацii (на адкрытым паветры цi ў закрытым памяшканнi, умовамi захавання машын у час перарываў у рабоце, магчымасцю абваднення i засмечвання рабочай вадкасцi i г. д.).

Асноўным крытэрыем, якi вызначае магчымасць прымянення вадкасцi, з’яўляецца адпаведнасць вязкасцi рабочаму цiску i тэмпературы эксплуатацыi гiдрапрывода. Пры завышэннi значэння вязкасцi павялiчваюцца страты цiску; калi вязкасць недастатковая - павялiчваюцца страты i перацечкi рабочай вадкасцi.

З таблiцы выбiраем масла I-20 з вязкасцю пры t = 50°C

n = 20 мм2/с , шчыльнасцю r = 890 кг/м3, тэмпературай застывання -20°C, тэмпературай успышкi 170°C.

У адпаведнасцi з зададзенай тэмпературай эксплуатацыi рабочай вадкасцi вызначаем яе кiнематычную вязкасць па формуле:

дзе n50 - значенне кiнематычнай вязкасцi пры t0 = 50°С, a - паказчык ступенi, якi залежыць ад вадкасцi (для маслаў a = 0,033), t - зададзеная тэмпература эксплуатацыя рабочай вадкасцi.

Шчыльнасць вадкасцi пры зададзенай тэмпературы вызначаецца па формуле:

дзе сt - значэнне шчыльнасцi пры t0 = 50°С, a ‑ каэфiцыент тэмпературнага пашырэння вадкасцi (у сярэднiм прымаецца 0,0007 (1/°С)), t - рознасць тэмператур.

3.         ПАДБОР ГIДРАЎЛIЧНАЙ АПАРАТУРЫ

Гiдраўлiчная апаратура прызначана ў аб'ёмным гiдрапрыводзе для змянення параметраў патоку рабочай вадкасцi (цiску, расходу, напрамку руху вадкасцi) цi для падтрымання iх зададзеных параметраў. У залежнасцi ад таго, якую функцыю яна выконвае, яна можа быць размеркавальнай, рэгулюючай i дапаможнай. Большая частка гiдраапаратуры нармалiзавана, што дазваляе пры праектаваннi выбiраць неабходныя гiдрапараты, а не праектаваць iх.

Да размеркавальнай апаратуры адносяцца залатнiковыя цi кранавыя размеркавальнiкi. З iх дапамогай магчыма змяняць напрамак руху рабочай вадкасцi на розных участках гiдрасiстэмы, а гэта значыць забяспечваць рабочы i халасты (зваротны) ход поршня гiдрацылiндра.

Рэгуляцыйная гiдраапаратура прызначана для падтрымання ў гiдрапрыводзе неабходнага цiску, рэгулявання скорасцi руху выхадных звенняў гiдрарухавiкоў, для пропуску вадкасцi ў азначаным напрамку i г.д. Да яе адносяцца напорныя, рэдукцыйныя, зваротныя, засцерагальныя клапаны, дроселi, рэгулятары патоку (скорасцi), дзельнiкi патоку i iншае.

Напорныя гiдраклапаны прызначаны для забяспячэння ў гiдрасiстэме неабходнага цiску. Iх магчыма прымяняць як засцерагальныя, падпорныя (для стварэння рэгуляванага супрацьцiску), а таксама для паслядоўнасцi ўключэння ў работу гiдрарухавiкоў.

Рэдукцыйныя клапаны прызначаны для падтрымання пастаяннага цiску вадкасцi ў патоку, якi ад яго адводзiцца. Iх часцей за ўсё ставяць у гiдрасiстэмах, дзе ад адной помпы працуе некалькi гiдрарухавiкоў, прычым частка з iх патрабуе меншага цiску, чым астатнiя.

Для рэгулявання скорасцi руху выхаднога звяна гiдрарухавiка прызначаны дроселi i рэгулятары патоку (скорасцi).

Дапаможнае абсталяванне гiдрапрывода забяспечвае надзейную працу помп, гiдрарухавiкоў, гiдраапаратуры i цалкам усяго гiдрапрывода. Да яго адносяцца: гiдрабакi i цеплаабменнiкi для рабочай вадкасцi, фiльтры, ушчыльняльныя прыстасаваннi, гiдраакумулятары, аппаратура для вымярэння цiску, расходу, тэмпературы.

Фiльтры прызначаны ў гiдрапрыводзе для ачысткi рабочай вадкасцi ад механiчных прымесей, якiя трапляюць у сiстэму цi ў момант залiўкi ў бак, цi з’яўляюцца ў ёй у час эксплуатацыi ў выглядзе прадуктаў зносу, карозii i раскладання вадкасцi i матэрыялаў, з якiх выраблены элементы гiдрапрывода.

Выбар ўсёй гiдраапаратуры (згодна са схемай гiдрапрывода) праводзiцца па рабочым цiску цылiндра pц = 4.76 МПа i максiмальнаму значэнню расходу вадкасцi, якi вызначаецца па формуле:

Qц = vр*s/hа,

дзе vр - скорасць рабочага ходу поршня гiдрацылiндра, vр = 0,1 м/с;

s - рабочая плошча поршня, s = 0,003317 м2;

hа – аб’ёмны ККДз, hа = 0,99.

Qц1 = Qц2 = 0,11*0,003317/0,99 = 0,000335 м3/с.

1. Размеркавальнае ўстройства: выбiраем залатнiк з ручным кiраваннем Г74-24:

расход Q = 1,17 дм3/с;

цiск p = 20 МПа;

страты вадкасцi Q = 3.33 см3/с = 0,0000033 м3/с;

страты цiску p = 0.3 МПа;

маса m = 11 кг.

2. Засцерагальны клапан Г52-13:

расход Q = 0,585 дм3/с;

цiск p = 5 МПа;

страты цiску p = 0.2 МПа;

маса m = 4.4 кг.

3. Дросель Г77 - 33:

расход Q = 0,584 дм3/с;

цiск p = 12,5 МПа;

маса m = 2,5 кг.

4. Напорныя залатнiкi БГ54 - 23:

расход Q = 0.585 дм3/с;

цiск p = 5 МПа;

страты цiску p = 0,25 МПа;

маса m = 2,8 кг.

5. Фiльтр Г41 - 13:

расход Q = 0,417 дм3/с;

маса m = 6,3 кг.

6. Зваротны клапан ПГ 51 – 22

расход Q = 0.584 дм3/с;

цiск p = 20 МПа;

страты цiску p = 0,2 МПа;

страты вадкасцi Q = 0.08 см3/с

маса m = 1,8 кг.

4.         ВЫЗНАЧЭННЕ СТРАТ ВАДКАСЦi i ПАДАЧЫ ПОМПЫ

Для таго, каб забяспечыць рух выхаднога звяна гiдрарухавiка (гiдрацылiндра) з зададзенай скорасцю, неабходна вызначыць падачу помпы з улiкам усiх страт рабочай вадкасцi пры яе руху ад помпы да гiдрарухавiка.

Qп = Qцmax + Qi,

дзе Qi - сума аб’ёмных страт вадкасцi ва сёй гiдраўлiчнай апаратуры, якая знаходзiцца на лiнii помпа - гiдрацылiндр - маслены бак.

Велiчыня страт вадкасцi прымаецца з тэхнiчных характарыстык кожнага гiдраапарата.

Qп = 335 + 3.33 + 0,08 = 338.41 см3/с

Qп= 0,00033841 м3/с

5.         РАЗЛiК ТРУБАПРАВОДАЎ ГiДРАПРЫВОДА

Функцыянальная сувязь памiж рознымi элементамi гiдрапрывода, якiя знаходзяцца на азначанай адлегласцi адзiн ад аднога, ажыццяўляецца з дапамогай трубаправодаў. Яны з’яўляюцца адказнымi элементамi гiдрапрыводаў, таму што iх разбурэнне прывядзе да разгерметызацыi i выхаду са строю гiдрасiстэмы. Трубапровады павiнны валодаць дастатковай трываласцю, адсутнасцю страт вадкасцi, мiнiмальнымi стратамi цiску на пераадольванне гiдраўлiчных супрацiўленняў. Па назначэнню яны дзеляцца на ўсмоктвальныя, напорныя, злiўныя, дрэнажныя i гiдралiнii кiравання, але разлiкам часцей за ўсё падлягаюць напорныя i злiўныя трубаправоды.

У залежнасцi ад сваёй канструкцыi iх дзеляць на жорсткiя i гiбкiя.

Жорсткiя трубаправоды вырабляюць са сталi, медзi, алюмiнiю I розных сплавау.Часцей за усе прымяняюць халоднацягнутыя i халоднакатаныя стальныя трубы бяз швоў (пры d < 30 мм) цi гарачакатаныя бяз швоў (пры d > 30 мм).

5.1 Вызначэнне дыяметра труб

Мэтай разлiку трубаправодаў з’яўляецца вызначэнне ўнутранага дыяметра, таўшчынi сценак, страт цiску на гiдраўлiчныя супрацiўленнi пры руху ў iх рабочай вадкасцi. Разлiк неабходна рабiць для напорнага i злiўнога трубаправодаў гiдрасiстэмы.

Унутраны дыяметр трубаправода d вызначаецца з ураўнення непарыўнасцi:

Q = v*s = v*pd2/4,

адкуль:

дзе s - плошча папярочнага сячэння трубаправода; Q - максiмальны расход вадкасцi на разлiковым участку; v - дапушчальная скорасць руху вадкасцi.

Дапушчальная скорасць руху вадкасцi залежыць ад цiску ў гiдрасiстэме i прызначэння трубаправода. Пры вельмi вялiкiх скарасцях змяншаецца маса i кошт гiдралiнiй, але павялiчваецца страты цiску на пераадольванне гiдраўлiчных супрацiўленняў. Для гiдрапрыводаў пры цiску да 5 МПа рэкамендуюць прымаць v = 4 м/с (для напорнага трубаправода) i v = 2 м/с (для злiўнога трубаправода).

Тады ўнутраны дыяметр напорнага трубаправода:

мм

А ўнутраны дыяметр злiўнога трубаправода:

мм

Вызначаныя дыяметры акругляем да блiжайшага значэння па ДАСТ:

dун = 11 мм (для напорнага), dв = 17 мм, d = 3мм

dун = 15 мм (для злiўнога), dв = 21 мм, d = 3мм

Праверачны разлiк труб на трываласць:

 < d

 < d

Пералiчым скорасцi:

 м/с

 м/с

5.2 Разлiк страт цiску ў трубаправодах

Страты цiску трубаправодах (напорным i злiўным) складаюцца са страт на пераадоленне гiдраўлiчных супрацiўленняў па даўжынi pдл i на пераадоленне страт у мясцовых супрацiўленнях pм. Адпаведна агульна прынятай ў гiдраўлiцы методыкай страты па даўжынi для кожнага ўчастка трубаправода вызначаюцца па формуле А. Дарсi:

а мясцовыя - па формуле Вейсбаха:

дзе li, di, vi - даўжыня, дыяметр i фактычная (вызначаная па стандартным дыяметры) скорасць на разлiковых участках трубаправода; r - шчыльнасць рабочай вадкасцi пры зададзенай тэмпературы; li - каэфiцыент гiдраўлiчнага трэння; Vi - каэфiцыент мясцовых супрацiўленняў.

Для вызначэння каэфiцыента гiдраўлiчнага трэння неабходна вызначыць лiк Рэйнальдса:

Re = vi*di/n,

дзе n - кiнематычная вязкасць рабочай вадкасцi.

Re = 3,5628*0,011/20*10-6 = 1959,53(для напорнага);

Re = 1.91598*0,015/20*10-6 = 1436.985 (для злiўнога).

Пры ламiнарным рэжыме (Re < 2320) руху вадкасцi каэфiцыент гiдраўлiчнага трэння для жорсткiх трубаправодау

l = 75/ Re ;

l = 75/1959,53 = 0,038275(для напорнага);

l = 75/1436.985 = 0.052193(для злiўнога).

Тады pдл = 890*0,038275*14*3,56282/(0,011*2) = 275157.97 Па (для напорнага),

pдл = 890*0.0522*5*1.915982/(0,015*2) = 28420.37273 Па (для злiўнога).

Пры разлiку страт цiску на пераадоленне мясцовых супрацiўленняў залежнасцю V ад Re трэбуюць, прымаючы велiчыню гэтага каэфiцыента пастаяннай для кожнага канкрэтнага тыпу мясцовых супрацiўленняў. Для штуцэраў - 0,1, прамавугольных трайнiкоў –1,5, выхада з трубы ў бак - 1, уваходу ў трубу – 0,5, плаўнага загiбу труб – 0,12. Тады

pм = 890*(11*0,1+5*1,5+6*0,9+5*0,5+2*1)*3,56282/2 = 107322.29 Па (для напорнага),

pм = 890*(7*0,1+7*1,5+1*0,9+4*0,5)*1.915982/2 = 23033.56 Па (для злiўнога).

Сумарныя страты цiску ў трубаправодах вызначаюць па залежнасцi:

pтр = 275157.97 +28420.37273+107322.29 +23033.56= 433934.19754 Па.

6. ВЫЗНАЧЭННЕ ЦІСКУ ПОМПЫ І ЯЕ ПАПЯРЭДНІ ВЫБАР

Цiск помпы павiнен быць такiм, каб была магчымасць забяспечыць пераадоленне зададзенага карыснага намагання выконваючага органа гiдрацылiндра, а таксама страт цiску на пераадоленне гiдраўлiчных супрацiўленняў у напорным i злiўным трубаправодах i ва ўсёй гiдраўлiчнай апаратуры. Такiм чынам неабходны цiск помпы будзе роўны:pп=pц+pтр+Spга

дзе pц - рабочы цiск у гiдрацылiндры, pтр- страты цiску на пераадоленне гiдраўлiчных супрацiўленняў у трубаправодах, Spга - сумарныя страты цiску ў гiдраўлiчнай апаратуры.

Улiчваючы тое, што для кожнага гiдраапарата страты цiску дадзены ў тэхнiчнай характарыстыцы для максiмальнага расходу, неабходна iх пералiчыць на свой расход у сiстэме, роўны падачы помпы Qп:

pгаi=pмi*(Qп/Qмi)2

дзе pмi- страты цiску пры расходзе Qmi. Пры падлiку страт цiску ў фiльтрах pмi= 0,1МПа, а адносiны (Qп/Qmi) прымаюцца ў першай ступенi.

pгаi = 0.3*106*(3,38*10-4/1.17*10-3))2 = 2,5*104 Па (раз-ае ўстройства),

pгаi =0.25*106*(3,38*10-4/(5,85*10-3))2 = 8,34*104Па (напорны залатнiк),

pгаi =0.2*106*(3,38*10-4/(5,85*10-4))2 = 6,67*104Па (засцер. клапан)

pгаi = 0.1*106*(3,38*10-4/(4,17,*10-4) = 8,105*104 Па (фiльтр).

pгаi = 0,2*106*(3,38*10-4/(5,84*10-4))2 = 6,699*104 Па (зваротны клапан)

pгаi =2*6,699*104+2,5*104+8,34*104+8,105*104+6,67*104=3,91*105 Па;

pп = 4.762435*106+433934.19754+3,91*105 = 5.587522*106 Па.

Па вызначаных значэннях цiску i падачы па даведачнай лiтаратуры выбiраем шасцярончатую помпу, падача якой не рэгулюецца. Яна надзейна ў эксплуатацыi, але маюць значныя габарыты i масу.

Выбiраем НШ - 32 з падачай Qп = 32,6 см3/с, цiскам 10 МПа, частатой вярчэння 1200 1/хвiл, аб’ёмным ККДз 0,83, мех. ККДз 0,92 i масай 6.8кг.

Страницы: 1, 2, 3