Разработка объемного гидропривода машины (стр. 1 из 3)
СОДЕРЖАНИЕ
1.Введение
2 Разработка принципиальной гидравлической схемы
3. Расчеты
3.1 Расчет и выбор гидроцилиндра
3.2 Расчет и выбор гидронасоса
3.3 Выбор рабочей жидкости
3.4 Расчет и выбор гидроаппаратов
3.5 Расчет гидролиний
3.6 Тепловой расчет гидропривода
3.7 Расчет внешней характеристики гидропривода
Библиографический список
1. ВВЕДЕНИЕ
Применение гидравлического привода и средств гидроавтоматики является одним из перспективных направлений современного развития машиностроения. Около 70 % горных, строительных, дорожных, землеройных, подъемно-транспортных машин и установок оснащенных гидроприводом.
Под объемным гидроприводом понимается совокупность устройств, в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин с помощью рабочей жидкости под давлением. Основой насосного гидропривода является объемный насос, создающий напор рабочей жидкости, которая обладает в основном энергией давления. Эта энергия преобразовывается затем в механическую работу. Благодаря высокому объемному модулю упругости рабочее жидкости в объемном гидроприводе обеспечивается практически жесткая связь между его входными и выходными органами. Объемный насосный гидропривод с приводом от электродвигателя широко применяется в современных машинах и механизмах.
Это объясняется такими преимуществами гидропривода как: высокая компактность при небольших габаритах и массе, приходящейся на единицу мощности; возможность реализации больших передаточных чисел; хорошие динамические свойства привода; возможность плавного и широкого регулирования скорости движения исполнительного органа; надежное предохранение приводного электродвигателя от перегрузок; простота преобразования вращательного и поступательного движения друг в друга; высокое быстродействие и малое время разгона подвижных частей; гидропривод легко управляется и автоматизируется. Благодаря обильной и постоянной смазке гидропривод долговечен и надежен. Он позволяет плавно, в широком диапазоне регулировать движение исполнительного органа, Объемный гидропривод допускает достаточно произвольное расположение его элементов на машине, что чрезвычайно важно для мобильных машин, работающих в сложных условиях.
К недостаткам гидропривода относятся: сравнительно невысокий КПД; необходимость высокой герметичности гидроаппаратов, а следовательно, точность обработки деталей, что обусловливает их относительно повышенную стоимость; возможность нестабильной работы, вызываемой температурными колебаниями вязкости рабочей жидкости.
2. Разработка принципиальной гидравлической схемы
Тех. требования к гидросистеме: насос разгружен дополнительным гидрораспределителем, фиксация промежуточных положений штока двусторонним гидрозамком, фильтр установлен в сливной гидролинии.
3. Расчеты
3.1 Расчет и выбор гидроцилиндра
Расчетное значение диаметра гидроцилиндра D2p,мм определяется по формуле:
(3.1)где Р2p - расчетное давление рабочей жидкости на входе в гидроцилиндр, МПа; F2 - усилие на штоке,Н; ηмах - механический КПД гидроцилиндра (рекомендуется принимать ηмах=0,95...0,96). Принимаем ηмах=0,95. Давление Р2p предварительно принимается равным:
(3.2)где Рн - номинальное давление в гидросистеме, МПа.
Давление жидкости, возникающее в штоковой полости гидроцилиндра, не учитываем из-за его малого значения. По расчетному значению диаметра D2p из табл. 3.1, в которой приведены параметры гидроцилиндров для давлений Рн = 16 и 20 МПа, принимают ближайшее большее значение диаметра D2. Диаметр штока d2 принимают по табл. 3.1, предварительно задавшись значением параметра (φ =1,25 или 1,6.) Принимаем φ =1,25.
Таблица 3.1 - Параметры гидроцилиндров общего назначения
| D2, мм | 63 | 80 | 100 | 110 | 125 | 140 | 160 | 180 | 200 | |
| d2,мм φ | При1,25 | 28 | 36 | 45 | 50 | 56 | 63 | 70 | 80 | 90 |
| φ | 1,6 | 40 | 53 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 110 | 125 |
Из таблицы вибираем D2 =100 мм, d2 =45 мм.
Для принятого диаметра D2 рабочее давление жидкости Р2, МПа у идроцилиндра составит:
(3.3) 
Расход жидкости, подводимой в поршневую полость гидроцилиндра Q2Р, м3/с составит:
(3.4)где V2 - заданная скорость движения поршня м/с; η0- объемный КПД гидроцилиндра, который для новых гидроцилиндров с манжетными уплотнениями можно принять η0=1.
3.2 Расчет и выбор гидронасоса
Расчетная подача гидронасоса Q1pопределяется из условия неразрывности потока жидкости, которое с точностью до утечек в гидролиниях и гидроаппаратуре, что допустимо на стадии предварительного расчета, имеет вид
(3.5)Тогда расчетный рабочий объем гидронасоса Vop, м3 определяют по формуле
(3.6)где n - номинальная частота вращения вала насоса, с-1,
- объемный КПД гидронасоса, который предварительно можно принять равным η01 = 0,9...0,95. Принимаем η01 = 0,925. 
При выборе типа гидронасоса необходимо в первую очередь учитывать уровень номинального давления. Аксиально-поршневые гидронасосы рассчитаны на высокие значения номинального давления. Они имеют также более высокие объемный и полный КПД по сравнению с гидронасосами других типов. Поэтому для условий задания на контрольно-курсовую работу целесообразно ориентироваться на аксиально-поршневые гидронасосы. Выбираем гидронасос из табл. 3.2.
Таблица 3.2 Основные параметры аксиально-поршневых гидронасосов
| Тип насоса | Рабочий объем, V01,см3 | Номиналь-ное давле- ние, МПа | Частота вращения, мин | КПД | Масса, кг | |
| n,мин-1 | Объемный η0 | Полный η | ||||
| МНА | 10 | 20 | 1500 | 0,94 | 0,91 | 6,6 |
| 16 | 20 | 1500 | 0,95 | 0,91 | 16,5 | |
| 25 | 20 | 1500 | 0,95 | 0,91 | 17,5 | |
| 40 | 20 | 1500 | 0,95 | 0,91 | 59,0 | |
| 63 | 20 | 1500 | 0,95 | 0,91 | 59,5 | |
| 100 | 20 | 1500 | 0,95 | 0,91 | 93,0 | |
| 125 | 20 | 1500 | 0,95 | 0,91 | 93,0 | |
| 210 | 11,6 | 16 или 20 | 3000 | 0,95 | 0,85 | 5,5 |
| 28,1 | 16 или 20 | 2000 | 0,95 | 0,91 | 12,5 | |
| 54,8 | 20 | 1500 | 0,95 | 0,91 | 23,0 | |
| 107 | 20 | 1500 | 0,95 | 0,91 | 52,0 | |
| 225 | 20 | 1500 | 0,95 | 0,91 | 100,0 | |
| 310 | 56 | 20 | 1500 | 0,96 | 0,91 | 23,0 |
| 112 | 20 | 1500 | 0,96 | 0,91 | 41,0 | |
| 224 | 20 | 1500 | 0,96 | 0,91 | 86,0 | |
| НА | 33 | 16 | 1500 | 0,91 | 0,85 | 14,0 |
Выбираем насос тапа НА: рабочий объем, V01=33см3, номинальное давле- ние 16 МПа, частота вращения n=1500 мин-1, КПД: объемный η0=0,91, полный η=0,85, масса 14 кг.
С учетом фактических параметров принятого гидронасоса действительная его подача будет равна, м3/с:
(3.7)где V01и η0- рабочий объем и объемный КПД принятого типоразмера гидронасоса; n - частота вращения вала гидронасоса по условиям задания, с-1
3.3 Выбор рабочей жидкости
Первоначально необходимо выбрать условия применения гидрофицированной машины или оборудования: при отрицательных температурах; при положительных температурах в закрытых помещениях; при положительных температурах на открытом воздухе.
Аксиально-поршневые насосы работают на чистых (тонкость фильтрации 25 мкм) рабочих жидкостях ВМГЗ, МГ-20 или МГ-30 в зависимости от условий применения гидропривода. Технические характеристики этих рабочих жидкостей приведены в табл. 3.3.
Таблица 3.3 - Технические характеристики рабочих жидкостей
| Марка | Плотность ρ при 50 оС, кг/м3 | Кинематическая вяз- кость v при 50 °С, 10-4 м/с | Температурные пределы применения аксиально-поршневых насосов, °С | Условия применения |
| ВМГЗ | 860 | 0,1 | -40-+65 | При отрицательных температурах |
| МГ-20 | 985 | 0,2 | -10-+80 | При положительных температурах в закрытых помещениях |
| МГ-30 | 980 | 0,3 | +5 - +85 | При положительных температурах на открытом воздухе |
Выбирам рабочую жидкость марки МГ-20. Плотность при 50 оС: ρ=985 кг/м3; кинематическая вязкость при 50 °С: v=0,2∙10-4 м/с; температурные пределы применения аксиально-поршневых насосов: от -10 °С до +80 °С; условия применения: при положительных температурах в закрытых помещениях.