Гидропривод (стр. 1 из 3)

Министерство образования Российской Федерации

Тюменский государственный нефтегазовый университет

Институт нефти и газа

Кафедра "Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности"

Защита К защите
Оценка Дата
Подпись Подпись

ГИДРОПРИВОД

Пояснительная записка к курсовой работе по
дисциплине "Гидромашины и компрессоры"

17.02.011.000.ПЗ

Выполнил: студент группы МОП 98-2 Коротков П.Н.

Проверил: к.т.н., доцент Двинин А.А.

г. Тюмень,

2001 г.


СОДЕРЖАНИЕ

Лист

ВВЕДЕНИЕ

3
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 5
1.1. Выбор функциональной схемы гидропривода 5
1.2. Выбор рабочей жидкости 6
2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 7
2.1. Выбор гидродвигателя 7
2.2. Определение расхода жидкости 7
2.3. Выбор гидравлической аппаратуры 8
2.4. Расчет гидравлической сети 9
2.5. Выбор насоса и определение его рабочего режима 12
2.6. Выбор электродвигателя 13
2.7. Расчет КПД гидропривода 13
2.8. Определение объема масляного бака 14
2.9. Тепловой расчет гидросистемы 14
3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 16
ПРИЛОЖЕНИЕ 19
ЛИТЕРАТУРА 20

ВВЕДЕНИЕ

Гидропривод – это совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством гидравлической энергии. Обязательными элементами гидропривода являются насос и гидродвигатель.

Гидропривод представляет собой своего рода "гидравлическую вставку" между приводным электродвигателем и нагрузкой (машиной и механизмом) и выполняет те же функции, что и механическая передача (редуктор, ременная передача, кривошипно-шатунный механизм и т.д.). Основное назначение гидропривода, как и механической передачи, - преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, а также регулирование, защита от перегрузок и др.).

Приводным двигателем насоса могут быть электродвигатель, дизель и другие, поэтому иногда гидропривод называется соответственно электронасосный, дизельнасосный и т.д.

К основным преимуществам гидропривода относятся: возможность универсального преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки; простота управления и автоматизации; простота предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок; широкий диапазон бесступенчатого регули­рования скорости выходного звена; большая передаваемая мощ­ность на единицу массы привода; надежная смазка трущихся поверхностей при применении минеральных масел в качестве рабочих жидкостей.

К недостаткам гидропривода относятся: утечки рабочей жид­кости через уплотнения и зазоры, особенно при высоких зна­чениях давления; нагрев рабочей жидкости, что в ряде случаев требует применения специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты; более низкий КПД (по приведенным выше причинам), чем у сопоставимых механических передач; необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости и защиты от проникновения в нее воздуха; пожароопасность в случае применения горючей рабочей жид­кости.

При правильном выборе гидросхем и конструировании гид­роузлов некоторые из перечисленных недостатков гидроприво­да можно устранить или значительно уменьшить их влияние на работу машин. Тогда преимущества гидропривода перед обыч­ными механическими передачами становятся столь существен­ными, что в большинстве случаев предпочтение отдается имен­но ему.

Сейчас трудно назвать область техники, где бы ни исполь­зовался гидропривод. Эффективность, большие технические воз­можности делают его почти универсальным средством при ме­ханизации и автоматизации различных технологических процес­сов. В частности, в горной промышленности он используется в креплении подземных горных выработок: в очистных забоях применяются индивидуальные гидравлические стойки и гидрав­лические комплексы, выполняющие основные и вспомогательные операции по передвижке как самих крепей, так и другого ме­ханического оборудования в лаве; широко применяются крепи сопряжения горных выработок. Практически все комбайны для ведения очистных и нарезных работ, проведения подготовитель­ных выработок имеют гидропривода подачи исполнительного органа на забой и механизмов для выполнения различных вспо­могательных операций. Гидропривод является неотъемлемым элементом буровых установок. Большинство приводов шахтных конвейеров снабжено гидродинамическими муфтами. [1]


1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1. Выбор функциональной схемы гидропривода

Функциональную схему гидропривода выбираем в соответствии с условиями заданиями:

- гидропривод состоит из насоса, двух последовательно подключенных к нему гидромоторов и гидромагистрали диной 10 метров;

- скорость вращения гидромоторов должна плавно регулироваться в пределах 20¸60 об/мин.;

- совместный максимальный крутящий момент на валах гидромоторов М=10 кН´м;

- необходимо обеспечить фиксацию вала гидромотора в момент остановки;

- предусмотреть реверсирование гидромоторов и разгрузку насосов.

В соответствии с данными требованиями выбираем схему, показанную на рис. 1.1.

Для предотвращения обратного движения жидкости при отключенном насосе или для пропуска ее только в одном направлении предусмотрим обратный клапан, для разгрузки насосов – предохранительный клапан, для обеспечения фиксации вала гидромотора – гидрозамок, для фильтрации, поступающей в насос жидкости, – фильтр дисковый жидкой смазки, для распределения потока жидкости – золотник реверсивный с электро-гидравлическим управлением.


Открытая циркуляция позволяет лучше очищать и охлаждать рабочую жидкость за счет ее отстоя в баке.

Вычислим выходную мощность на валах гидромоторов:

N Г = M ´p ´n/30 (1.1)

где М – крутящий момент, кН´м;

n – частота вращения вала, об/мин

N Г = 10 ´3,14 ´20/30=20,93 кВт.

Так как выходная мощность на гидромоторе превышает 3 кВт, то необходимо применить объемный метод регулирования.

1.2. Выбор рабочей жидкости


В качестве рабочей жидкости выберем масло индустриальное марки И-20А (ГОСТ 20799-75), оно имеет следующие характеристики: вязкость при 50°С (17¸23)10-6 м2 /с, температура застывания -20°С, температура вспышки 170°С, пределы рабочих температур 0¸90°С, плотность r=881¸901 кг/м3 .

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Выбор гидродвигателя

По крутящему моменту М и числу оборотов n выбираем серийный гидромотор ВГД-630. Он имеет следующие параметры: номинальный крутящий момент 7,1 кН´м, номинальное давление 10 МПа, число оборотов в минуту 3¸70, рабочий объем 4,8 дм3 /об, объемный коэффициент полезного действия (КПД) - hо =0,97, гидравлический КПД - hг =0,97, механический КПД - hм =0,97.

h = h о ´h г ´h м (2.1)

где h - общий КПД

h =0,97 ´0,97 ´0,97=0,91

Определим перепад давления:

P д = ( 2 p ´M ´h о )/(q д ´h ) (2.2)

где qд рабочий объем гидромотора, м3 /об

P д = ( 2 ´3,14 ´5000 ´0,97)/(4,8 ´10-3 ´0,91)=6,97 МПа.

2.2. Определение расхода жидкости

Расход рабочей жидкости гидромотора находится согласно выражениям:

QM max =(qд ´nmax )/ h о , (2.3)


QM min =(q д ´nmin )/ h о , (2.4)

где QM max и QM max – соответственно максимальный и минимальный расход жидкости, м3 /с;

nmax и nmin – соответственно максимальная и минимальная частота вращения вала гидромотора, об/с

QM max =(4,8 ´ 10-3 ´ 1)/0,99=4,8 ´ 10-3 м3 /с,

QM min =(4,8 ´ 10-3 ´ 1)/3 ´ 0,99=1,6 ´ 10-3 м3 .

2.3. Выбор гидравлической аппаратуры

Исходя из задачи выбираем:

- золотник реверсивный с электро-гидравлическим управлением Г63-17А (номинальный расход 6,66 дм3 /с, номинальное давление 20 МПа, давление управления 0,8¸2 МПа, потеря давления при номинальном расходе не более 0,3 МПа);