Расчёт и выбор параметров гидрооборудования

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Мая 2013 в 23:03, курсовая работа

Описание работы

По выбранному варианту схемы гидропривода и исходным данным, а также принятому рабочему давлению, определить размеры гидроцилиндра и подобрать распределитель, дроссель, гидроклапан, фильтр. Произвести расчет потерь давления в магистралях гидропривода. Выбрать насос. Рассчитать мощность и КПД гидропривода. Эквивалентную шероховатость гидролиний принять DЭ=0,06 мм. Механический КПД гидроцилиндра принять hмц=0,90.

Файлы: 1 файл

Курсовая работа - Расчет гидропривода.doc

— 346.50 Кб (Скачать файл)


  1. Исходные данные:

По  выбранному варианту схемы гидропривода и исходным данным, а также принятому  рабочему давлению, определить размеры  гидроцилиндра и подобрать распределитель, дроссель, гидроклапан, фильтр. Произвести расчет потерь давления в магистралях гидропривода. Выбрать насос. Рассчитать мощность и КПД гидропривода. Эквивалентную шероховатость гидролиний принять DЭ=0,06 мм. Механический КПД гидроцилиндра принять hмц=0,90.

 

Таблица 1  -  Исходные данные

F, кН

uп, м/с

Жидкость

Плотность жидкости r, кг/м 3

Вязкость жидкости n, м 2

Р, МПа

70

3,6

Масло И 10

850

10×10 -6

10


  

Рисунок 1  -  Принципиальная схема гидропривода

 

Длину напорной линии определить по формуле:

;                                                        (1.1)

где N -  сумма двух последних цифр номера зачетной книжки, N=2.

м.

Длина сливной  линии равна:

;                                                            (1.2)

м.

Длина всасывающей линии равна:

;                                                             (1.3)

м.

 

  1. Расчёт и выбор параметров гидрооборудования

2.1 Выбор  рабочей жидкости 

Выбор рабочей жидкости проводится в зависимости от температурных условий, режима работы гидропривода и его рабочего давления.

Рабочая жидкость: масло индустриальное 50.

  • Выбор рабочего давления
  • Выбор рабочего давления производится из ряда нормативных, установленых ГОСТ 12445-80.

     Р=10 МПа.

    2.3 Расчет  размеров гидроцилиндра

    Площадь поршня гидроцилиндра определяют по выбраному давлению и расчетной  нагрузке из соотношения:

    ;                                                       (2.1)

    где SЭ - эффективная площадь поршня гидроцилиндра, м 2;

         F - усилие на штоке, Н;

         Р  - рабочее давление, Па;

      - механический к.п.д. гидропривода;

      - гидравлический к.п.д. гидроаппаратуры.

      определяет потери давления в трубопроводах и гидроаппаратуре, входящей в состав привода, =0,85.

     м 2;

    Диаметр поршня гидроцилиндра определяем по полученой эффективной площади  поршня гидроцилиндра по формуле:

    ;                                                      (2.2)

    где D - диаметр поршня гидроцилиндра, м;

        a - отношение диаметра поршня к диаметру штока (a=d/D), и определяется в зависимости от величины рабочего давления, для заданного давления Р=10 МПа , a=0,7.


     м.

    Полученное значение диаметра поршня округляем по ГОСТ 12447-80 в соответствие с рядом размеров диаметров:

    D=160 мм.

    Диаметр штока  определяем из соотношения:

    ;

    м.                  

    Значение диаметра штока округляем  до нормативного в соответствие с ГОСТ 12447-80

      d=100 мм.

      Уточняем эффективную площадь,  используя следующее выражение:

    ;                                                    (2.3)

     м 2.

    2.4 Расход жидкости Qном 3/мин), поступающий в гидроцилиндр, находят по выражению:

    ;                                                        (2.4)

    где VП - скорость движения поршня гидроцилиндра, м/с;

        SЭ - эффективная площадь поршня гидроцилиндра, м2.

     м 3/с = 36,72 л/мин.

    Необходимая подача насоса будет равна:

    ;                                                         (2.5)

    где К - коэффициент, К=1,1.

     м 3/с .

    2.5 Тип  и марку гидрораспределителя  выбирают по номинальному давлению P=10 МПа, и Qн=36,72 л/мин [2, с.78, табл.4.4].

    Распределитель В16

    Qном=70 л/мин;

    DPном=0,2 МПа.

    2.6 Типоразмер  дросселя выбирают по номинальному  давлению P=10 МПа и подаче насоса Qн=36,72 л/мин [2, с.146, табл.5.13]

    Дроссель  ПГ 77-14

    Qном=80л/мин,

    Pраб=10 МПа,

    DPном=0,2 МПа.

    2.7 Выбор  фильтра и его типоразмера  производится  по расходу рабочей  жидкости в сливной гидролинии  и требуемой для данного гидропривода  тонкости фильтрации. Точность фильтрации определяется в зависимости от типа привода [2, с.296, табл. 8.2]. Выбор фильтра производится [2, с.300, табл. 5.13].

         Фильтр пластинчатый 0,12Г41-14

    Qном=50 л/мин;

    DPном=0,1 МПа.

     

     

     

     

     


     

     

     

     

     

    3. Гидравлический  расчет системы привода

    3.1 Гидравлический  расчет трубопроводов.


    Расчет  трубопроводов состоит в определении  их диаметров. Расчет производится по участкам: всасывающем (бак - насос), напорном (насос - гидроцилиндр), сливном (гидроцилиндр - фильтр - бак), выделенным в гидравлической схеме. Диаметры трубопроводов определяют, исходя из обеспечения допустимой скорости течения Vдоп (м/с) жидкости, которые должны находится в следующих пределах [1]:

    Всасывающие гидролинии           0.5-1.5,

    Сливные гидролинии                    1.4-2.0,

    Напорные гидролинии                      3-5.

    С учетом допустимых скоростей и известному расходу  определяют диаметры трубопроводов d (м):

    ;                                                                                                               (3.1)

    где Q - расход жидкости на данном участке трубопровода, м 3/с.

    Для всасывающей  гидролинии:

    Для напорной гидролинии:

    ;                                                         (3.2)

    где SЭ - эффективная площадь поршня в напорной полости гидроцилиндра, м2,

           VП - скорость движения поршня, м/с.

    м 3

    Для сливной гидролинии:

     ;                                                        (3.3)                                                                                         

    где SЭсл - эффективная площадь поршня в сливной полости гидроцилиндра, м2,

          VП - скорость движения поршня, м/с.

     м 3

    Определяем диаметры согласно (3.1):

     м.

     м.

     м.

    Полученные  диаметры округляем до значения рекомендуемого по   ГОСТ 6540-68

    dвсас= 32 мм;

    dнап= 16 мм;

    dсл = 25 мм.


    По полученным диаметрам определяем фактические  скорости в гидролиниях.

    Фактическая скорость при рабочей подаче во всасывающей  гидролинии:

     ;                                                                  (3.4)

     м/с.

    Фактическая скорость в напорной гидролинии:

     ;                                                          (3.5)

     м/с.

    Фактическая скорость в сливной гидролинии:

    ;                                                           (3.6)

     м/с.

    3.2 Определение  потерь давления в гидросистеме.

    Потери давления определяют на всасывающей, напорной и  сливной гидролиниях. Величину потерь определяют по формуле:

    ;                                                (3.7)

    где DPтр - потери на трение по длине трубопровода;

    DPм - потери в местных сопротивлениях, включая потери в гидроаппаратах.

    Потери  давления DPтр на трение по длине трубопровода вычисляют по формуле Дарси-Вейсбаха:

     ;                                                  (3.8)

    где r - плотность жидкости, кг/м 3 ;


    l - коэффициент гидравлического трения по длине;

    l,d - длина и диаметр трубопровода, м;

    V - средняя скорость течения жидкости, м/с.

    Режим движения жидкости определяется по числу Рейнольдса:

    ;                                                           (3.9)

    где V - фактическая скорость движения во всасывающем, напорном или сливном трубопроводах, м/с;

    d - диаметр трубопровода, м/с;

    n - кинематический коэффициент вязкости, м2/с.

     ;                                                       (3.10)

     

    .

    Т.к. число Рейнольдса больше 2320 то режим движения жидкости турбулентный.

     ;                                                    (3.11)

    .

    Т.к. число Рейнольдса больше 2320 то режим движения жидкости турбулентный.

    ;                                                       (3.12)

    .

    Т.к. число Рейнольдса больше 2320 то режим движения жидкости турбулентный.

    Определим коэффициент  гидравлического трения по длине, для  ламинарного режима движения жидкости воспользуемся следующей зависимостью:

    ;                                                             (3.13)

    .

    .

    .


    Потери  на трение определим как сумму  потерь во всасывающем, напорном и сливном трубопроводах.

    ;                                       (3.14)

     ;                                             (3.15)

     ;                                         (3.16)

     ;                                             (3.17)  

     Па.

     Па.

     Па.

     Па.

    Местные гидравлические потери DPм (Па) определяют по формуле Вейсбаха:

    ;                                                      (3.18)

    где z - коэффициент местного сопротивления;

        V - средняя скорость в сечении за местным сопротивлением, м/с;

        r - плотность жидкости, кг/м3.

    К местным  сопротивлениям применительно к заданному гидроприводу относятся: внезапное расширение потока (вход в цилиндр), внезапное сужение потока (выход из цилиндра), плавные повороты гидролинии, штуцерные присоединения трубопроводов, а также потери в гидроаппаратах: распределителе, дросселе, фильтре.

    Определение суммарного коэффициента местных сопротивлений на всасывающей, напорной и сливной гидролиниях.

    ;                                                    (3.19)

    .

    ;                                         (3.20)

    .

    ;                                  (3.21)

    .

    Определяем местные гидравлические потери во всасывающей, напорной и сливной гидролиниях:

    ;                                              (3.22)

    ;                                           (3.23)

    ;                                             (3.24)


     Па.

     Па.

     Па.

    Потери давления в гидроаппаратах можно найти из формулы:

     

    ;                                               (3.25)

    где DPном - табличное значение потерь давления на сопротивлении при номинальной подаче;

    Qф - фактический расход;

    Qном - номинальная подача..

    Потери  в дросселе определим, используя  формулу (3.25):

     Па.

    Потери  в распределителе определим, используя  формулу (3.25):

     Па.

     Па.

    Потери  в фильтре определим используя  формулу (3.25):

     Па.

    Полученные значения потерь давления в местных сопротивлениях, в гидроаппаратах и на трение подставляем в формулу (3.7) и определяем суммарные потери давления в гидросистеме:

     Па.

    Суммарные потери давления не должны превышать 20% давления развиваемого насосом.

    Определение допустимых потерь:

    ;                                                     (3.26)

    Па.


    .

     

     

     

    4. Выбор параметров насоса и  гидроклапана давления

    4.1 Требуемое  давление насоса Pн вычисляют пользуясь следующей зависимостью:

    ;                                                (4.1)

    где SDP - суммарные потери давления в гидросистеме, Па;

        F - усилие на штоке гидроцилиндра, Н;


        SЭ - эффективная площадь поршня, м 2;

        hмц - механический кпд гидроцилиндра.

     Па       МПа.

    Тип насоса выбираем в соответствие с требуемой подачей Qн=36,72 л/мин и давлением Pн=10 МПа по литературе [2, с.18, табл. 2.1, с.30, табл. 2.5, с.34, табл. 2.7, с.38, табл. 2.9]:

    Информация о работе Расчёт и выбор параметров гидрооборудования