Xreferat.com » Рефераты по транспорту » Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Министерство образования и науки Украины

Донецкий национальный технический университет

Кафедра "Энергомеханические системы"


Курсовая работа

По дисциплине: "Гидравлика и гидропривод"

Тема работы: Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины


Выполнил ст. гр. Мех-08б

Нестеренко Д.Е.

Руководитель работы Яковлев В.М.


Донецк - 2010

Реферат


Курсовая работа содержит: 20 лист, 2 рисунка, 1 таблица.

Объект исследования – гидропривод тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины.

Цель работы: разработать гидравлическую схему гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины.

В данной курсовой работе производится разработка и исследование гидропривода - составлена принципиальная гидравлическая схема, выбран насос; выбрана рабочая жидкость, рассчитаны трубы гидролиний и потери давления в них.

Гидролиния, насос, диаметр поршня, гидроцилиндр, абсолютное давление


Содержание


Введение

1. Составление и анализ схем, выбор давления

1.1 Составление и анализ гидравлической схемы

1.2 Выбор стандартного давления

2. Выбор гидромашин и рабочей жидкости

2.1 Основные технические характеристики гидроцилиндра

2.2 Выбор насосов

2.3 Выбор рабочей жидкости

3. Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных устройств

4. Расчет труб гидролиний и потерь давления

4.1 Расчетный диаметр труб

4.2 Расчет толщины стенки трубы

4.3 Потери давления в гидролиниях по длине

4.4 Потери давления в местных сопротивлениях

5. Сила давления на колено трубы

6. Давление срабатывания предохранительного клапана

7. Рабочие режимы насоса

8. Мощность насоса

9. Проверка рабочего режима насоса на кавитацию

10. Эксплуатация и техника безопасности

Выводы

Список источников


Введение


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

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 требует применения специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты; более низкий КПД (по приведенным выше причинам), чем у сопоставимых механических передач.

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.


1. Составление и анализ схемы, выбор давления


1.1 Составление и анализ гидравлической схемы


Схема состоит: из бака 1; фильтров 2, 3; гидроцилиндров 4, 5; обратных клапанов 6, 7; переливного клапана 8; насосов 9, 10; распределителя 11; дроссель 12; реверсивного золотника 13 (рис. 1).


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Рисунок 1. Гидравлическая схема гидропривода


1.2 Выбор стандартного давления


Стандартные давления нормализованы ГОСТ 12445-80. Завод изготовитель подъемных машин принимает давление 1,25 МПа. Более перспективными будут давления 1,6; 2,5 МПа. Принимаем давление 1,6 МПа.


2. Выбор гидромашин и рабочей жидкости


2.1 Основные технические характеристики гидроцилиндра


Расчетный диаметр поршня


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины


где: Р – принятое стандартное давление;

ηдг, ηдм – соответственно гидравлический и механический КПД

гидроцилиндра, ηдг ≈ 1,0, ηдм = 0, 95.


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины м


Стандартный диаметр поршня Dp принимается ближайший (больший) в соответствии с ГОСТ 6540-68 и ГОСТ 12447-80. Принимай диаметр поршня равный 140 мм.

Максимальное рабочее давление гидроцилиндра при расторможении:


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины.

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины Па


Максимальный расход гидроцилиндра:


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины,

2Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины


где: ηдо – объемный КПД гидроцилиндра, ηдо = 0,98-0,99.

Рабочее давление при торможении:


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины,


где: dд – стандартный диаметр штока (применяем шток диаметром 50 мм).


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины Па


2.2 Выбор насосов


По Qд и Рн = (1,1…1,15)∙Рдо выбираются однотипные насосы. Рекомендуется шестеренные или пластинчатые насосы с Qн ≥ Qд.

Выбираем шестеренный насос типа Г11-24А, с техническими характеристиками:

Номинальное давление 2,5 МПа

Номинальная подача 33,4 л/мин

Частота вращения 1440 минРасчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Объемный КПД 0,84

Полный КПД 0,8

Высота всасывания 0,2 м

2.3 Выбор рабочей жидкости


Выбираем масло индустриальное 45, с техническими характеристиками:

Диапазон рабочих температур -5+60 Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Вязкость кинематическая при 50Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины 38-52 ммРасчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Плотность 886-916 кг/мРасчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины


3. Выбор гидроаппаратуры и вспомогательных устройств


По соответствующим расходам и давлениям выбирается гидроаппаратура, фильтры, бак и манометр.

Выбираем приемный фильтр С41-21 с техническими характеристиками:

Номинальный расход 40 л/мин

Номинальная тонкость фильтрации 160 мкм

Допускаемая потеря давления 0,008 МПа

Выбираем манометр МТП-100/1-100х2,5. Манометр трубчатый показывающий, с верхним пределом измеряемого давления равным 4МПа, с классом точности 2,5.

Вместимость бака выбираем в соответствии с номинальной подачей насоса, равная 40 дмРасчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины.

Выбираем обратный клапан Г51-24 с техническими характеристиками:

Номинальный расход масла 70 л/мин

Номинальное давление 20 МПа

Потеря давления при ном. расходе 0,2 МПа

Выбираем распределитель ПГ73-35А с техническими характеристиками:

Расход масла 100 л/мин

Давление номинальное 12,5 МПа

Потери давления при ном. расходе 0,1 МПа

Реверсивный золотник Г74-24:

Расход масла 70 л/мин

Рабочее давление 20 МПа

Потеря давления 0,15 МПа

Выбираем переливной клапан Г54-24:

Расход масла 70 л/мин

Рабочее давление 2,5 МПа

Потеря давления 0,25 МПа

Дроссель типа Г77-14:

Расход масла 70 л/мин

Рабочее давление 5 МПа

Потеря давления 0,3 МПа


4. Расчет труб гидролиний и потерь давления


4.1 Расчетный диаметр труб


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины,


где: Qр – расчетный (максимальный) расход в соответствующей гидролинии

при рабочем ходе поршня;

Vo – оптимальная скорость рабочей жидкости;

для напорных гидролиний Vo = 3-5 м/с;

для сливных - Vo = 2-3 м;

для всасывающих - Vo = 0,7-1,2 м/с.

Для напорных гидролиний (Vo = 4)


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины м


Для сливных гидролиний (Vo = 2)


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины м


Для всасывающих гидролиний (Vo = 1)


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины м

Диаметр труб напорных гидролиний насосов до тройника принимаются равными диаметру трубы общей напорной гидролинии.


4.2 Расчет толщины стенки трубы


Необходимая расчетная толщина стенки трубы


δр = δ1 + δ2,


где: δ1 – часть толщины, обеспечивающая достаточную прочность;

δ2 – часть толщины, обеспечивающая необходимую долговечность трубы.

Согласно ГОСТ 3845-75


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины,


где: Рр – расчетное давление на прочность,

Рр = 1,25 Р (Р – максимальное давление в соответствующе гидроли- нии;

σдоп – допустимое напряжение, равное 40 % от временного сопротивле- ния разрыву; для наиболее распространенных сталей для труб σв = 350-420 МПа;

δ2 – принять равным 1,0 мм, полагая, что скорость коррозии равна 0,2 мм/год, а срок службы установки – 5 лет.


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины м


Для напорных гидролиний

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиным

δр=0,00009+0,001=0,00109, м


Для сливных гидролиний


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиным

δр=0,00018+0,001=0,00118, м


По условиям механической прочности (случайные удары и т.п.) σ ≥ 2 мм. Окончательно внутренний диаметр труб d, наружный dн и толщину δ выбирают по ГОСТ 8734-78. Наружный диаметр напорной линии принимаем равный 18 мм, толщина стенки 2 мм; сливной линии – 30ґ2 мм; всасывающей линии - 30ґ2 мм.


4.3 Потери давления в гидролиниях по длине


Расчет ведем при расходе, соответствующему номинальной подаче насоса. Скорость жидкости в гидролинии: Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины.

Для напорных гидролиний


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины м/с


Для сливных гидролиний


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины м/с

Для всасывающих гидролиний


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины м/с


Потери давления по длине в участках гидролиний


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины,


где

λ – коэффициент Дарси, зависит от числа Рейнольдса;


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиныРасчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиныРасчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины,

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиныРасчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины=Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины


Результаты расчета сведем в таблицу


Таблица 1. Потери давления в гидролиниях по длине


d (диаметр)

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины (скорость)

Re

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Длина Потери
Напорн. 0,014 3,09 1443 0,052 7 113802
После раз. 0,014 1,55 722 0,104 1 8129
Слив 0,026 1,79 1554 0,048 7 19134
После раз. 0,026 0,90 777 0,097 1 1367
Всас 0,026 0,90 777 0,097 0,1 137

4.4 Потери давления в местных сопротивлениях


Потери давления в коленах, тройниках и т.п. принимается равным (0,2-0,3)ΣΔРдл.


ΣΔРдл = 113802+19134+137= 122067 Па

ΔР=0,25*122067= 30517 Па


Для гидроаппаратов потери вычисляются исходя из условия автомодельности режима движения жидкости в аппарате.


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины,


где ΔРном – номинальные (паспортные) значения перепада (потери) давления в аппарате при номинальном (паспортном) расходе Qном.


Гидроаппарат Потери, Па
Фильтр С41-21 4074
Обратный клапан Г51-24 33259
Ревер. Золотник Г74-24 24944
Распределитель ПГ73-35А 8148
ДросельГ77-14 41574

4.5 Полные потери давления при расчетном расходе


ΔРп = ΣΔРдл + ΣΔРм.

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины Па


5. Сила давления жидкости на колено трубы


Определяем составляющие Rx, Rz и равнодействующую R сил давления в рабочей жидкости на колено трубы с закруглением 900 в месте наибольшего давления:


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины.


Для напорных гидролиний


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиныН

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиныН


6. Давление срабатывания предохранительного клапана


Выбирается из условия, что это давление должно быть большим на 25 % максимального расчетного в месте установки клапана.


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины МПа


7. Рабочие режимы насоса


Рабочие режимы насоса при закрывании и открывании задвижки определяем графически точками пересечения характеристик насоса Рн = f(Q) и гидросети Рс = f(Q) (рис. 2). Характеристику насоса строим по двум точкам – Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины и Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины.


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины л/мин


Характеристика гидросети растормаживании


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины


Сопротивление гидролинии ответвления


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиныРасчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины


Сопротивление гидролинии общего участка


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиныРасчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины


Полное сопротивление гидролинии при растормаживании

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиныРасчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины


Для построения характеристики Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины составим таблицу.


Таблица 2

Q, л/мин P, Па
0 1,61
5 1,62
10 1,64
15 1,67
20 1,72
25 1,79
30 1,86
35 1,96
40 2,06

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины

Рисунок 2. Рабочий режим насоса

8. Мощность насоса


Мощность насоса при растормаживании


Nн.п = РАQA/ηн,

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машиныВт


где: РА, QA - координаты точек рабочего режима (рис. 2);

ηн – номинальный КПД насоса.


9. Проверка рабочего режима насоса на кавитацию


Условие бескавитационной работы:


Нвак. доп ≥ Нвак,


где: Нвак. доп – допустимая вакуумметрическая высота всасывания насоса (по паспорту);

Нвак – вакуумметрическая высота всасывания гидролинии


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины,


где: Нв – геометрическая высота всасывания, определяется условием бескавитационной работы насосов, чаще всего Нв = - (0,1…0,2) м;

Нф – потери напора в фильтре.

В том случае, если в паспорте насоса указана допустимая геометрическая высота всасывания насоса Ндсп по условию бескавитационной работы должно быть Ндсп ≥ Нв.


Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины м

Расчёт гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины


Т. е. условие соблюдается.


10. Эксплуатация и техника безопасности


Одним из важнейших требований, при эксплуатации гидропривода, является чистота рабочей жидкости, поэтому заливку нужно производить через фильтры.

Контроль уровня при заливке жидкости обычно осуществляется визуально с помощью уровнемера, встраиваемого в бак.

Для приводящего электродвигателя желательно сокращение времени пуска, так как при этом сокращается время протекания по его обмоткам пускового тока.

Для правильной эксплуатации гидропривода необходимо иметь график контроля и замены рабочей жидкости.


Выводы


Разработана гидравлическая схема гидропривода тормоза однобарабанной шахтной подъемной машины. Выбран насос шестерной насос типа ГП-24А; рабочая жидкость - масло индустриальное 45; приемный фильтр Г42-34; обратный клапан Г51-24; распределитель ПГ73-35А; дроссель типа Г77-14. Выбраны диаметры труб и рассчитаны потери давления в них. Рассчитана мощность насоса в рабочем режиме растормаживания.


Список источников


1. Методические указания к курсовой работе по гидроприводу / Сост.:

Заря А.Н., Яковлев В.М. – Донецк: ДПИ, 1990 г.

2. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник. – М.:

Машиностроение, 1988 г.

3. Стационарные установки шахт / Под общ. ред. Б.Ф.Братченко. – М.: Недра,

1977 г.

4. Ковалевский В.Ф., Железняков Н.Т., Бейлин Ю.Е. Справочник по гидроприводам горных машин. – М.: Недра, 1973 г

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: