Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Читинский государственный университет

(ЧитГУ)


Кафедра Строительных и дорожных машин


Курсовая работа


Чита 2006

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Читинский государственный университет

(ЧитГУ)


Кафедра Строительных и дорожных машин


Пояснительная записка

к курсовой работе


Выполнил: студент группы СДМ-03

Нижегородцев А.Г.

Проверил: научный руководитель

Чебунин А.Ф.


Чита 2006

Задание на курсовое проектирование


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

Исходные данные:

Прототип ДП-5С(Т-130)

Масса рыхлительного оборудования 1200кг

Тип разрабатываемого грунта скальный

Температурные пределы -16;+25

Реферат


Пз. – 31стр., илл. – 2, табл. – 0, библ. – 3.


Гидроцилиндр, шток, насос шестеренный, оборудование рыхлительное, клапан предохранительный, распределитель секционный, гидробак, фильтр, клапан обратный.


Целью курсовой работы является проектирование гидропривода рыхлительного оборудования. При выполнении курсовой работы использовалась методическая литература. В результате выполнения курсовой работы был спроектирован гидропривод рыхлительного оборудования на базе прототипа ДП-5С (базовый трактор Т-130).

Содержание


Введение

Исходные данные для расчета гидросистемы

Расчет внешней нагрузки на выходном звене гидропривода

Обоснование уровня номинального давления в гидросистеме

Выбор рабочей жидкости

Расчет и выбор гидрооборудования

Расчет мощности, подачи гидронасосов и их выбор

Расчет и выбор гидроцилиндров

Выбор направляющей и регулирующей гидроаппаратуры

Выбор фильтров

Расчет и выбор трубопроводов

Расчет и выбор емкости гидробака

Поверочный расчет гидропривода

Расчет потерь давления в гидросистеме

Расчет действительного значения КПД гидропривода

Тепловой расчет гидросистемы

Заключение

Список использованной литературы

Введение


На машинах для земляных работ широко применяются гидравлические приводы. Они являются вторичными, так как получают энергию от насосов, приводимых электродвигателями внутреннего сгорания. Гидравлические приводы работают при давлении от 6,3 до 31,5 МПа и более. В качестве рабочих жидкостей в них используют масла: индустриальное М12А, веретенное АУ, авиационное АМГ и ВМГЗ.

Гидравлический привод обладает рядом преимуществ по сравнению с другими видами: он имеет сравнительно небольшую массу и габариты насосов и гидромоторов, возможность получения больших передаточных чисел, которые могут достигать 1000 и более. Небольшая инерционность передач, обеспечивающая хорошие динамические свойства привода, увеличивает долговечность машины и позволяет включать ее и реверсировать рабочие движения за доли секунды, что повышает производительность машины. Гидропривод обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости движения рабочих органов, что дает возможность повышать коэффициент использования приводного двигателя и автоматизировать не только отдельные операции, но и целые технологические процессы.

При наличии гидропривода улучшаются условия работы машиниста, уменьшаются затраты энергии на управление машиной независимо от мощности привода, повышается безопасность работы. Узлы привода можно размещать на машине наиболее целесообразно: насос у приводного двигателя, гидромоторы – непосредственно у исполнительных органов, элементы управления – у пульта машиниста. Приводной двигатель, система привода, металлоконструкции и рабочие органы надежно предохраняются от перегрузок, благодаря применению предохранительных и перепускных клапанов. Кроме того, в системах гидропривода широко применяют стандартизированные и унифицированные узлы (насосы, гидромоторы, гидроцилиндры, гидроаппаратура), что снижает себестоимость гидропривода и облегчает его эксплуатацию и ремонт.

К недостаткам гидропривода относятся: снижение КПД при использовании длинных трубопроводов, потребность в специальных жидкостях для различных климатических условий, необходимость тщательного наблюдения за состоянием соединений и возможность утечек рабочей жидкости, большая по сравнению с механическим приводом стоимость изготовления.

Исходные данные для расчета гидросистемы

Расчет внешней нагрузки на выходном звене гидропривода


На рабочее оборудование рыхлителя действуют следующие силы: сила тяжести оборудования Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования, горизонтальная и вертикальная составляющие силы сопротивления копанию Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования и Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования соответственно, усилие подъема на штоке гидроцилиндра Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

Рисунок 1. – Схема к определению усилию подъёма рыхлительного

оборудования.


Сила тяжести рыхлительного оборудования определяется по формуле

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(1)

гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – масса рыхлительного оборудования, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – ускорение свободного падения, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.

Горизонтальная составляющая силы сопротивления копанию Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования определяется по формуле


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(2)


гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – сила тяги рыхлителя, которая определяется по формуле


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(3)


гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – мощность двигателя, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – КПД трансмиссии, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – скорость рыхления, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.


Вертикальная составляющая силы сопротивления копанию Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования определяется по формуле:


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(4)

гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования (т.к. разрабатываемый грунт скальный).

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.

Для определения усилия на штоке гидроцилиндра Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования составим уравнение моментов относительно точки Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования(см. рисунок 1)


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования(5)

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Знак «–» указывает на то, что в действительности направление действия усилия на штоке гидроцилиндра направлено в другую сторону.


Обоснование уровня номинального давления в гидросистеме


Давление рабочей жидкости в гидросистеме зависит от типа насоса и назначения гидропривода (для вспомогательных операций или для привода основного оборудования) на данной машине. Давление насоса должно быть тем больше, чем больше нагрузка или мощность приводимого в движение механизма.

Принимаем номинальное давление в гидросистеме рыхлителя Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.


Выбор рабочей жидкости


Рабочая жидкость, кроме основной функции – передачи энергии от насоса к гидродвигателю, выполняет ряд вспомогательных, но весьма важных функций: смазка трущихся поверхностей сопряженных деталей, отвод тепла и удаление продуктов износа из зон трения, предохранение деталей гидропривода от коррозии. В общем, рабочую жидкость для гидросистемы следует выбирать с учетом рекомендаций заводов-изготовителей гидрооборудования, режима работы гидропривода, климатических условий эксплуатации, соответствия вязкости жидкости номинальному давлению.

Выбираем рабочую жидкость АУ со следующей характеристикой

ГОСТ 17479.3-85МГ-15-А

Плотность при Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования890

Вязкость, сСт

при Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования22

при Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования170

Температура вспышки, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования165

Температура застывания, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования–45

Температурные пределы

применения, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования–30;+60

Расчет и выбор гидрооборудования

Расчет мощности, подачи гидронасосов и их выбор


Для определения мощности насосной установки вначале вычисляется мощность, которую должны обеспечить исполнительные механизмы гидропривода. Полезная мощность на штоке силового гидроцилиндра находится по формуле


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(6)


гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – усилие на штоке гидроцилиндра, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – скорость перемещения штока, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – общий КПД гидроцилиндра, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


При расчете мощности насоса, приводящего в действие гидродвигатели, учитываются возможные потери давления и подачи в гидросистеме коэффициентами запаса по усилию и скорости

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(7)

гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – коэффициент запаса по усилию;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – коэффициент запаса по скорости.

Меньшие значения коэффициентов выбираются для гидроприводов, работающих в легком и среднем режимах, а большие – в тяжелом и весьма тяжелом режимах эксплуатации. Так как режим работы рыхлителей относится к легкому, то принимаем Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования и Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Определив мощность насоса, рассчитывается требуемая подача насоса в гидросистему


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(8)


гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – номинальное давление в гидросистеме.


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Выбор конкретной марки насоса производится по рабочему объему, расчетное значение которого вычисляется по формуле


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(9)


гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – объемный КПД насоса;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – угловая скорость вала насоса.


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

Выбираем шестеренный насос НШ-32 со следующими техническими данными

Рабочий объем, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования32.57

Давление, МПа:

номинальное10

максимальное13.5

Частота вращения, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования:

номинальная32

максимальная40

КПД:

Объемный 0.94

Механический 0.91

общий 0.83

Масса, кг 6.55

Далее рассчитывается действительная подача насосной установки


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(10)


гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – число насосов;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – значение рабочего объема выбранного насоса.


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


После этого вычисляется приводная мощность насосной установки

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(11)


гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – коэффициент запаса;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – полный КПД насоса.


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Расчет и выбор гидроцилиндров


Наибольшее распространение в гидроприводах СДМ получили гидроцилиндры двухстороннего действия с односторонним штоком.

Основными параметрами силовых гидроцилиндров являются номинальное давление, внутренний диаметр цилиндра, диаметр штока и ход поршня. По этим параметрам определяются развиваемое на штоке усилие, скорость перемещения поршня, требуемый расход рабочей жидкости.

Усилие, развиваемое на штоке гидроцилиндра, определяется по формулам:

а) при подаче жидкости в поршневую полость


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(12)


б) при подаче жидкости в штоковую полость


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(13)

гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – давление жидкости в сливной магистрали;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – диаметр внутренней полости цилиндра, м;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – диаметр штока, м;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – механический КПД гидроцилиндра.

Поскольку усилие, которое должен развивать гидроцилиндр в курсовой работе, определяется расчетом, то необходимый внутренний диаметр гидроцилиндра определяется по формуле


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования(14)

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Диаметр штока определяется из соотношения


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования(15)

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Ход поршня определяется в соответствии с необходимым ходом рабочего органа, а так как зуб рыхлителя заглубляется на 400мм, то примем ход поршня с запасом, то есть равным 500мм.

Рассчитанные величины приводятся в соответствие с ГОСТ 22-1417-79:


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

а) Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

б) Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Действительные значения скоростей поршней будут равны:

а) при выталкивании


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(16)


гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – объемный КПД цилиндра.

б) при втягивании


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования(17)

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Необходимый расход жидкости для обеспечения заданной скорости поршня:

а) при подаче жидкости в поршневую полость


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования(18)

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


б) при подаче жидкости в штоковую полость

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования(19)

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

Выбор направляющей и регулирующей аппаратуры


Направляющая гидроаппаратура предназначена для изменения направления и запирания потока рабочей жидкости путем полного открытия или полного закрытия проходных каналов гидроэлементов. К ней относятся гидрораспределители, обратные клапаны, гидрозамки, гидроусилители.

Регулирующая гидроаппаратура применяется для регулирования величин давления и потока рабочей жидкости путем изменения площади проходного сечения отверстия. К ней относятся предохранительные, переливные, редукционные клапаны, дроссели, регуляторы потока.

Основными параметрами направляющей и регулирующей гидроаппаратуры являются номинальное давление Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования, номинальный поток Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования и условный проход Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.

При проектировании обычно гидроаппаратура не рассчитывается, а выбирается из нормализированных аппаратов и агрегатов, серийно изготовляемых специализированными заводами по основным приведенным параметрам.

Распределитель секционный Р-16

Условный проход, мм16

Расход рабочей жидкости, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования:

номинальный10.52

максимальный13.36

Давление на входе, МПа:

номинальное16

максимальное17

Падение давления в распределителе, МПа:

в трех секциях0.2

Допустимое давление на сливе, МПа1.0

Клапан предохранительный У 4790.15

Расход рабочей жидкости, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования:

номинальный26.7

минимальный2.7

Номинальное давление, МПа16

Условный проход, мм32

Масса, кг12


Выбор фильтров


Основными параметрами фильтров являются условный проход, номинальное давление и номинальная тонкость фильтрации.

В гидросистемах СДМ применяются магистральные и встроенные фильтры с бумажным и проволочным (сетчатым) фильтроэлементами, обеспечивающими тонкость фильтрации 25, 40 и 63 мкм. Фильтры устанавливаются, как правило, на сливной линии, магистральные – обычно перед масляным баком, а встроенные – в масляном баке.

В нашем случае это встроенный фильтр 1.1.20-25

Условный проход, мм20

Номинальный поток при

перепаде давления 0,08 МПа

и вязкости 30-40 сСт, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования0.67

Номинальная тонкость фильтрации, мкм25

Номинальное давление, МПа0,63

Максимальный допустимый

перепад давления, МПа0,35

Ресурс работы фильтроэлемента

до замены или промывки, ч200

Масса встроенного фильтра, кг8,7


Расчет и выбор трубопроводов


Для соединения элементов гидропривода, не имеющих взаимного перемещения, применяются стальные бесшовные трубы, а для соединения гидроагрегатов, имеющих взаимное перемещение, применяются гибкие рукава, причем для низких давлений – резиновые рукава с нитяными оплетками, для высоких давлений – с металлическими оплетками.

Расчет трубопроводов состоит из гидравлического расчета и расчета на прочность. Под гидравлическим расчетом понимается определение внутреннего диаметра трубы по формуле


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(20)


гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – подача насоса;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – скорость потока жидкости, Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования.

В зависимости от назначения трубопровода, давления в гидросистеме выбирается скорость потока рабочей жидкости на основе следующих рекомендаций:

а) для всасывающего трубопровода – Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования, принимаем Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


б) для сливного трубопровода – Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования, принимаем Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


в) для напорного трубопровода – Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования, принимаем Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


В дренажных трубопроводах необходимо обеспечить свободный слив утечек жидкости, поэтому независимо от количества этих утечек минимальный диаметр дренажной магистрали выбирается в пределах 8…10 мм.

Расчет на прочность состоит в определении толщины стенки металлического трубопровода по формуле


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования,(21)


гдеПроектирование гидропривода рыхлительного оборудования – допускаемое напряжение на разрыв, для стали 20 Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования, для медных трубопроводов Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования;

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования – номинальное давление жидкости.

а) для всасывающего трубопровода

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


б) для сливного трубопровода


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


в) для напорного трубопровода


Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования


Полученные значения диаметров трубопроводов согласовываются со стандартными значениями:

а) всасывающий трубопровод

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

б) сливной трубопровод

Проектирование гидропривода рыхлительного оборудования

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.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: