Министерство по образованию и науке РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра «Санитарно-технологические системы»

РАЗРАБОТКА ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА МАШИНЫ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к контрольно-курсовой работе

Выполнил: ст. гр. 320281

Виноградов Е.А.

Проверил: проф. Пискунов О.М.

Тула 2011

Содержание

Введение…………………………………………………………………….. 4

1. Разработка принципиальной гидравлической схемы…………… .. 6

2. Расчет и выбор силовых гидродвигателей, рабочей жидкости и

насоса………………………………………………………………………... 8

3. Расчет и выбор гидроаппаратов………………………………………….11

4. Расчет гидролиний………………………………………………………13

5. Тепловой расчет гидропривода………………………………………..16

6. Расчет внешней характеристики гидропривода…………………….18

Список литературы

Введение

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 рабочей жидкости в объемном гидроприводе обеспечивается практически жесткая связь между его входными и выходными органами.

Применительно к горным машинам достоинства гидропривода в следующем.

1. Простота получения практически любого вида механического перемещения с независимым расположением выходных элементов, что упрощает компоновку, кинематику и конструкцию горной машины, отличающейся разнообразием видов движения исполнительных органов. Механизмы поступательного движения горных машин являются гидравлическими, а такие сложные системы, как механизированные крепи, не могут быть выполнены без гидропривода.

2. Малая масса и объем, приходящиеся на единицу передаваемой мощности, что обеспечивает повышение энерговооруженности в заданных габаритах горной машины.

3. Возможность бесступенчатого регулирования выходной скорости в широком диапазоне, что обеспечивает эффективность работы горных машин.

4. Возможность создания низкооборотного высокомоментного привода, что позволяет исключить большегабаритные механические передачи из конструкции машины.

5. Надежное ограничение в заданных пределах величин нагрузок и простота защиты машины от экстренных перегрузок, что обеспечивает высокую надежность горных машин.

6. Хорошие динамические свойства, высокая частота реверсирования и высокое быстродействие, что существенно упрощает создание систем автоматизированного управления горными машинами.

К недостаткам гидропривода можно отнести:

1) возможность загрязнения и утечек рабочей жидкости. Что ухудшает характеристики гидропривода и уменьшает его надежность;

2) жесткие требования к точности изготовления; в связи с этим относительная сложность монтажа и ремонта гидропривода в условиях горного производства;

3) взрыво- и пожароопасность в случае применения рабочих жидкостей с горючими свойствами.

Объемный насосный гидропривод с приводом от электродвигателя широко применяется в современных машинах и механизмах. Это объясняется такими преимуществами гидропривода как: он легко управляется и автоматизируется; простота преобразования вращательного и поступательного движения друг в друга; надежное предохранение приводного электродвигателя от перегрузок; возможность реализации больших передаточных чисел; хорошие динамические свойства привода; возможность плавного и широкого регулирования скорости движения исполнительно органа

1. Разработка принципиальной гидравлической схемы

Таблица перечня элементов принципиальной гидравлической схемы гидропривода.

Поз. обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
1	гидроцилиндр	1
2	гидрозамок	1
3	гидрораспределитель	1
4	насос	1
5	фильтр	1
6	предохранительный клапан	1
7	гидробак	1

Гидроцилиндр двустороннего действия с односторонним штоком;

Гидрозамок, служит для запирания и удержания штока в необходимом положении;

Гидрораспределитель, предназначен для включения, выключения и реверсирования движения штока гидроцилиндра;

Насос с постоянной подачей и постоянным направлением действия;

Фильтр, для очистки рабочей жидкости от твердых загрязнителей;

Предохранительный клапан (с собственным управлением),предназначен для защиты гидропривода от давления, превышающего установленное;

Гидробак, служит для размещения рабочей жидкости, дополнительной очистки жидкости от загрязнений за счет оседания твердых частиц, а также охлаждения жидкости выделением тепла через внешние поверхности бака в окружающую среду.

2. Расчет и выбор силовых гидродвигателей, рабочей жидкости и насоса.

а) расчет и выбор гидроцилинда

Расчетное значение диаметра гидроцилиндра D2Р определяется по формуле:

D_2P=

где Р_2Р - расчетное давление рабочей жидкости на входе в гидроци­линдр; F₂ - усилие на штоке; η_мех - механический КПД гидроцилин­дра (рекомендуется принимать η_мех =(0,95.. .0,96).

Давление Р₂р предварительно принимается равным

Р_2Р = (0,85...0,9)Р_Н)

где Р_н - номинальное давление в гидросистеме.

D_2P=

D₂ в мм = 125 мм при φ =1,6; диаметр штока d2 = 80 мм.

Для принятого диаметра D₂ рабочее давление жидкости Р₂ у гидроцилиндра

составит

Р2 =

Р2 =

Расход жидкости, подводимой в поршневую полость гидроци­линдра, составит

где υ₂ - заданная скорость движения поршня; η₀ - объемный КПД гидроцилиндра, который для новых гидроцилиндров с манжетны­ми уплотнениями можно принять η₀=l.

б )расчет и выбор гидронасоса

Расчетная подача гидронасоса Q_]P определяется из условия не­разрывности потока жидкости, которое с точностью до утечек в гидролиниях и гидроаппаратуре, что допустимо на стадии предва­рительного расчета, имеет вид

Тогда расчетный рабочий объем гидронасоса определяют по формуле

,

Где n1 – номинальная частота вращения вала насоса, ; η01 – Объемный КПД гидронасоса, который предварительно можно принять равным 0,9 – 0,95.

Принимаем V op=.

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.

Тип насоса	Рабочий объем, см3	Номинальное давление, МПа	Частота вращения, мин-1	КПД		Масса, кг
				Объемный 0	Полный 
НА	33	16	1500	0,91	0,85	14,0

С учетом фактических параметров принятого гидронасоса действительная его подача будет равна

где V₀₁ и ₀₁ - рабочий объем и объемный КПД принятого типоразмера гидронасоса; n₁ - частота вращения вала гидронасоса по условиям задания.

в) Выбор рабочей жидкости

Первоначально необходимо выбрать условия применения гид-рофицированной машины или оборудования: при отрицательных температурах; при положительных температурах в закрытых по­мещениях; при положительных температурах на открытом воздухе.

Условия применения на открытом воздухе при положительных температурах – МГ-30.

Плотность ρ	980 кг/м³
Вязкость	0,3 м²/с
Температура °С	+5…+85