Характеристики рабочих жидкостей

ЗАДАНИЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КОНТРОЛЬНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ЗАДАНИЕ 1

Произвести расчет и выбор основных элементов гидропривода

В приводах многих машин (кранах, бульдозерах, скреперах, подъемниках, экскаваторах и др.) применяется схема гидропривода, изображенная на рисунке 1.
  характеристики рабочих жидкостей - student2.ru Рисунок 1- Гидравлическая схема Гидропривод состоит из бака масляного Б, насоса Н, обратного клапана КО, гидрораспределителя Р, гидроцилиндров ГЦ, трубопроводов, предохранительного клапана КП, фильтра Ф. Значения усилия на штоке F, скорости перемещения рабочего органа (поршня) характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , рабочего давления в гидроприводе р, длины трубоприводов, количество их перегибов на угол 900 приведены в таблице 1: Таблица 1- Данные для расчета гидропривода
Последняя цифра номера студенческого билета
Вариант
Р, кН
р,МПа 6,3 4,5 6.3 6,3 12,5
Предпоследняя цифра номера студенческого билета
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , м/с 0.04 0.05 0.06 0,07 0,08 0.09 0.1 0,04 0,03 0,02
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , м
Кол-во изгибов трубопро-вода
                               

Обозначения в таблице:

Р- технологическая нагрузка на гидропривод;

p- давление, развиваемое насосом;

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru - скорость исполнительного механизма;

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru - длина напорной и сливной магистрали.

Для заданной гидросхемы необходимо:

1. Рассчитать и выбрать стандартный гидроцилиндр;

2. Рассчитать диаметр трубопровода;

3. Подобрать стандартную аппаратуру: КО, Р, КП, Ф;

4. Рассчитать потери давления в гидроприводе;

5. Выбрать стандартный насос по результатам расчета.

6. Построить механические характеристики гидропривода.

7. Определить размеры бака.

8. Выбрать теплообменник (по необходимости).

ЗАДАНИЕ 2

1.2 Описать представленную гидросхему, назначение и принцип действия элементов гидроприводов характеристики рабочих жидкостей - student2.ru :

1.2.1 Принципиальная гидравлическая схема автогрейдера тяжелого типа (Рисунок 2);

1.2.2 Гидравлическая схема экскаватора ЭО-4321В (Рисунок 3);

1.2.3 Гидравлическая схема одноковшового навесного экскаватора (Рисунок 4);

1.2.4 Принципиальная гидравлическая схема автогрейдера (Рисунок 5);

1.2.5 Принципиальная гидравлическая схема скрепера с элеваторной загрузкой (Рисунок 6);

1.2.6 Принципиальная гидравлическая схема экскаватора (Рисунок 7);

1.2.7 Принципиальная гидравлическая схема одноковшового фронтального погрузчика (Рисунок 8);

1.2.8 Принципиальная гидравлическая схема поворотной платформы автомобильного крана (Рисунок 9);

1.2.9 Принципиальная гидравлическая схема бульдозера с неповоротным отвалом (Рисунок10);

1.2.10 Принципиальная гидравлическая схема скрепера ДЗ-172.5 (Рисунок 11).

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

 

Рисунок 2 - Принципиальная гидравлическая схема автогрейдера тяжелого типа
Ц1,Ц2 – гидроцилиндр поворота; Ц3 - гидроцилиндр бульдозера; Ц4 - гидроцилиндр ковша; Ц5 - гидроцилиндр левого опорного башмака; Ц6 - гидроцилиндр стрелы; Ц7,Ц8 - гидроцилиндр рукояти; Ц9 – гидроцилиндр правого опорного башмака

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

 
Рисунок 3- Гидравлическая схема экскаватора ЭО-262 1В

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

 
  характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

Р2
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

З2
З1
Ц3
Р1
Р4
М2
М3
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

КО1
Р5
Ц2
Р3
М1
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

КП3
Ц1
 
Р6
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

 
 
 
 
Р7
КП2
Ф
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

КП1
Р8
Н
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

Ц1,Ц2,Ц3 – гидроцилиндры размыкателей тормозов; М1 – гидромотор грузовой лебедки; М2 – гидромотор стреловой лебедки; М3 – гидромотор поворота платформы

Рисунок 9 - Принципиальная гидравлическая схема поворотной платформы автомобильного крана

Р3
Р2
 
Р1
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

КП
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

Ц1,Ц2 – гидроцилиндры подъема и опускания отвала; Ц1 – гидроцилиндр распора; Ц1,Ц2 – гидроцилиндры наклона и перекоса отвала

Рисунок 10 - Принципиальная гидравлическая схема бульдозера с неповоротным отвалом

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

Ц1 и Ц2 – гидроцилиндры ковша; Ц3-гидроцилиндр заслонки; Ц4- гидроцилиндр задней стенки

Рисунок 11 - Принципиальная гидравлическая схема скрепера ДЗ-172.5

ЗАДАНИЕ 3

1.3 Описать представленную пневматическую схему, назначение и принцип действия элементов пневмоприводов:

1.3.1 Тепловоза ТЭМ2 (Рисунок 12).

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

Ц1, Ц2, Ц3, Ц4 – пневмоцилиндры тормозов; ПМ – питающая магистраль; МВТ – магистраль вспомогательного тормоза; ТМ – тормозная магистраль; МСТ – магистраль синхронизации тормозов; ИМ – импульсная магистраль

Рисунок 12 – Принципиальная схема тормозного оборудования тепловоза М62

Функциональную схему тормозного оборудования тепловоза М62 и ее описание можно найти в Интернете набрав в информационную строку соответствующую запись.

2. РАСЧЕТ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА

2.1 Выбор номинального давления

По значению номинального давления различаются гидравли­ческие системы: низкого давления (до 1,6 МПа); среднего давления (до 6,3 МПа); высокого давления (до 20 МПа); сверхвысокого дав­ления (более 25 МПа).

В конструировании гидроприводов имеется тенденция к уве­личению рабочего давления, так как это позволяет при малых габа­ритах насосов и гидродвигателей получать большую мощность, а при той же мощности меньшие габариты и вес конструкции. Однако надо иметь в виду, что при больших давлениях (более 25 МПа) по­вышаются требования к применяемым материалам, уплотнениям, к жесткости конструкции и т.п. Следует также учитывать максималь­ные давления, создаваемые серийными насосами, которые выпус­каются промышленностью. Кроме того, если выбрать большое дав­ление при сравнительно малом усилии на штоке гидроцилиндра, то диаметр последнего может оказаться слишком малым, не преду­смотренным рядом нормализованных гидроцилиндров.

Выбирая номинальное давление рн, нужно руководствоваться рядом номинальных давлений по ГОСТ 12445-80 (МПа): 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80, 100; 125; 160; 200; 250.

2.2 Выбор рабочей жидкости

Работоспособность и долговечность гидрооборудования зависит от правильности выбора рабочей жидкости. Рабочая жидкость кроме основной функции - передача энергии от насоса к гидродвигателю - выполняет ряд важных функций: смазка трущихся поверхностей детали; удаление продуктов износа трущихся пар; предохранение их от коррозии; охлаждение гидравлической системы. Выбор рабочей жидкости осуществляется с учетом ее свойств, условий эксплуатации и конструкции гидропривода. Если гидропривод работает в зоне высоких температур (жидкого или раскаленного металла, высокотемпературного газа) с возможностью возникновения пожара, то следует использовать пожаробезопасную рабочую жидкость.

Температура застывания рабочей жидкости должна быть не менее чем на 10°С ниже наименьшей температуры окружающей среды, в которой работает гидропривод.

Вязкость масла существенно зависит от температуры и должна поддерживаться в оптимальных пределах во всем интервале эксплуатационных температур.

Нижний предел применимости масла определяется температурой прокачиваемости его в гидроприводе, которая обычно на 10 — 15°С выше температуры застывания масла. Кроме того, рекомендуются определенные пределы вязкости рабочей жидкости для нормальной работы насосов (таблица 2).

Таблица 2 Ограничение вязкости рабочих жидкостей для роторных насосов

Тип насоса Вязкость жидкости, v 104, м2
минимальная1 максимальная'
Аксиальные роторно-поршневые 0,05 — 0,08 18 — 20
Пластинчатые 0,10 — 0,12 35 — 45
Шестеренные 0,16 — 0,18 45 — 50


В гидроприводах строительно-дорожных и подъемно-транспортных машин применяются только загущенные минеральные масла, обладающие хорошей смазывающей способностью, химической стабильностью при повышенных температурах, хорошими антикоррозийными и противопенными свойствами. В настоящее время широко применяются следующие масла: МГ-20, МГ-30, ВМГ-3, АМГ-10, И-12,И-20,И-30.
Выбор марки масла должен производиться с учетом режима работы гидропривода, климатических и температурных условий, соответствия вязкости номинальному давлению, а также рекомендации заводов-изготовителей гидромашин. В гидроприводах, эксплуатируемых на открытом воздухе при температуре от +50° до -60° С, рекомендуется применять не более двух сортов рабочей жидкости (летнее и зимнее). Уровень вязкости рабочей жидкости в условиях эксплуатации должен находиться в пределах 20-200 сСт (мм2/с). Допустимый диапазон вязкости масла при кратковременной эксплуатации может быть 10-2000 сСт (мм2/с). Температура застывания рабочей жидкости должна быть на 15-20° С ниже наименьшей температуры окружающей среды, в которой будет эксплуатироваться гидросистема. Максимальная температура рабочей жидкости в гидросистеме не должна превышать 70-80° С. Для обеспечения оптимального температурного режима гидросистем, работающих в тяжелых климатических условиях, необходимо предусматривать средства для охлаждения рабочей жидкости (маслорадиаторы) или прогрева (пропуск через предохранительный клапан насоса под максимальной нагрузкой). Для выбора рабочей жидкости необходимо знать граничные величины температуры окружающего воздуха, которые зависят от климатической зоны эксплуатации. Граничные температуры окружающего воздуха для различных климатических зон:

• Крайний Север и Сибирь -50.. .+35° С;

• районы средней полосы РФ -35.. .+40° С;

• южные районы страны -25.. .+50° С.

Масла МГ-20 и МГ-30 предназначаются для гидроприводов, работающих на открытом воздухе в средних и южных районах (заменители: ИС-20, ИС-30); ВМГЗ пригодно для всесезонной эксплуатации гидроприводов в районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, а в средней и южных зонах - в зимний период (заменитель -АМГ-10); МГ-30, силиконовая жидкость 7-50-СЗ рекомендуются для условий тропиков. Рабочая жидкость выбирается по приложению 1.

2.3 Выбор гидроцилиндра и его параметров

Расчетный диаметр поршня гидроцилиндра (рис 8)

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (1)

где к — коэффициент потерь, принимаемый 1,1 —1,3;

р — давление насоса, Па;

Р— усилие, действующее на гидроцилиндр, Н.

 
  характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

dшт
характеристики рабочих жидкостей - student2.ru Р

           
    характеристики рабочих жидкостей - student2.ru
  характеристики рабочих жидкостей - student2.ru
 
  характеристики рабочих жидкостей - student2.ru
    характеристики рабочих жидкостей - student2.ru
 

Рисунок 13 - Схема силового гидроцилиндра

Расчетный диаметр штока dр = xDр,

где х = 0,3 — 0,8.

Параметры гидроцилиндра — диаметр поршня Dn,, диаметр штока dшт,, ход поршня S — выбираются по ГОСТ 6540-68 (приложение 2) исходя из условий:

Dn ≥ Dp, dшт ≥ dp.

Площадь поршня в "рабочей" полости

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru . (2)

Площадь поршня в "штоковой" полости

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru . (3)

Уплотнения поршня, штока подбираются по [9, 12].

2.4 Определение расхода гидросистемы

Теоретический расход рабочей жидкости гидроцилиндра для прямого хода (подачи)

Qц = fn v, (4)

где v — заданная скорость поршня, м/с.

Теоретический расход рабочей жидкости гидроцилиндра для обратного хода

Qц = fшт vобр, (5)

где vобр — скорость возврата рабочего органа.

Расход гидросистемы, необходимый для обеспечения заданной скорости,

Qc=l,02Qц, (6)

где 1,02 — коэффициент, учитывающий утечки в гидросистеме;

Следует учесть, что при большой разнице расходов для подачи и обратного хода необходимо изменить диаметр штока гидроцилиндра так, чтобы расходы были приблизительно равными.

2.5 Оценка предварительной мощности гидропривода

Оценка предварительной мощности гидропривода производится по формуле:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (7)

где рн — давление насоса (Па);

η=0,7 — предварительный коэффициент полезного действия гидросистемы.

При мощности гидропривода N < 7 кВт применяют дроссельное регулирование скорости движения выходного звена, а при N > 7 кВт — объемное.

2.6 Расчет трубопроводов

При выборе диаметра трубопровода необходимо учитывать рекомендацию СЭВ PC 3644-72 [12], регламентирующую скорость характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru ' потоков рабочей жидкости в трубопроводах в зависимости от их назначения и номинального давления рн:

— для напорных линий :

pн , МПа 2,5 6,3 16 32 63 100

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru ', м/с, не более 2 3,2 4 5 6,3 10

—для сливных линий характеристики рабочих жидкостей - student2.ru ' = 2 м/с;

—для всасывающих — характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru ' < 1,6 м/с.

Тогда ориентировочный диаметр трубопровода

d´ = характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (8)

Внутренний диаметр трубопровода (условный проход) Dy ≥ d' — выбирается согласно ГОСТу 16516-70 Dy [м] = 0.004: 0.005; 0,0063; 0,008, 0,01, 0,012; 0,016, 0,02, 0,025, 0,032,'0,04; 0,05, 0,063; 0,08; 0,1; 0,125; 0,16; 0,20; 0,25.

Тип трубопровода (стальные трубы, рукава высокого давле­ния), геометрические размеры и вес трубопроводов подбирается согласно [12] или по приложению 3. Действительная скорость движения жидкости в трубопроводе:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (9)

Потери давления по длине напорного или сливного трубопровода, (МПа)

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (10)

где характеристики рабочих жидкостей - student2.ru — плотность жидкости, кг/м3 ;

λ — коэффициент гидравлического трения;

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru — длина рассчитываемого трубопровода (принимается студентом по заданию).

Коэффициент гидравлического трения определяется в зависимости от режима движения жидкости. Режим движения жидкости определяется по числу Рейнольдса:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (11)

где характеристики рабочих жидкостей - student2.ru – коэффициент кинематической вязкости рабочей жидкости.

— при ламинарном режиме (Re ≤ 2320):

λ = характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (12)

 
 

— при турбулентном режиме (Re > 2320):

λ = характеристики рабочих жидкостей - student2.ru при 2320 < Re < 10 характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (13)

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru при 10 характеристики рабочих жидкостей - student2.ru < Re <500 характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (14)

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru при Re > 500 характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (15)

где кэкв - эквивалентная шероховатость внутренней поверхности трубы.

Для новых бесшовных стальных труб можно принять кэкв = 0,03 мм.

Потери давления в местных гидравлических сопротивлениях (МПа)

∆pм= характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (16)

где характеристики рабочих жидкостей - student2.ru — сумма коэффициентов местных сопротивлений, располо­женных на рассчитываемом трубопроводе (тип, количество и значения местных сопротивлений принимаются по принципиальной гидравлической схеме, а значения по приложению16);

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru — сумма потерь давления в гидроаппаратах, расположенных на рас­считываемом участке трубопровода (напорном или сливном).

Для расчета ∆p по значениям рн и Qc выбираются стан­дартные гидроаппараты с пересчетом потерь давлений в них по формуле:

∆p = ∆pH (Qc/QH0M)2, (17)

где ∆рн — номинальный перепад давления на гидроаппарате,

Qc — расход гидросистемы;

QH0M — номинальный расход жидкости через гидроаппарат.

Гидравлические потери в трубопроводе:

∆рг =∆рl +∆pм (18)

2.7 Определение давления в гидроцилиндре и КПД гидроцилиндра

Давление в гидроцилиндре, необходимое для преодоления полезной нагрузки:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (19)

КПД гидроцилиндра найдем, определив:

а) потери на трение в гидроцилиндрах, МПа,

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (20)

где bF — сила трения в гидроцилиндрах, Н ,

b — коэффициент,

b =0.1 при Dп = 0,04 — 0,06 м

b = 0,08 при Dп= 0,07 —0,125 м

b = 0,04 при Dп > 0.125 м

б) механические потери (давление, затраченное на преодоление
сил трения в гидроцилиндре и силы противодавления), МПа,

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (21)

где характеристики рабочих жидкостей - student2.ru — давление в "штоковой" полости, МПа.

Давление в "штоковой" полости характеристики рабочих жидкостей - student2.ruопределя­ется гидравлическим сопротивлением в трубопроводе от гидроци­линдра до бака. Согласно гидравлической схеме:

рпр =∆рl +∆pг.апп (22)

где ∆рl , ∆pг.апп— потери давления на трение по длине и в местных сопротивлениях сливного трубопровода; определяются по формулам (10), (16) соответственно.

Если в гидроприводе используется плунжерный гидроцилиндр, то в формуле (21) при расчете ∆рмех следует принять (fшт/ fn)pnp = 0.

в) давление, подведенное к гидроцилиндру:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (23)

Тогда КПД гидроцилиндра: характеристики рабочих жидкостей - student2.ru . (24)

2.8 Выбор насоса

Давление, которое должен развивать насос:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (25)

где ∑рг — сумма потерь давления в напорном и сливном трубопроводах, определяется по формуле (18).

Давление настройки предохранительного клапана

pн.к =(1,1-1,3)рнас . 26)

Насос выбирается по каталогам характеристики рабочих жидкостей - student2.ru или по прилож. 4 - 5, исходя из того, что он должен обеспечивать подачу Qн ≥ Qc и давление рн ≥ рнас.

Подача может быть обеспечена одним или несколькими насосами, работающими параллельно на один трубопровод

При подборе насоса необходимо рассмотреть все возможные типы насосов шестеренные, пластинчатые, аксиальные и радиальные роторно-поршневые насосы.

Нужно иметь в виду, что рабочее давление насоса определяется сопротивлением гидропривода, который он обслуживает, и поэтому может отличаться от номинального давления, указанного в его паспорте.

Для выбранного насоса привести его параметры: подачу QH, давление рн, рабочий объем qH, частоту вращения nн, общий ηн , объемный ηон и механический ηмн КПД, долговечность Т.

2.9 Выбор гидроаппаратуры

Под гидроаппаратурой понимается золотниковый распределитель, дроссель, дроссель с регулятором, фильтр, предохранитель­ные и переливные клапаны, гидроаккумуляторы.

Гидроаппаратура выбирается по спра­вочникам [2-5] либо по прилож.6 — 12 из условия рапп ≥рнас и Qапп ≥Qн.

В контрольной работе необходимо описать назначение и принцип действия гидроаппаратуры, привести основные параметры: тип аппаратуры, давление, потерю давления при номинальном режиме, условный проход, номинальный расход и вес.

2.10 Расчет КПД и мощности гидропривода

Задача по определению КПД и мощности гидропривода решается в следующей последовательности:

1. Определяется КПД гидросети.

В случае применения в гидроприводе регулируемого насоса (объемное регулирование):

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru . (31)

В случае нерегулируемого насоса (дроссельное регулирование):

- если дроссель расположен последовательно гидродвигателю:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (32)

- если дроссель расположен параллельно гидродвигателю:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru - (33)

2. Находится КПД гидропривода

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (34)

3. Подсчитывается полезная мощность гидропривода полезная:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (35)

и затраченная характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (36)

2.11 Механические характеристики

Механической характеристикой гидропривода называется за­висимость скорости выходного звена от приложенной к нему нагрузки при постоянном расходе.

Механическая характеристика гидропривода, построенная при Uдр = 1 (для гидропривода с дроссельным регулированием) или при Uн = 1 (для гидропривода с объемным регулированием), называется основной характеристикой. После построения основной характери­стики находится несколько других характеристик при Uдр < 1 или при Uн < 1.

По механической характеристике или по уравнению механической характеристики определяется, при каких параметрах регулирования дросселя Uдр или насоса Uн обеспечивается заданная ско­рость выходного звена гидропривода.

Аналитически механические характеристики определяются следующим образом.

2.11.1 Гидропривод с дроссельным регулированием

Если дроссель установлен последовательно гидроцилиндру (на входе или на выходе) характеристики строятся по выражению:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (37)

где А –коэффициент;

fдр.мах — максимальная площадь щели дросселя;

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru - необходимый перепад давления на дрос­селе для обеспечения заданной скорости поршня;

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru параметр регулирования дросселя.

Параметр регулирования дросселя:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (38)

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (39)

где характеристики рабочих жидкостей - student2.ru - коэффициент расхода.

Коэффициент расхода зависит от конструкции дросселя и равен 0.6-0,65.

Максимальная площадь щели дросселя выбирается из справочников или может быть определена по его сопротивлению характеристики рабочих жидкостей - student2.ru при номинальной подаче жидкости через него характеристики рабочих жидкостей - student2.ru :

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru . (40)

Необходимый перепад давления на дросселе зависит от места установки его в сети. При установке на входе в гидроцилиндр:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru . (41)

На выходе –

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (42)

Если дроссель установлен параллельно гидроцилиндру, уравнение механической характеристики имеет вид:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru . (43)

При этом характеристики рабочих жидкостей - student2.ru определяется:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru . (44)

2.11.2 Гидропривод с объемным регулированием

Уравнение механической характеристики

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (45)

где агп— коэффициент утечек в гидроприводе, м4 с/кг.

Принимаем, что утечки в гидросистеме и гидроцилиндре от­сутствуют. В этом случае:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru . (46)

2.11.3 Построение механических характеристик

Типовая форма графиков приведена на рисунке 14 (сплошные линии – характеристики гидропривода с дросселем, установленным последовательно гидроцилиндру, пунктирные – с дросселем, установленным параллельно гидроцилиндру).

Построение механической характеристики гидропривода с дросселем, установленным последовательно гидроцилиндру (рисунок 14а) производится по уравнению (37) .

Для основной характеристики максимальное значение скорости (точка а) будет при характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , т.е. при холостом ходе поршня. Скорость поршня будет равна нулю (точка b), при ∆pдр=0, т.е.видно из формул (41), (42), при характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , если дроссель установлен на входе в гидроцилиндр; и при характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , если дроссель установлен на выходе из гидроцилиндра.

Построение механической характеристики гидропривода с дросселем, установленным параллельно гидроцилиндру (рисунок 14а), производится по уравнению (43). Точка а' основной характеристики определяется при характеристики рабочих жидкостей - student2.ru и характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , а точка b1 находится при нагрузке:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (47)

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru

Рисунок 14 - Механические характеристики гидропривода: а) гидропривод с дроссельным регулированием; б) гидропривод с объемным регулированием

Построение характеристики гидропривода с объемным регу­лированием (рисунок 14б) производится по уравнению (45). Точка аос­новной характеристики определяется подстановкой усилия цилиндра характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , т.е. при холостом ходе поршня, а точка b – подстановкой нагрузки равной Р.

2.12 Расчет гидробака для рабочей жидкости

Вместимость бака (м3) обычно выбирают равной трехминутной подаче насоса:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (48)

Значения Vм округляют до ближайшего большего значения из ряда номинальных вместимостей по ГОСТ 12448-80: Vм [дм3] = 0,4 0,63; 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 320 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000, 2500; 3200; 4000; 5000 6300; 8000; 10000; 12500; 16000; 20000; 25000.

Наиболее рациональной формой бака считают параллелепипед; уровень рабочей жидкости не должен превышать 0,8 высоты бака Н.

С учетом вышесказанного:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (49)

где а — длина бака; b — ширина бака.

Задавшись произвольными (в пределах разумного) значениями а и Ь, находят высоту бака:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (50)

2.13 Тепловой расчет гидропривода

Тепловой расчет выполняют для определения максимальной температуры рабочей жидкости в гидроприводе и площади поверхности теплообменника (если без него невозможно обойтись).

Температура рабочей жидкости характеристики рабочих жидкостей - student2.ru не должна превышать 60-70°С и определяется по формуле:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (51)

где характеристики рабочих жидкостей - student2.ru -температура воздуха;

К – коэффициент теплоотдачи от бака к воздуху, К = 17,5 вт/(м2.0 °С), если нет циркуляции воздуха, К = 23 вт/(м2.0С), если есть обдув стенок бака струей воздуха.

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru — мощность, теряемая в гидроприводе:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru (52)

Коэффициент теплоотдачи К = 23 вт/(м2.0С), если есть обдув стенок бака струей воздуха.

Если характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , то определяется количество теплоты, отводимое по­верхностью бака:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (53)

где tM = 60—70°С; tB = 25—30°С

Для отвода избыточного тепла характеристики рабочих жидкостей - student2.ru необходимо предусмотреть теплообменник — воздушно-масляный радиатор, в котором охлаждаемое масло протекает по трубкам радиатора, снаружи обдуваемого потоком воздуха. Площадь поверхности масляного радиатора:

характеристики рабочих жидкостей - student2.ru характеристики рабочих жидкостей - student2.ru , (55) где Кр— коэффициент теплопередачи от масла к воздуху в радиаторе;

∆tр - расчетный перепад температур в масляном радиаторе.

При ∆tр = 30— 45°С Кр ~ 75 вт/(м2С); при ∆tр = 50— 70°С Кр ~ 120 вт/(м2С); Теплообменники выбираются по [3, 12] либо по прилож. 12 Для улучшения теплопередачи рекомендуется выполнять наружные стенки бака с ребрами, значительно увеличивающими площади теплоотдачи.

Список литературы:

1. Галдин Н.С., Кукин А.В. Атлас гидравлических схем мобильных машини оборудования: Учеб. пособие. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2006. – 91с.

2. Свешников В.К.: Справочник. 5-е изд., перераб. и доп.‑ М.: Машиностроение, 2008.-640с.

3. Свешников В.К., Усов А.А Станочные гидроприводы. Справочник. –М.: Машиностроение, 1988. –512 с., ил.

4. Ковалевский В.Ф., Железняков Н. Т., Бейлин Ю. Е. Справочник по гидроприводам горных машин. – М,: Недра, 1973.-502 с., ил.

5. Гидравлическое оборудование: Каталог-справочник. В 2 ч./Под ред. И.М. Степунина В. Я. Скрицкого. – М.:НИИМАШ, 1967.-ч.1, 400 с., ил.: ч. 2, 349 с. ил.

6. Башта Т. М. Гидропневмопривод и гидропневмоавтоматика. –М. Машиностроение., 1972 –329 с., ил.

7.Абрамов Е. И. и др. Элементы гидропривода: Справочник.-Киев: Техника, 1977.-320 с., ил.

8.Башта Т. М. Машиностроительная гидравлика: Справочное пособие. –М.:Машиностроение, 1971. –671 с., ил.

9. Васильченко В.А.Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. – М.: Машиностроение, 1983. – 301 с.

10. Гидравлические агрегаты тракторов и сельскохозяйственных машин: Каталог. Ч. 1. /Г.А.Антипюк, И.А.Немировский, Д.Е.Флеер, Н.И.Бородай,Д.Е.Ханин. – М.: ЦНИИТЭИ автосельхозмаш, 1989. – 138 с.

11. Гидравлические агрегаты тракторов и сельскохозяйственных машин:

Каталог. Ч. 2. /Г.А.Антипюк , И.А.Немировский, Д.Е.Ханин. – М.: ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаш, 1987. – 244 с.

12. Гидравлические агрегаты тракторов и сельскохозяйственных машин:

Наши рекомендации