Гидропривод оборудования экскаватора

1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Задание 11. Гидропривод оборудования экскаватора.

Рис. 1 Принципиальная схема гидропривода обор-я экскаватора.

Дано: насосная установка, состоящая из насоса 1 и переливного клапана 2, подает жидкость через фильтр 3 и гидрораспределитель 4 к гидроцилиндру 5 подъема ковша и гидроцилиндру 6 опрокидывания ковша, штоки которых преодолевают соответственно силы F1 и F2 . Слив рабочей жидкости в гидробак 7 происходит через регулируемый гидродроссель 8.

Определить:

1. Скорости движения поршней гидроцилиндров.

2. Мощность, потребляемую гидроприводом, и его к.п.д.

Исходные данные для расчета:

Рабочий объём насоса VН =60 см3;

Частота вращения вала насоса nн =30 с-1;

Коэффициент объемных потерь в насосе KОН =0,02 МПа-1;

Механический к. п. д насоса ηМН =0,9;

Давление настройки переливного клапана pk min =7 МПа;

Коэффициент характеристики переливного клапана KК =0,001 (МПа·с)/см3;

Диаметр поршня гидроцилиндра D1=70 мм;

Диаметр штока dШ 1=50 мм;

Диаметр поршня гидроцилиндра D2 = 30 мм;

Диаметр штока dШ2 = 21,4 мм;

Механический к. п. д. гидроцилиндра ηМЦ = 0,9;

Диаметр проходного сечения трубопровода d = 10 мм;

Фактическая длина трубопровода l1= 2 м;

Фактическая длина трубопровода l2 = 5 м;

Фактическая длина трубопровода l3 = 3 м;

Фактическая длина трубопровода l4 =1,5м;

Коэффициент потерь в местном сопротивлении для каждого канала гидрораспределителя ζР =0,5;

Коэффициент потерь в местном сопротивлении для фильтра ζФ =1;

Коэффициент расхода гидродросселя μдр =0,75;

Плотность рабочей жидкости ρ=900кг/м3;

Принять режим течения в трубопроводах турбулентным,  λТ =0,03.

2. ПОСТРОЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ СХЕМЫ ГИДРОПРИВОДА

Принципиальную схему гидропривода заменяем эквивалентной схемой, в которой в условном виде представляем все гидравлические сопротивления (рис. 2).

Рис. 2 Эквивалентная схема гидропривода.

Из эквивалентной схемы видно, что поток рабочей жидкости от насоса «Н» поступает через трубопровод «1» и фильтр «Ф» в распределитель «Р», пройдя который, в точке К разделяется на потока. Один поток, через трубопровод «2», поступает в гидроцилиндр «Ц6» опрокидывания ковша, второй поток, через трубопровод «3», поступает в гидроцилиндр «Ц5» подъёма ковша.

Оба потока, после прохождения через гидроцилиндры, продолжают движение по трубороводам, равным по фактической длине длинам трубопроводов от точки К до каждого из гидроцилиндров, однако, так как гидроцилиндры «Ц5» и «Ц6» - с односторонним штоком, расход на выходе из цилиндров отличается от расходов на входе в них. Так как это надо учитывать, трубопроводы «2» и «3» от выхода из гидроцилиндров до точки М, где встречаются оба потока, отмечены штрихом. Однако, как и было сказано, фактические длины их равна фактическим длинам трубопроводов от точки К до входа каждого из них в соответствующий гидроцилиндр.

В точке М два потока соединяются в один, и этот поток возвращается в распределитель «Р», откуда, через трубопровод «4» и гидродроссель «Др» попадает в гидробак.

3. ПОСТРОЕНИЕ ХРАКТЕРИСТИКИ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

1) Учитывая линейность характеристики объемного насоса, находим две точки для ее построения:

Первая точка А :

       р = 0;

       Qн = QТ = VН nН = 60 х 30 = 1800 см3/с.

Вторая точка А` :

       p` = 10 МПа;

       Q` = QТ (1 – KOHp) = 1800 х (1 – 0,02 x 10) = 1440 см3/с.

2) Учитывая линейность характеристики переливного клапана, находим две точки для ее построения:

Первая точка C:

       задаемся pKmin = 7 МПа;

       Qк = 0.

Вторая точка D:

       задаемся Qк = 2000 см3/с.

       рK = pKmin + КK QK = 7 + 0,001 х 2000 = 9 МПа.

3) По найденным точкам строим характеристики насоса и переливного клапана, а затем производим графическое сложение (рис. 3), выполняя условие:

QНУ = QН – QК.

4) Полученная кривая линия ACD является характеристикой насосной установки.

11

4. ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОПРИВОДА

1) Разобьём эквивалентную схему на участки (рис. 4):

Рис. 4 Участки гидропривода

По условию задачи режим течения потока рабочей жидкости следует принять, как турбулентный!

2) Составляем уравнения для каждого участка.

Участок гидропривода I.

1)

2)

3)

4) = 547690 Q2 МПа

Участок гидропривода II.

1)       

2)

3)

4) 2179804 Q2+5 МПа

Участок гидропривода III.

1)       

2)

3)

4) 979134 Q2+5 МПа

Участок гидропривода IV.

1)

2)

3)

4) = 36513Q2+328614Q2+2469136Q2= 2834263 Q2 МПа

3) Строим полученные характеристики участков гидропривода (рис. 5).

а) Нелинейную характеристику трубопровода I строим по пяти точкам.

б) Нелинейную характеристику трубопровода II строим по пяти точкам.

в) Нелинейную характеристику трубопровода III строим по пяти точкам.