Гидропривод скрепера

 

Основные параметры  обратных клапанов типа 61400

 

Условный проход, мм Номинальный расход, л/мин Масса, кг

32 250 2,31

 

Основные параметры  фильтра 1.1.25-25

 

Условный проход, мм Номинальная пропускная способность, л/мин Тонкость фильтрации Номинальное давление, МПа

25 63 25 0,63

 

 

Выбор рабочей  жидкости производим на основе анализа режимов работы и условий эксплуатации гидропривода с учетом конструктивных особенностей установленного гидравлического оборудования, главным образом конструктивных особенностей используемого насоса. Для выбора рабочей жидкости воспользуемся работой /5/.

Выбираем рабочую  жидкость ВМГЗ.

 

Основные характеристики рабочей жидкости ВМГЗ

 

Показатели
Плотность, кг/м3	865
Вязкость при 50˚С, мм2/с	10
Рабочий диапазон, ˚С	-50…+60

 

 

3.5. Расчет потерь давления в гидролиниях

 

,     (8)

где – потери давления в гидролинии, МПа;

 – сумма путевых потерь давления, МПа;

 – сумма потерь давления  в местных сопротивлениях, МПа.

 

,     (9)

где – потери давления по длине (путевые), МПа;

 – коэффициент путевых  потерь (коэффициент Дарси);

 – длина гидролинии, м:

• для всасывающей гидролинии ;
• для напорной гидролинии ;
• для сливной гидролинии .

 – плотность рабочей жидкости, .

 

Определяем число Рейнольдса:

,     (10)

где – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости, .

 – ( – турбулентный режим)

 – ( – турбулентный режим)

 – ( – турбулентный режим)

 

Определяем  коэффициент Дарси:

     (11)

 

 

Потери давления в местном сопротивлении определяем по формуле:

,     (12)

где – коэффициент местного сопротивления:

• сверленный уголок – 2 шт., ;
• присоединительный штуцер – 2 шт., ;
• разъемная муфта – 4 шт., ;
• угол с поворотом на 90˚ – 2шт., .

Распределение заданных видов местных сопротивлений  по гидролиниям (напорной,  сливной) производим произвольно.

Местные сопротивления напорной гидролинии: сверленый уголок – 1 шт., присоединительный штуцер – 1 шт., разъемная муфта – 2 шт., угол с поворотом на 90˚ – 1шт.

Местные сопротивления  сливной гидролинии: сверленый уголок – 1 шт., присоединительный штуцер – 1 шт., разъемная муфта – 2 шт., угол с поворотом на 90˚ – 1шт.

 

Определяем  потери давления в гидролиниях:

 

 

 

 

 

3.6. Расчет гидроцилиндров

 

Диаметр поршня гидроцилиндра с штоковой рабочей полостью определяем из уравнения равновесия сил, действующих на шток:

,     (13)

где – усилие на штоке, ;

 – давление в поршневой полости, Па, , здесь – потери давления в сливной гидролинии;

 – диаметр поршня, м;

 – давление в штоковой  полости, Па, , здесь – потери давления в напорной гидролинии;

 – диаметр штока, м.

 

Задавшись значением  коэффициента и решив уравнение (13) относительно диаметра поршня, получим следующее выражение:

     (14)

После нахождения диаметра поршня определим диаметр  штока:

 

Кроме определения диаметров поршня и штока из условия обеспечения заданного усилия необходимо произвести расчет гидроцилиндра по обеспечению заданной скорости движения штока .

В этом случае диаметр  поршня вторично определяется из уравнения неразрывности потока жидкости ( , здесь – эффективная площадь поршня) по формуле:

,     (15)

где – расход жидкости, .

После нахождения диаметра поршня определим диаметр  штока:

 

Основные параметры  гидроцилиндров, в том числе диаметры поршня и штока, регламентируются ГОСТом 6540-68 «Цилиндры гидравлические и пневматические. Основные параметры» и другими нормативно-техническими документами, по которым и выбираются ближайшие к средним расчетным значениям диаметры поршня и штока .

Принимаем диаметры поршня , штока .

 

По выбранным  стандартным значениям диаметров  поршня и штока определим действительное усилие , развиваемое гидроцилиндром по формуле (13).

 

Действительную  скорость движения штока определяют из уравнения неразрывности потока жидкости по формуле:

,     (16)

где – эффективная площадь поршня, – для штоковой рабочей полости.

 

Произведем  сравнение действительных и заданных параметров по относительным величинам:

     (17)

     (18)

 

Допускаемая величина отклонения действительных значений выходных параметров гидроцилиндра от заданных не превышает ±10%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Тепловой расчет  гидропривода

 

Тепловой расчет гидропривода проводится с целью  определения температуры рабочей  жидкости, объема гидробака и выяснения необходимости применения специальных теплообменных устройств.

Основными причинами  выделения тепла в гидроприводе являются: внутреннее трение рабочей  жидкости, дросселирование жидкости при прохождении различных элементов гидропривода, трение в гидрооборудовании и др.

Количество  тепла, выделяемое в гидроприводе в  единицу времени, эквивалентно теряемой в гидроприводе мощности.

 

Тепловой расчет гидропривода ведется на основе уравнения  теплового баланса:

,     (19)

где – количество тепла, выделяемого гидроприводом в единицу времени (тепловой поток), Вт;

 – количество тепла, отводимого  в единицу времени, Вт.

 

Количество  выделяемого тепла определим  по формуле:

,     (20)

где – мощность привода насоса (потребляемая), Вт;

 – гидромеханический КПД  гидропривода;

 – коэффициент продолжительности  работы гидропривода, ;

 – коэффициент использования  номинального давления, ;

 – действительная подача  насоса, м³/с;

 – полный КПД насоса.

 

Гидромеханический КПД гидропривода определим по формуле:

,     (21)

где – гидромеханический КПД насоса;

 – гидромеханический КПД  гидроцилиндра,  ;

 – гидравлический КПД гидропривода, учитывающий потери давления в гидролиниях.

 

Гидравлический  КПД гидропривода равен:

,     (22)

где , , – потери давления в напорной, сливной и всасывающей гидролиниях соответственно, МПа.

Гидромеханический КПД определяем из выражения для  полного КПД гидромашины:

,     (23)

где – полный КПД насоса;

 – гидравлический КПД;

 – механический КПД;

 – объемный КПД;

 – гидромеханический КПД.

 

;

;

.

 

Количество  тепла, отводимого в единицу времени  от поверхностей металлический трубопроводов, гидробака при установившейся температуре жидкости, определяем по формуле

,     (24)

где – коэффициент теплопередачи от рабочей жидкости в окружающий воздух, Вт/(м²град);

 – установившаяся температура  рабочей жидкости, ;

 – температура окружающего  воздуха, ˚C;

 – суммарная площадь наружной  теплоотводящей поверхности трубопроводов (всасывающей, напорной, сливной гидролиний), , здесь – внутренний диаметр, – толщина стенки, – длина i–го трубопровода;

 – площадь поверхности  гидробака, м².

 

Площадь поверхности  гидробака определим из уравнения  теплового баланса (19) после подстановки в него выражений (20) и (24):

 

Расчетная площадь  поверхности гидробака связана с его объемом следующей зависимостью:

,     (25)

где – объем гидробака, дм³.

 

Из формулы (25) определим объем гидробака:

 

Объем превышает 3 минутную подачу насоса, необходима установка теплообменника. Зададим объем гидробака исходя из условия рекомендуемой 3 минутной подачи насоса.

 

По формуле (25) определим площадь гидробака:

 

Площадь теплоотводящей поверхности теплообменника найдем из уравнения теплового баланса гидропривода с теплообменником (отвод тепла через наружную поверхность трубопроводов не учитываем):

,     (26)

где – количество тепла, выделяемого в единицу времени, Вт;

 – количество отводимого  в единицу времени тепла от  поверхности гидробака,  , Вт;

 – количество отводимого  в единицу времени тепла от  теплоотводящей поверхности теплообменника, , Вт, здесь – коэффициент теплопередачи теплообменника, ; – площадь теплоотводящей поверхности теплообменника, м².

 

;

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В данной курсовой работе был проделан расчет части  объемного гидропривода автогрейдера (привода левой стороны отвала). Определены мощности гидропривода и насоса. Произведен выбор шестеренного насоса НШ32А-3. Определены внутренние диаметры всасывающей, напорной и сливной гидролиний, а также скорость движения жидкости по ним. Произведен выбор гидроаппаратуры и рабочей жидкости. Рассчитаны потери давления в гидролиниях, определены диаметры поршня и штока гидроцилиндра, действительные значения усилия и скорости перемещения штока. Тепловой расчет гидропривода определил объем гидробака и необходимость установления теплообменника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Задания на курсовую работу по гидроприводу дорожно-строительных машин /Сост.: Т.В. Алексеева, Н.С. Галдин, В.С. Башкиров, В.П. Шаронов; СибАДИ. – Омск, 1984. – 36с.

 

2. Приложения  к заданиям на курсовую работу  по гидроприводу дорожно-строительных  машин /Сост.: Т.В. Алексеева, Н.С.  Галдин, В.С. Башкиров, В.П. Шаронов; СибАДИ. – Омск, 1984. – 34с.

 

3. Основные положения  расчета объемного гидропривода: Методические указания по курсовому  и дипломному проектированию /Сост. Н.С. Галдин, Э.Б. Шерман; СибАДИ. – Омск, 1988. – 32с.

 

4. Алексеева Т.В., Галдин Н.С., Шерман Э.Б., Воловиков Б.П. Гидравлические машины, гидропривод мобильных машин: Учебное пособие. – Омск: ОмПИ, 1987. – 88с.

 

5. Алексеева  Т.В., Галдин Н.С., Шерман Э.Б. Гидравлические машины и гидропривод мобильных машин: Учебное пособие. – Новосибирск: – Изд-во Новосибирского ун-та, 1994. – 212с.

 

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