Расчет экскаватора ЭО-4121

     

     

 
 

     Эффективный КПД насоса:

     

     

     Номинальная мощность на валу насоса:

     

     

 

     1.5 Конструкция и расчет гидролинии 

     При проектировании к гидролиниям предъявляются  ряд требований достаточная прочность, минимальные потери давления на преодоление гидравлических сопротивлений, отсутствие утечек рабочей жидкости, исключение образования в трубопроводах пробок и воздушных пузырей.

     Гидролинии  различают: всасывающие, напорные, сливные, управления и дренажные, в которых  рабочая жидкость движется к насосу, от насоса в гидробак, к устройствам управления и на слив в виде внутренних утечек из гидроагрегатов.

     Для гидролиний небольшого диаметров (менее 13 мм) используют трубы из цветного металла – медные, реже из алюминиевого сплава, а также рукава из резинотканевые и трубы из полимерных материалов, которые проще в изготовлении и в обслуживании.

     Для гидроприводов низкого давления используют сварные трубы из холоднокатаной полосовой стали, которая скручивается в трубу, сваривается и калибруется.

     Для гидролиний высокого давления применяют  холоднотянутые трубы из высококачественной стали.

     Для трубопроводов, рассчитанных на номинальное давление 16 МПа и выше, применяют соединения труб с врезающимся кольцом, а при номинальном давлении от 0,16 – 16 МПа – рукава высокого давления с неразъемными наконечниками.

     Выполнить проектирование и расчет гидролиний – это, значит, выбрать тип, материал трубопровода и найти основные его размеры:

• для жестких трубопроводов – условный проход d, мм; наружный диаметр d_н, мм; толщину стенки S, мм;
• для рукавов – условный проход d, мм; число металлических оплеток (тип) и группу.

     Гидролиния  гидропривода условно разбивается  на участки:

• между насосом и гидробаком – всасывающая;
• между насосом и гидродвигателем – напорная;
• между гидродвигателем и гидробаком – сливная.

     Для гидролиний каждого из участков необходимо провести свое проектирование по зависимости:

     

     где v_ж – допустимая скорость течения рабочей жидкости, м/с

     для напорной линии – 3 – 6 м/с (v_н = 5 м/с);

     для всасывающей – 0,5 – 1,5 м/с (v_в = 1 м/с);

     для сливной 1,4 – 2,2 м/с (v_с = 2 м/с).

     Q – наибольший возможный расход рабочей жидкости, м³/с

     во  всасывающей и напорной гидролиниях равен подаче насоса;

     для напорной

     

     для всасывающей

     

     для сливной

     

 

     Если  гидросистема содержит более одного гидродвигателя, то в их общих гидролиниях (всасывающей, напорной, сливной) расход рабочей жидкости Q должен определятся как сумма возможных наибольших расходов всех одновременно работающих гидродвигателей.

     Полученные  значения условных проходов округляются до стандартных значений:

     

     Уточненные  значения скорости течения рабочей  жидкости:

     

     

     Минимальная толщина стенки жесткого трубопровода определяется из условия прочности под действием внутреннего давления Р_ном, МПа:

     

     где [s]_р – допустимое напряжение материала трубопровода на разрыв:

     для стальных труб – 140 МПа;

     для медных труб – 90 МПа;

     для алюминиевых – 80 МПа.

     

      - что меньше 16, следовательно, расчет следует вести по другой формуле:

     

      - что меньше 16, следовательно,  расчет верен.

     

      - что меньше 16, следовательно, расчет следует вести по другой формуле:

     

      - что меньше 16, следовательно,  расчет верен.

     Во  всасывающей линии максимальное давление принимаем 5 МПа.

     

      - что больше 16, следовательно,  расчет верен. 

     С учетом возможных механических повреждений  толщина стенок стальных трубопроводов  должна быть не менее 0,5 мм, а медных и алюминиевых – 0,8 – 1,0 мм.

     Тип и группа рукавов высокого давления определяется в зависимости от величины и давления рабочей жидкости в трубопроводе. Для подходящего типоразмера рукава максимальное давление должно быть не менее рабочего давления в трубопроводе. 

   1.6. Выбор типоразмеров стандартизированной  аппаратуры. 

   Назначение:

   Распределительная гидроаппаратура изменяет направление потока рабочей жидкости путем полного открытия одних и перекрытия других проходных каналов. Распределительной гидроаппаратурой являются гидрораспределители, блоки сервоуправления, обратные клапаны и гидрозамки, гидроклапаны последовательности. При помощи гидрораспределителей осуществляют пуск, изменение направления и остановку движения исполнительных органов. 

   Классификация:

   Распределительная гидроаппаратура классифицируется по числу позиций, по числу подводимых к нему гидролиний и по виду управления.  
 
 
 

   Таблица используемой аппаратуры 

Классификационный признак	Тип гидропривода	Элементы гидропривода
По  характеру движения выходного звена гидродвигателя	Поступательное	Гидроцилиндр ЦГ-140.100х1392.11-02
По  возможности регулирования	Регулируемый	Насос 1РНА 250/35
По  циркуляции рабочей жидкости	Замкнутая система	Гидробак
По  типу управления	Механический	Секционный  распределитель
По  способу контроля давления	Механический	Предохранительный клапан

 

   1.6.1. Выбор типоразмеров. 

   Гидрораспределитель 

     В гидроприводах многочисленных типоразмеров СДМ применяют многозолотниковые гидрораспределители. С помощью многопозиционных золотников гидрораспределителей можно  одновременно или поочередно управлять, несколькими исполнительными механизмами совмещая операции в рабочем цикле.

       По условному обозначению в  принципиальной схеме определить  тип, назначение и конструктивное исполнение распределительной гидроаппаратуры.

     По  номинальному давлению, подаче насоса и количеству гидродвигателей выбирают тип и марку гидрораспределителей.

   Для гидроприводов, работающих в легком  и среднем режимах, выбирают, как  правило, моноблочные распределители, а для работающих в тяжелом  и весьма тяжелом режимах –  секционные распределители.

     Техническая характеристика секционного  распределителя

Параметры	Марка распределителя Р120-П3А
Условный  проход, мм	25
Поток жидкости, л/мин: Номинальный Максимальный	285 305
Давление, МПа: Номинальное Максимальное	28 32
Внутреннее  утечки масла при нейтральном  положении золотника и Рном, см3/мин (не более)	60
Максимальное  усилие на перемещение золотника  при Рном, Н	300
Допускаемое давление на сливе, Мпа	0,8
Масса, кг	Зависит от числа  секций

 

   Фильтры 

   Типоразмер  фильтра следует выбирать из необходимой  тонкости фильтрации и соблюдения условий: ,

   где Q_ф; Р_ф – расход рабочей жидкости и давление в гидролинии, в которой установлен фильтр.

   Величины  Q_ном, d и P_max являются техническими характеристиками фильтров.

   Если  для требуемой тонкости фильтрации не существует фильтра, обеспечивающего необходимый расход жидкости, то возможна параллельная установка двух фильтров, у которых суммарное значение будет не меньше, чем Q_ф. 
 

Параметр	Типоразмеры
	ВД 2966.020-2
Условный  проход, мм	45
Гидролиния  установки	Сливная
Номинальный поток через фильтр при вязкости рабочей жидкости            (20 – 30)´10-6 м2/с, л/мин	345
Номинальное давление, МПа	5
Номинальный перепад давления при номинальном  потоке и вязкости рабочей жидкости не более 30´10-6 м2/с, Мпа	0,2
Перепад давления на фильтре при открывании переливного клапана, МПа	-
Масса сухого фильтра, кг	35

 

     2. проверочный расчет  гидропривода 

     2.1. Определение режимов течения жидкости 

     Падение давления при движении рабочей жидкости по участкам гидролинии вызывается силами трения жидкости о шероховатые стенки трубопровода. Величины падения и расчетные зависимости для ее вычисления зависят от того, является ли режим течения рабочей жидкости ламинарным или турбулентным.

     Различают два режима течения жидкости:

• ламинарный, когда частицы жидкости движутся параллельно стенкам трубопровода;
• турбулентный, когда частицы жидкости приобретают беспорядочный характер движения.

     Режим течения определяется безразмерным числом Рейнольдса Re.

     Движение  рабочей жидкости во всасывающем, напорном и сливном трубопроводе:

     

,

     где n - вязкость жидкости при различном температурном диапазоне.