Курсовая работа: Разлiк аб'емнага гiдрапрывода и аналiз яго работы

БЕЛАРУСКI ДЗЯРЖАўНЫ ТЭХНАЛАГIЧНЫ ўНIВЕРСIТЭТ

Кафедра энергазберажэння, гiдраўлiкi i цеплатэхнiкi

ТЛУМАЧАЛЬНАЯ ЗАПIСКА

ДА КУРСАВОЙ РАБОТЫ

па курсу: "Гiдраўлiка i аб'емны гiдрапрывод"

раздзел: "Аб'емны гiдрапрывод"

тэма: "Разлiк аб'емнага гiдрапрывода и аналiз яго работы"

Распрацаваў: студэнт 3 курса

факультэта ВСiП

спецыяльнасцi ПАiСАI

Катовіч В.С.

Праверыў: Санковiч Я. С.

Мiнск 2003

Змест

Рэферат

Уводзiны

1. Разлiк гiдрацылiндраў

1.1 Разлiк асноўных параметраў ГЦ

1.2 Разлiк ГЦ на трываласць

1.3 Ушчыльненне поршня i штока

1.4 Вызначэнне агульнага ККДз ГЦ

2. Выбар рабочай вадкасцi

3. Падбор гiдраўлiчнай апаратуры

4. Вызначэнне страт вадкасцi

5. Разлiк трубаправодаў гiдрапрывода

5.1 Вызначэнне дыяметра труб

5.2 Разлiк страт цiску ў трубаправодах

6. Вызначэнне цiску помпы i яе папярэднi выбар

7. Рэгуляванне скорасцi руху выхаднога звяна гiдрапрывода

8. Характарыстыкi гiдрапрывода i iх аналiз

8.1 Характарыстыкi помпы i гiдрасiстэмы

8.2 Рэгулятар скорасці (дросель) на напорнай цi зліўной лініі

9. Целавы разлiк гiдрапрывода

10. Разлiк металаемiстасцi

Спiс лiтаратурных крынiц

Дадатак 1

Схема ўшчыльненняў поршня і штока

Схема маслянага бака

Прынцыповая схема гідрапрывода

Графічныя характарыстыкі гідрапрывода

Гідрацыліндр

Фільтр

Рэферат

Курсавая работа на тэму "Разлiк аб'емнага гiдраўлiчнага прывода" складаецца з 43 лiстоў машынапiснага тэксту, якая змяшчае 38 листоў разлiкова-паясняльнай запiскi, 1 лiст разлiка на ЭВМ, 5 лiстоў графiчнага матэрыялу: схема ўшчыльнення поршня i штока, схема масленага бака, прынцыповая схема гiдрапрывода, графiчная характарыстыка гiдрапрывода, помпа, размеркавальнае устройства.

ГIДРАЦЫЛIНДР, ПОРШЭНЬ, ШТОК, ККДз, ВАДКАСЦЬ, ГIДРАўЛIЧНАЯ апаратура, ТРУБАПРАВОД, ПОМПА, СКОРАСЦЬ, ХАРАКТАРЫСТЫКА ПОМПЫ, ДРОСЕЛЬ, ПЛОШЧА, ЭНЕРГIЯ, МЕТАЛАЕМIСТАСЦЬ.

Курсавая работа на тэму "Разлiк аб'емнага гiдраўлiчнага прывода" змяшчае разлiк асноўных параметраў гiдрацылiндраў. У якiм па зададзеным карысным намаганнi задаюцца суадносiнамi дыяметраў поршня i штока, знаходзяць плошчу,таўшчыню сценак i накрывак, вядуць разлiк гiдрацылiндраў на трываласць. Знаходзяць сiлы трэння пры ўшчыльненнi гумавымi кольцамi i шаўронавымi манжэтамi. Вызначаюць агульнае ККДз гiдрацiлiндра.

Праводзяць выбар рабочай вадкасцi i падбор гiдраўлiчнай апаратуры. Для таго, каб забяспечыць рух выхаднога звяна гiдрарухавiка з зададзенай скорасцю неабходна вызначыць падачу помпы з улiкам усiх страт рабочай вадкасцi пры яе руху ад помпы да гiдрарухавiка.

Пры разлiку трубапровадаў гiдрапрывода вызначаюць дыяметр труб, скорасць руху вадкасцi, таўшчыню сценак труб. Страты цiску у трубапровадах складаюцца са страт на пераадолення гiдраўлiчных супрацiўленняу па даўжынi i на пераадолення страт у мясцовых супрацiўленнях. Характэрыстыкi гiдрапрывода i iх аналiз выкарыстоўваюцца на лiсце бумагi А4. Для вызначэння плошчы паверхнi цеплаабмену масленага бака неабходна вызначыць яго памеры i праверыць яго на перагрэў.

У водзнiы

Гiдраўлiчныя прыводы вельмi шырока выкарыстоўваюцца для ажыцяўлення руху рабочых органаў разнастайных машын (будаўнiчых, дарожных, падЧёмна-транспартных, сельска-гаспадарчых,лясных i iншых), у станкабудаваннi, авiяцыя, кавальска-прэсавым i iншым механiчным абсталяваннi.

Шырокае яго распаўсюджанне вызначаецца значнымi перавагамi пры параўнаннi з iншымi прыводамi: магчымасць атрымлiваць вялiкiя сiлы i круцячыя моманты пры адносна малых памерах гiдрарухавiка; плаўнасць перамяшчэння i бесступенчатае рэгуляванне скорасцi ў вялiкiм дыяпазоне скарасцей; малая iнерцыйнасць; прастата ажыццяўлення прамалiнейных зваротна-паступальных рухаў i аўтаматычнага кiравання рабочымi органамi; простая засцярога ад перагрузак i высокая эксплуатацыйная надзейнасць.

Высокiя кампановачныя ўласцiвасцi гiдраўлiчных сiстэм, якiя заснаваны на канструкцыйнай незалежнасцi знаходжання асобных агрэгатаў, дазваляюць ствараць машыны, якiя маюць высокую прадукцыйнасць, надзейнасць i малую матэрыялаёмiстасць.

АбЧёмны гiдрапрывод складаецца ў асноўным з помпы абЧёмнага дзеяння, выканаўчага гiдрарухавiка, агрэгатаў размеркавання вадкасцi i кiравання, засцярогi сiстэмы ад перагрузак, ачысткi вадкасцi, трубаправодаў. Некаторыя сiстэмы ўключаюць дапаможныя гiдраагрэгаты: зваротныя клапаны, гiдраўлiчныя замкi, дзялiльнiкi патоку i iншыя.

Асновай помпавага абЧёмнага гiдрапрывода зЧяўляецца помпа абЧёмнага дзеяння, якая стварае энергiю цiску рабочай вадкасцi.

Гэта энергiя пераўтвараецца ў механiчную работу з дапамогi абЧёмнага гiдрарухавiка, часцей за ўсё гiдрацылiндра. На практыцы ў гiдрапрыводах прымяняюцца пераважна шасцярончатыя цi пласцiнчатыя помпы.

У якасцi сiлавога выканаўчага гiдраагрэгата (гiдрарухавiка ) прымяняюць поршневыя гiдрацылiндры з аднабаковым, двухбаковымi штокамi цi з дыферэнцыяльным поршнем.

Для кiравання выканаўчымi гiдрарухавiкамi прымяняюць кранавыя цi залатнiковыя размеркавальнiкi. Кiраванне iмi можа быць ручным, электрамагнiтным, гiдраўлiчным цi электрагiдраўлiчным. Спосаб кiравання залежыць ад велiчынi цiску ў гiдраўлiчнай сiстэме, а таксама тыпу кiравання – непасрэднага цi дыстанцыйнага. Калi ў прыводзе некалькi гiдрацылiндраў i патрэбна забяспечыць iх паслядоўную работу, тады прымяняюць напорныя залатнiкi, адзiн з якiх настройваецца на меншы цiск, а другi – на большы (у адпаведнасцi з разлiкам). Калi патрэбна забяспечыць сiнхронную работу гiдрацылiндраў, тады прымяняюць механiчныя сiнхранiзатары, абЧёмныя цi дросельныя дзельнiкi патоку.

Пры неабходнасцi рэгулявання скорасцi руху выканаўчых механiзмаў (штокаў гiдрацылiндраў) у схему гiдрапрывода ўключаюць дроселi цi рэгулятары патоку.

Для прадухiлення ад высокiх цiскаў, якiя могуць узнiкнуць у гiдрасiстэме, неабходна ўключыць засцерагальны клапан, якi часцей за ўсё ставяць на лiнii помпа-размеркавальнiк, у бакавым адгалiнаваннi трубаправода. Калi патрэбна панiзiць цiск на якiм-небудзь участку сiстэмы (у тым выпадку, калi ад адной помпы працуюць два гiдрацылiндры пры розных цiсках) прымяняюць рэдукцыйныя клапаны.

Вельмi часта ў гiдрасiстэме неабходна прадугледзець i рад дапаможных гiдраагрэгатаў, якiя маюць спецыяльнае прызначэнне: узгадняючыя клапаны – для забяспячэння адначасовай работы паралельна ўключаных гiдрацылiндраў; падтрымлiваючыя клапаны – для стварэння супрацьцiску пры зваротным ходзе штока гiдрацылiндра; зваротныя клапаны – для кiравання патокам i пропуску вадкасцi толькi ў адным напрамку; манометры – для кантролю за цiскам ў гiдрасiстэме i г.д.

Для ачысткi масел, якiя прымяняюць у гiдрапрыводах, ад механiчных прымесей у гiдрасiстэме неабходна прадугледзець устаноўку фiльтраў (фiльтр грубай ачысткi – на ўсмоктвальнай лiнii помпы, фiльтр тонкай ачысткi – на нагнятальнай лiнii помпы цi залiўной лiнii гiдрасiстэмы), а для iх захоўвання – маслены бак.

Для злучэння трубаправодаў гiдрапрывода з усiм абсталяваннем прымяняюць металiчныя трубаправоды цi рукавы (шлангi) высокага цiску.

Пры праектаваннi абЧёмнага гiдрапрывода неабходна прымяняць серыйную гiдраапаратуру i другое абсталяванне, якое выпускаецца нашай прамысловасцю.

У адпаведнасцi з заданнем i схемай гiдрапрывода студэнт павiнен самастойна вырашыць наступныя задачы: вызначыць асноўныя памеры гiдрацылiндра, падабраць яго цi запраектаваць; выбраць рабочую вадкасць для гiдрапрывода; падабраць усю гiдраўлiчную апаратуру, якая прыведзена на схеме для праектавання; разлiчыць гiдраправодную сiстэму гiдрапрывода, страты цiску ў ёй i зрабiць папярэднi падбор помпы; даць аналiз iснуючых спосабаў рэгулявання спосабу рэгулявання скорасцi руху выхаднога звяна гiдрацылiндра; скласцi прынцыповую гiдраўлiчную схему гiдрапрывода ў адпаведнасцi з абазначэннем гiдраўлiчнай апаратуры згодна з ЕСКД; разлiчыць i пабудаваць рэгулiровачную характарыстыку гiдрапрывода i зрабiць канчатковы выбар помпы; разлiчыць цеплавы рэжым работы гiдрапрывода i вызначыць матэрыялаёмiстасць.

1. РАЗЛIК ГIДРАЦЫЛIНДРАЎ (ГЦ)

Гiдраўлiчныя рухавiкi прызначаны для пераўтварэння энергii цiску патоку рабочай вадкасцi ў механiчную энергiю руху выхаднога звяна (штока гiдрацылiндра).

1.1 Разлiк асноўных параметраў ГЦ

Асноўнымi параметрамi гiдрацылiндраў з’яўляюцца ўнутраны дыяметр цылiндра (дыяметр поршня) D, дыяметр штока d, рабочы цiск, ход поршня L.

Дыяметр поршня вызначаюць па формуле:

P = p*s,

дзе P - зададзенае карыснае намаганне, Н; p - папярэдне прыняты цiск у ГЦ, Па; s - эфектыўная (рабочая) плошча поршня пры рабочым ходзе (калi пераадольваецца зададзенае намаганне), м² .

Папярэднi цiск прымаецца з рада намiнальных цiскаў па ДАСТ 12445-80. Пры выбары цiску ўлiчваюць велiчыню пераадольваемага намагання. Мы прымаем p₁ = 4 МПа, p₂ = 6.3 МПа, таму што P₁ = 8 кН, P₂ = 15 кН

Велiчыня эфектыўнай плошчы s залежыць ад канструкцыi ГЦ i вызначаецца па адпаведнай формуле:

s = p d² /4;

(т.ш. у нашым выпадку ГЦ з аднабаковымi штокамi).

Спачатку вылiчваем плошчу s , а потым знаходзiм значэннi D i d . Для разлiку дыяметраў зададзiм адносiны ў залежнасцi ад цiску: пры p > 5 МПа d/D = 0,75;

S₁ = P₁ /p₁ = 8000/4000000 = 0.002 м² .

D₁ ² = (4*S₁ )/p .

D₁ = 0.050475 м .

d₁ = D₁ *0.75 = 0.037857 м;

S₂ = P₂ /p₂ = 15000/6300000 = 0.00238 м²

D₂ ² = (4*S₂ )/p .

D₂ = 0.055073 м

d₂ = D₂ *0.75 = 0.041305 м

Знойдзеныя дыяметры акругляюць да блiжайшага стандартнага па ДАСТ 12447-80 (таб. 1.1).

D₁ = D₂ = 65 мм; d₁ =40мм, d₂ = 45 мм;

З умовы захавання падоўжнай устойлiвасцi штока суадносiны памiж ходам поршня L i яго дыяметрам D не павiнны быць болей за 10, г.зн. (L/D) <= 10. У нашым выпадку L/D = 0.4/0.065 = 6,15

З улiкам прынятых стандартных дыяметраў пералiчваем сапраўдны рабочы цiск p:

S₁ = S₂ = (3.14*0.065² )/4 = 0.003317; p₁ = 8000/0.003317 = 2.4121 MПа;

p₂ = 15000/0.003317 = 4.52267 MПа;

1.2 Разлiк ГЦ на трываласць

Разлiкамi на трываласць вызначаюць таўшчыню сценак ГЦ, таўшчыню накрывак (галовак) ГЦ, дыяметр шпiлек цi балтоў для мацавання накрывак.

У залежнасцi ад суадносiн памiж вонкавым дыяметрам Dв i ўнутраным D цылiндры дзеляцца на таўстасценные i танкасценныя. Калi (D_в /D) <= 1.2, ён адносiцца да танкасценных, калi (D_в /D) > 1,2 - да таўстасценных (тут D_в = D + 2*d, дзе d - таўшчыня сценкi ГЦ).

Таўшчыня сценкi d танкасценнага ГЦ вызначаюць па формуле:

d = p_у *D/(2.3*[d] - p_у ) ,

цi па спрошчанай формуле

d = p_у *D/(2*[s]),

дзе p_у - умоўны цiск, роўны 1,2*p; [s] - дапушчальнае напружанне расцягвання.

Значэнне [s] прымаюцца ў залежнасцi ад матэрыялу ГЦ (таб.1.2). Для шэрага чугуна [s] = 25 МПа.

p_у1 = 1.2*p₁ = 1.2*2.4121 = 2.895 МПа;

p_у2 = 1.2*p₂ = 1.2*4.52267 = 5.427 МПа;

d₁ = p_y1 *D₁ /(2*[s]) = 2.895*0.065/(2*25)=0.003763 м = 3.763 мм;

d₂ = p_y2 *D₂ /(2*[s]) = 5.427*0.065/(2*25)=0.007055 м = 7.055 мм;

Да вызначаннай таўшчынi сценкi ГЦ неабходна дабавiць прыпуск у 0.5 мм, якi неабходны на апрацоўку ўнутранай паверхнi цылiндра.

d₁ = 3.763+0,5=4.263 мм d₂ = 7.055+0.5=7.555 мм

D_в1 = D₁ + 2*d₁ = 65+2*4.263 = 73.526 мм;

D_в2 = D₂ + 2*d₂ = 65+2*7.555 = 80.11 мм;

D_в1 /D₁ = 1,131<= 1.2 - цылiндр танкасценны.

D_в2 /D₂ = 1.233 >= 1.2 - цылiндр таўстасценны.

Зробiм пералiк таўшчынi сценкi ГЦ №2

d₂ = 8.022+0.5=8.522

D_в2 = D₂ + 2*d₂ = 65+2*8.522 = 82.04 мм;

D_в2 /D₂ = 1.262 >= 1.2 - цылiндр таўстасценны.

Накрыўкi ГЦ звычайна бываюць плоскiмi цi сферычнымi. Плоскую накрыўку разлiчваюць як плоскую круглую пласцiну, замацаваную па контуры i нагружаную раўнамерна размеркаванай нагрузкай. Таўшчыня такой накрыўкi вызначаецца па формуле:

Таўшчыня накрыўкi павiна быць не менш за двайную таўшчыню сценкi цылiндра. У нашага ГЦ накрыўка плоская.

Пры замацаваннi накрывак цылiндраў балтамi цi шпiлькамi дыяметр апошнiх вызначаецца з умовы iх трываласцi на разрыў. Для ГЦ штурхаючага дзеяння :

дзе 1,2 - каэфiцыент, якi ўлiчвае нераўнамернасць папярэдняй зацяжкi балтоў цi шпiлек; n - колькасць балтоў цi шпiлек; [s_р ] - дапушчальнае напружанне разрыву (для сталi [s_р ] = 15МПа).

1.3 Ушчыльненне поршня i штока

Для прадухiлення перацечак (а таксама страт) рабочай вадкасцi, якая знаходзiцца ў ГЦ пад цiскам, праз зазоры ў стыку двух нерухомых цi рухомых цвёрдых паверхняў (штока, поршня, гiльзы цылiндра, накiравальнай для штока) неабходна прадугледзiць ушчыльненнi. Эканамiчнасць i надзейнасць работы гiдрапрывода залежыць ад абгрунтаванага выбару тыпу i матэрыялу ўшчыльняльных устройств.

Ушчыльненне штока можа быць зроблена пры дапамозе гумавых кальцаў. Такое ушчыльненне з’яўляецца даволi простым, кампактным i дастаткова надзейным. Матэрыялам для кольцаў з'яўляецца масластойкая гума, форма папярочнага сячэння кальца часцей за ўсё круглая цi прамавугольная. Кольцы з прамавугольным сячэннем прымяняюцца радзей, чым кольцы з круглым сячэннем, таму што першыя больш падвержаны скручванню ў зазор i ў большай ступенi разбураюць плёнку з рабочай вадкасцi памiж дэталямi, якiя памiж сабой злучаюцца. Таму гумавыя кольцы круглага сячэння часцей за ўсё прымяняюць пры ўшчыльненнi вузлоў з прамалiнейным рухам (поршня, штока гiдрацылiндра).

Выбар кольцаў вядуць па дыяметрах поршня. З дадатка 6 прымаем d₁ = 5.8 мм; d₂ = 5.8 мм.

З графiка вызначаем шырыню кантактнай паверхнi кальца для поршня. Пры цвёрдасцi гумы па Шору 90 адзiнак знаходзiм:

b₁ = 0,48*d₁ =0,48*5,8 = 2.784 мм,

b₂ = 0,5*d₂ =0,5*5,8 = 2.958 мм.

Сiлу трэння пры ўшчыльненнi гумавымi кольцамi вызначаюць па формуле:

P_тр1 = f*p_с1* p*d₁ *b₁ ,

дзе f - каэфiцыент трэння (пры цвёрдасцi гумы по Шору 90 адзiнак f = 0,018), p_c - сапраўдны цiск у ГЦ, D - дыяметр поршня, b - шырыня кантактнай паверхнi.

P_тр1 = 0,018*2412091*3,14*0,065*0,002784 = 24.671 Н

P_тр2 = 0,018*4522670*3,14*0,065*0,002958 = 49.1483 Н

Для павелiчэння надзейнасцi работы гумавых кольцаў неабходна прадугледзiць засцерагальныя кольцы з фтарапласту, якiя прадухiляюць выцiсканне гумавага кальца ў зазор.

Ушчыленне поршня зроблена з дапамогай манжэт шаўронавага профiлю. Ушчыленне складаецца з апорнага кальца, нацiскнога кальца i пакета манжэт. Герметычнасць забяспечваецца дэфармацыяй манжэт пры мантажы i цiскам рабочай вадкасцi. Матэрыял манжэт – спецыяльная бавоўнапапяровая тканiна, з двух бакоў прагумаваная графiтавай гумавай сумессю, капрон, фтарапласт.

Сiла трэння пры ўшчыленнi з дапамогай шаўронавых манжэт вызначаецца па формуле:

,

дзе D – дыяметр штока; b – шырыня ўшчыльнення; k – удзельная сiла трэння роўная 0,22 МПа.

Колькасць шаўронавых манжэт i iх памеры прымаюць у залежнасцi ад цiску i дыяметра ўшчыльнення.

Возьмем для абодзвух штокаў колькасць манжэт роўную чатыром. Тады

b₁ =b₂ =6*4=24 мм.

1.4 Вызначэнне агульнага ККДз ГЦ

Агульны ККДз гiдрацылiндра вызначаецца па формуле:

h_ц =h_а *h_г *h_м

дзе h_а – аб’ ёмны ККДз, велiчыня якога залежыць ад тыпу ўшчыльнення поршня (пры ўшчыльненнi гумавымi кольцамi h_а = 0,99), h_г - гiдраўлiчны ККДз, прымаемы роўным 1 (таму што скорасцi руху вадкасцi ў гiдрацылiндрах вельмi малыя), h_м - механiчны ККДз, якi ўлiчвае страты намагання на пераадоленне сiл трэння поршня i штока.

Велiчыня механiчнага ККДз вызначаецца па формуле:

h_м = P/P_аг

дзе P - зададзенае карыснае намаганне, P_аг - агульнае намаганне, якое вызначаецца па залежнасцi P_аг = P + P_тр.п + P_тр.ш ,

дзе P_тр.п - сiла трэння пры ўшчыльненнi поршня, P_тр.ш. - сiла трэння пры ўшчыльненнi штока.

P_аг1 = (8000 + 24.671 + 663.168) = 8687.84 Н

h_м1 = 8000/8687.84 = 0.921

P_аг2 = (15000 + 49.148 + 746.064) = 15795.212 Н

h_м2 = 15000/15795.212 = 0,9497

h_ц1 = 0,99 * 1 * 0,921 = 0,912

h_ц2 = 0,99 * 1 * 0,9497 = 0,9402.

З улiкам знойдзенай велiчынi механiчнага ККДз неабходна вызначыць рабочы цiск у цылiндры, якiм мы будзем карыстацца пры далейшых разлiках

p_ц1 = P_аг1 /s₁ = p_с1 /h_м1 =8687.83/0.003317 = 2.6195 МПа,

p_ц2 = P_аг2 /s₂ = p_с2 /h_м2 =15795.212/0.003317 = 4.7624 МПа,

дзе s - рабочая плошча роўная 0,003317 м² .

2. ВЫБАР РАБОЧАЙ ВАДКАСЦI

У гiдрапрывадзе рабочая вадкасць з’яўляецца энерганосьбiтам, дзякуючы якому ўстанаўлiваецца сувязь памiж помпай i гiдрарухавiком (гiдрацылiндрам). Акрамя гэтага, рабочая вадкасць забяспечвае ахалоджванне пары трэння i адвод ад iх цяпла, а таксама змазку рухомых элементаў гiдрапрывада. У час работы гiдрапрывада на паверхнях, якiя труцца памiж сабой, ствараецца плёнка вадкасцi, якая выключае магчымасць прамога кантакту слiзготнай пары. Таму рабочая вадкасць павiнна валодаць добрай змазваючай здольнасцю, не павiнна змяняць свой хiмiчны састаў пры эксплуатацыi, быць механiчна чыстай, валодаць аптымальнай вязкасцю, якая забяспечвае малыя ўцечкi i страты цiску на пераадольванне гiдраўлiчных супрацiўленняў.

У гiдраправодах прымяняюць рабочыя вадкасцi на нафтавай аснове, вадамасленыя эмульсii, сумесi i сiнтэтычныя вадкасцi. Выбар тыпу рабочай вадкасцi вызначаецца дыяпазонам рабочых тэмператур, цiскам у гiдрасiстэме, скарасцямi руху выхадных звёнаў гiдрарухавiкоў, канструкцыйнымi матэрыяламi i матэрыяламi ўшчыльненняў, асаблiвасцямi эксплуатацii (на адкрытым паветры цi ў закрытым памяшканнi, умовамi захавання машын у час перарываў у рабоце, магчымасцю абваднення i засмечвання рабочай вадкасцi i г. д.).

Асноўным крытэрыем, якi вызначае магчымасць прымянення вадкасцi, з’яўляецца адпаведнасць вязкасцi рабочаму цiску i тэмпературы эксплуатацыi гiдрапрывода. Пры завышэннi значэння вязкасцi павялiчваюцца страты цiску; калi вязкасць недастатковая - павялiчваюцца страты i перацечкi рабочай вадкасцi.

З таблiцы выбiраем масла I-20 з вязкасцю пры t = 50°C

n = 20 мм² /с , шчыльнасцю r = 890 кг/м³ , тэмпературай застывання -20°C, тэмпературай успышкi 170°C.

У адпаведнасцi з зададзенай тэмпературай эксплуатацыi рабочай вадкасцi вызначаем яе кiнематычную вязкасць па формуле:

дзе n₅₀ - значенне кiнематычнай вязкасцi пры t₀ = 50°С, a - паказчык ступенi, якi залежыць ад вадкасцi (для маслаў a = 0,033), t - зададзеная тэмпература эксплуатацыя рабочай вадкасцi.

Шчыльнасць вадкасцi пры зададзенай тэмпературы вызначаецца па формуле:

дзе с_t - значэнне шчыльнасцi пры t₀ = 50°С, a ‑ каэфiцыент тэмпературнага пашырэння вадкасцi (у сярэднiм прымаецца 0,0007 (1/°С)), t - рознасць тэмператур.

3. ПАДБОР ГIДРАЎЛIЧНАЙ АПАРАТУРЫ

Гiдраўлiчная апаратура прызначана ў аб'ёмным гiдрапрыводзе для змянення параметраў патоку рабочай вадкасцi (цiску, расходу, напрамку руху вадкасцi) цi для падтрымання iх зададзеных параметраў. У залежнасцi ад таго, якую функцыю яна выконвае, яна можа быць размеркавальнай, рэгулюючай i дапаможнай. Большая частка гiдраапаратуры нармалiзавана, што дазваляе пры праектаваннi выбiраць неабходныя гiдрапараты, а не праектаваць iх.

Да размеркавальнай апаратуры адносяцца залатнiковыя цi кранавыя размеркавальнiкi. З iх дапамогай магчыма змяняць напрамак руху рабочай вадкасцi на розных участках гiдрасiстэмы, а гэта значыць забяспечваць рабочы i халасты (зваротны) ход поршня гiдрацылiндра.

Рэгуляцыйная гiдраапаратура прызначана для падтрымання ў гiдрапрыводзе неабходнага цiску, рэгулявання скорасцi руху выхадных звенняў гiдрарухавiкоў, для пропуску вадкасцi ў азначаным напрамку i г.д. Да яе адносяцца напорныя, рэдукцыйныя, зваротныя, засцерагальныя клапаны, дроселi, рэгулятары патоку (скорасцi), дзельнiкi патоку i iншае.

Напорныя гiдраклапаны прызначаны для забяспячэння ў гiдрасiстэме неабходнага цiску. Iх магчыма прымяняць як засцерагальныя, падпорныя (для стварэння рэгуляванага супрацьцiску), а таксама для паслядоўнасцi ўключэння ў работу гiдрарухавiкоў.

Рэдукцыйныя клапаны прызначаны для падтрымання пастаяннага цiску вадкасцi ў патоку, якi ад яго адводзiцца. Iх часцей за ўсё ставяць у гiдрасiстэмах, дзе ад адной помпы працуе некалькi гiдрарухавiкоў, прычым частка з iх патрабуе меншага цiску, чым астатнiя.

Для рэгулявання скорасцi руху выхаднога звяна гiдрарухавiка прызначаны дроселi i рэгулятары патоку (скорасцi).

Дапаможнае абсталяванне гiдрапрывода забяспечвае надзейную працу помп, гiдрарухавiкоў, гiдраапаратуры i цалкам усяго гiдрапрывода. Да яго адносяцца: гiдрабакi i цеплаабменнiкi для рабочай вадкасцi, фiльтры, ушчыльняльныя прыстасаваннi, гiдраакумулятары, аппаратура для вымярэння цiску, расходу, тэмпературы.

Фiльтры прызначаны ў гiдрапрыводзе для ачысткi рабочай вадкасцi ад механiчных прымесей, якiя трапляюць у сiстэму цi ў момант залiўкi ў бак, цi з’яўляюцца ў ёй у час эксплуатацыi ў выглядзе прадуктаў зносу, карозii i раскладання вадкасцi i матэрыялаў, з якiх выраблены элементы гiдрапрывода.

Выбар ўсёй гiдраапаратуры (згодна са схемай гiдрапрывода) праводзiцца па рабочым цiску цылiндра p_ц = 4.76 МПа i максiмальнаму значэнню расходу вадкасцi, якi вызначаецца па формуле:

Q_ц = v_р *s/h_а ,

дзе v_р - скорасць рабочага ходу поршня гiдрацылiндра, v_р = 0,1 м/с;

s - рабочая плошча поршня, s = 0,003317 м² ;

h_а – аб’ёмны ККДз, h_а = 0,99.

Q_ц1 = Q_ц2 = 0,11*0,003317/0,99 = 0,000335 м³ /с.

1. Размеркавальнае ўстройства: выбiраем залатнiк з ручным кiраваннем Г74-24:

расход Q = 1,17 дм³ /с;

цiск p = 20 МПа;

страты вадкасцi Q = 3.33 см³ /с = 0,0000033 м³ /с;

страты цiску p = 0.3 МПа;

маса m = 11 кг.

2. Засцерагальны клапан Г52-13:

расход Q = 0,585 дм³ /с;

цiск p = 5 МПа;

страты цiску p = 0.2 МПа;

маса m = 4.4 кг.

3. Дросель Г77 - 33:

расход Q = 0,584 дм³ /с;

цiск p = 12,5 МПа;

маса m = 2,5 кг.

4. Напорныя залатнiкi БГ54 - 23:

расход Q = 0.585 дм³ /с;

цiск p = 5 МПа;

страты цiску p = 0,25 МПа;

маса m = 2,8 кг.

5. Фiльтр Г41 - 13:

расход Q = 0,417 дм³ /с;

маса m = 6,3 кг.

6. Зваротны клапан ПГ 51 – 22

расход Q = 0.584 дм³ /с;

цiск p = 20 МПа;

страты цiску p = 0,2 МПа;

страты вадкасцi Q = 0.08 см³ /с

маса m = 1,8 кг.

4. ВЫЗНАЧЭННЕ СТРАТ ВАДКАСЦi i ПАДАЧЫ ПОМПЫ

Для таго, каб забяспечыць рух выхаднога звяна гiдрарухавiка (гiдрацылiндра) з зададзенай скорасцю, неабходна вызначыць падачу помпы з улiкам усiх страт рабочай вадкасцi пры яе руху ад помпы да гiдрарухавiка.

Q_п = Q_цmax + Q_i ,

дзе Q_i - сума аб’ёмных страт вадкасцi ва ўсёй гiдраўлiчнай апаратуры, якая знаходзiцца на лiнii помпа - гiдрацылiндр - маслены бак.

Велiчыня страт вадкасцi прымаецца з тэхнiчных характарыстык кожнага гiдраапарата.

Q_п = 335 + 3.33 + 0,08 = 338.41 см³ /с

Q_п = 0,00033841 м³ /с

5. РАЗЛiК ТРУБАПРАВОДАЎ ГiДРАПРЫВОДА

Функцыянальная сувязь памiж рознымi элементамi гiдрапрывода, якiя знаходзяцца на азначанай адлегласцi адзiн ад аднога, ажыццяўляецца з дапамогай трубаправодаў. Яны з’яўляюцца адказнымi элементамi гiдрапрыводаў, таму што iх разбурэнне прывядзе да разгерметызацыi i выхаду са строю гiдрасiстэмы. Трубапровады павiнны валодаць дастатковай трываласцю, адсутнасцю страт вадкасцi, мiнiмальнымi стратамi цiску на пераадольванне гiдраўлiчных супрацiўленняў. Па назначэнню яны дзеляцца на ўсмоктвальныя, напорныя, злiўныя, дрэнажныя i гiдралiнii кiравання, але разлiкам часцей за ўсё падлягаюць напорныя i злiўныя трубаправоды.

У залежнасцi ад сваёй канструкцыi iх дзеляць на жорсткiя i гiбкiя.

Жорсткiя трубаправоды вырабляюць са сталi, медзi, алюмiнiю I розных сплавау.Часцей за усе прымяняюць халоднацягнутыя i халоднакатаныя стальныя трубы бяз швоў (пры d < 30 мм) цi гарачакатаныя бяз швоў (пры d > 30 мм).

5.1 Вызначэнне дыяметра труб

Мэтай разлiку трубаправодаў з’яўляецца вызначэнне ўнутранага дыяметра, таўшчынi сценак, страт цiску на гiдраўлiчныя супрацiўленнi пры руху ў iх рабочай вадкасцi. Разлiк неабходна рабiць для напорнага i злiўнога трубаправодаў гiдрасiстэмы.

Унутраны дыяметр трубаправода d вызначаецца з ураўнення непарыўнасцi:

Q = v*s = v*pd² /4,

адкуль:

дзе s - плошча папярочнага сячэння трубаправода; Q - максiмальны расход вадкасцi на разлiковым участку; v - дапушчальная скорасць руху вадкасцi.

Дапушчальная скорасць руху вадкасцi залежыць ад цiску ў гiдрасiстэме i прызначэння трубаправода. Пры вельмi вялiкiх скарасцях змяншаецца маса i кошт гiдралiнiй, але павялiчваецца страты цiску на пераадольванне гiдраўлiчных супрацiўленняў. Для гiдрапрыводаў пры цiску да 5 МПа рэкамендуюць прымаць v = 4 м/с (для напорнага трубаправода) i v = 2 м/с (для злiўнога трубаправода).

Тады ўнутраны дыяметр напорнага трубаправода:

мм

А ўнутраны дыяметр злiўнога трубаправода:

мм

Вызначаныя дыяметры акругляем да блiжайшага значэння па ДАСТ:

d_ун = 11 мм (для напорнага), d_в = 17 мм, d = 3мм

d_ун = 15 мм (для злiўнога), d_в = 21 мм, d = 3мм

Праверачны разлiк труб на трываласць:

< d

<d

Пералiчым скорасцi:

м/с

м/с

5.2 Разлiк страт цiску ў трубаправодах

Страты цiску ў трубаправодах (напорным i злiўным) складаюцца са страт на пераадоленне гiдраўлiчных супрацiўленняў па даўжынi pдл i на пераадоленне страт у мясцовых супрацiўленнях p_м . Адпаведна агульна прынятай ў гiдраўлiцы методыкай страты па даўжынi для кожнага ўчастка трубаправода вызначаюцца па формуле А. Дарсi:

а мясцовыя - па формуле Вейсбаха:

дзе l_i , d_i , v_i - даўжыня, дыяметр i фактычная (вызначаная па стандартным дыяметры) скорасць на разлiковых участках трубаправода; r - шчыльнасць рабочай вадкасцi пры зададзенай тэмпературы; l_i - каэфiцыент гiдраўлiчнага трэння; V_i - каэфiцыент мясцовых супрацiўленняў.

Для вызначэння каэфiцыента гiдраўлiчнага трэння неабходна вызначыць лiк Рэйнальдса:

Re = v_i *d_i /n,

дзе n - кiнематычная вязкасць рабочай вадкасцi.

Re = 3,5628*0,011/20*10^-6 = 1959,53(для напорнага);

Re = 1.91598*0,015/20*10^-6 = 1436.985 (для злiўнога).

Пры ламiнарным рэжыме (Re < 2320) руху вадкасцi каэфiцыент гiдраўлiчнага трэння для жорсткiх трубаправодау

l = 75/ Re ;

l = 75/1959,53 = 0,038275(для напорнага);

l = 75/1436.985 = 0.052193(для злiўнога).

Тады p_дл = 890*0,038275*14*3,5628² /(0,011*2) = 275157.97 Па (для напорнага),

p_дл = 890*0.0522*5*1.91598² /(0,015*2) = 28420.37273 Па (для злiўнога).

Пры разлiку страт цiску на пераадоленне мясцовых супрацiўленняў залежнасцю V ад Re трэбуюць, прымаючы велiчыню гэтага каэфiцыента пастаяннай для кожнага канкрэтнага тыпу мясцовых супрацiўленняў. Для штуцэраў - 0,1, прамавугольных трайнiкоў –1,5, выхада з трубы ў бак - 1, уваходу ў трубу – 0,5, плаўнага загiбу труб – 0,12. Тады

p_м = 890*(11*0,1+5*1,5+6*0,9+5*0,5+2*1)*3,5628² /2 = 107322.29 Па (для напорнага),

p_м = 890*(7*0,1+7*1,5+1*0,9+4*0,5)*1.91598² /2 = 23033.56 Па (для злiўнога).

Сумарныя страты цiску ў трубаправодах вызначаюць па залежнасцi:

p_тр = 275157.97 +28420.37273+107322.29 +23033.56= 433934.19754 Па.

6. ВЫЗНАЧЭННЕ ЦІСКУ ПОМПЫ І ЯЕ ПАПЯРЭДНІ ВЫБАР

Цiск помпы павiнен быць такiм, каб была магчымасць забяспечыць пераадоленне зададзенага карыснага намагання выконваючага органа гiдрацылiндра, а таксама страт цiску на пераадоленне гiдраўлiчных супрацiўленняў у напорным i злiўным трубаправодах i ва ўсёй гiдраўлiчнай апаратуры. Такiм чынам неабходны цiск помпы будзе роўны:p_п =p_ц +p_тр +Sp_га

дзе p_ц - рабочы цiск у гiдрацылiндры, p_тр - страты цiску на пераадоленне гiдраўлiчных супрацiўленняў у трубаправодах, Sp_га - сумарныя страты цiску ў гiдраўлiчнай апаратуры.

Улiчваючы тое, што для кожнага гiдраапарата страты цiску дадзены ў тэхнiчнай характарыстыцы для максiмальнага расходу, неабходна iх пералiчыць на свой расход у сiстэме, роўны падачы помпы Q_п :

p_гаi =p_мi *(Q_п /Q_мi )²

дзе p_мi - страты цiску пры расходзе Q_mi . Пры падлiку страт цiску ў фiльтрах p_мi = 0,1МПа, а адносiны (Q_п /Q_mi ) прымаюцца ў першай ступенi.

p_гаi = 0.3*10⁶ *(3,38*10^-4 /1.17*10^-3 ))² = 2,5*10⁴ Па (раз-ае ўстройства),

p_гаi =0.25*10⁶ *(3,38*10^-4 /(5,85*10^-3 ))² = 8,34*10⁴ Па (напорны залатнiк),

p_гаi =0.2*10⁶ *(3,38*10^-4 /(5,85*10^-4 ))² = 6,67*10⁴ Па (засцер. клапан)

p_гаi = 0.1*10⁶ *(3,38*10^-4 /(4,17,*10^-4 ) = 8,105*10⁴ Па (фiльтр).

p_гаi = 0,2*10⁶ *(3,38*10^-4 /(5,84*10^-4 ))² = 6,699*10⁴ Па (зваротны клапан)

p_гаi =2*6,699*10⁴ +2,5*10⁴ +8,34*10⁴ +8,105*10⁴ +6,67*10⁴ =3,91*10⁵ Па;

p_п = 4.762435*10⁶ +433934.19754+3,91*10⁵ = 5.587522*10⁶ Па.

Па вызначаных значэннях цiску i падачы па даведачнай лiтаратуры выбiраем шасцярончатую помпу, падача якой не рэгулюецца. Яна надзейна ў эксплуатацыi, але маюць значныя габарыты i масу.

Выбiраем НШ - 32 з падачай Q_п = 32,6 см³ /с, цiскам 10 МПа, частатой вярчэння 1200 1/хвiл, аб’ёмным ККДз 0,83, мех. ККДз 0,92 i масай 6.8кг.

7. РЭГУЛЯВАННЕ СКОРАСЦІ РУХУ ВЫХАДНОГА ЗВЯНА ГІДРАПРЫВОДА

Пры эксплуатацыi гiдрапрывода ўзнiкае неабходнасць змяняць скорасць руху яго выканаўчых механiзмаў. Гэтага змянення можна дасягнуць шляхам рэгулявання, якое можа быць аб’ёмным, дросельным, аб’ёмна- дросельным цi з дапамогай рухавiка, якi прыводзiць у рух помпу.

Пры дросельным рэгуляваннi скорасць выхаднога звяна змяняецца за кошт змянення характарыстыкi гiдрасiстэмы пры пастаяннай падачы помпы. Дросель (гiдраўлiчнае супрацiўленне), з дапамогай якога можна рэгуляваць колькасць вадкасцi, якая падаецца ў гiдрацылiндр, можа быць устаноўлены па адной з наступных схем:

а) на ўваходзе ў гiдрацылiндр;

б) на выхадзе з гiдрацылiндра;

в) на ўваходзе i выхадзе;

г) паралельна гiдрацылiндру на адгалiнаваннi ад напорнай лiнii.

Выбар спосабу рэгулявання вызначаецца шматлiкiмi фактарамi: велiчыней магутнасцi; характарам намагання, якое неабходна пераадолець; патрабаваннямi да стабiльнасцi руху выконваючых механiзмаў; коштам камплектуючага абсталявання i iншымi. Але асноўным пры выбару спосабу рэгулявання з'яўляецца велiчыня выхадной магутнасцi, якая пры зваротна-паступальным руху выхаднога звяна вызнчаецца па формуле:

N_вых =P*V_p ,

дзе Р - зададзенае карыснае намаганне; v_p - скорасць рабочага ходу.

N_вых1 = 8000*0,1 = 0.8 кВт, N_вых2 = 15000*0,1 = 1,5 кВт.

Магутнасць менш за 10 кВт, таму прымаем дросельнае рэгуляванне.

8. ХАРАКТАРЫСТЫКI ГIДРАПРЫВОДА I IХ АНАЛIЗ

Характарыстыкi гiдрапрывода дазваляюць прааналiзаваць работу гiдрапрывода пры розных рэжымах; удакладнiць магутнасць помпы, якую яна ўжывае, i зрабiць канчатковы выбар помпы; ацанiць выбраны спосаб рэгулявання; вызначыць асноўныя параметры працы гiдрапрывода на асобных рэжымах.

8.1 Характарыстыкi помпы i гiдрасiстэмы

Асноўнымi характарыстыкамi помпы з’яўляюцца залежнасцi Q = f(p),

h = f(p) i N = f(p).

Згодна з тэорыяй, падача помпы не залежыць ад цiску, таму тэарэтычная характарыстыка помпы Q_п = f(p) мае выгляд прамой лiнii 1, якая праводзiцца паралельна восi ардынат (вось цiскаў - p) праз разлiковае значэнне Q_п (па якiм яна выбiралася), якое неабходна адкласцi на восi абсцыс у адпаведным маштабе. Потым на гэтай лiнii неабходна адзначыць пункт з параметрамi pп i Q_п , якi з’яўляецца пунктам сумеснай працы помпы i гiдрасiстэмы (пункт В).

Сапраўдная падача помпы з павелiчэннем цiску змяншаецца, таму што павялiчваюцца страты вадкасцi. Таму сапраўдная характарыстыка помпы Q = f(p) з павышэннем цiску будзе адхiляцца ад тэарытычнай i пры велiчынi p = 2p_п дасягне свайго максiмальнага значэння

Q_п = Q_п *(1-h_а ) = 0.000338*(1-0,83)=0.000058 м³ /с

дзе h_аг – аб’ёмны ККДз помпы, ўзяты з яе тэхнiчнай характарыстыкi. Гэта значэнне неабходна адкласцi ўлева ад тэарэтычнай характарыстыкi помпы на ардынаце p = 2p_п , дзе атрымлiваем пункт В'.

Праз пункты В i В' праводзiм лiнiю 2 (ВВ'), якая i адпавядае сапраўднай характарыстыцы помпы Q_п = f(p).

Для пабудовы характарыстыкi h = f(p) трэба ўзяць агульны ККДз выбранай помпы (0,7636). Гэта значэнне адпавядае рабочаму пункту В.

Для знаходжання астатнiх пунктаў прымяняюць наступныя суадносiны:

пры p₁ = 0.5p_п h₁ = 0.9h

пры p₂ = p_п h₂ = h

пры p₃ = 1.5p_п h₃ = 0.9h

пры p₄ = 2p_п h₄ = 0.6h

пры p₅ = 0 h₅ =0

p₁ = 2.7938*10⁶ h₁ = 0.687 Q_п1 = 0.0003675

p₂ = 5.5875*10⁶ h₂ = 0.7636 Q_п2 = 0.000338

p₃ = 8.3813*10⁶ h₃ = 0.68724 Q_п3 = 0.000315

p₄ = 1.1175*10⁷ h₄ = 0.4582 Q_п4 = 0.0002825

p₅ = 0 h₅ = 0 Q_п5 = 0

Па вылiчаных значэннях p i h будуем характарыстыку h = f(p) лiнiя 3.

Для пабудовы залежнасцi N = f(p) лiнiя 4, неабходна вызначыць магутнасць, якую спажывае помпа: N = p*Q/h, дзе значэннi p i Q прымаюць з характарыстыкi Q = f(p) для пунктаў, якiя адпавядаюць h₁ , h₂ , h₃ , h₄ , h₅

Пабудову характарыстыкi гiдрасiстэмы праводзiм па залежнасцi:

p= p_ц + kQ² ,

дзе k - каэфiцыент супрацiўлення гiдрасiстэмы.

Пабудова характарыстыкi залежыць ад рэжыму руху вадкасцi, якi быў вызначаны раней. Пры ламiнарным руху страты цiску прапарцыянальны расходу ў першай ступенi, таму характарыстыку магчыма пабудаваць па двух пунктах: пры Q = 0, p = p_ц , а пры Q = Q_п p = p_п . Гэта значыць, што характарыстыка гiдрасiстэмы ўяўляе сабой прамую лiнiю, якая праходзiць праз пункты Q₁ i B (лiнiя 5).

Далей неабходна пабудаваць характарыстыку засцерагальнага клапана. Для гэтага на восi ардынат неабходна адкласцi цiск, пры якiм клапан павiнен дзейнiчаць. Гэты цiск прымаецца роўным p_кл = 1,25p_п . Ад гэтага пункта ўверх адкласцi велiчыню p_кл = p_m (Q_п /Q_m )² i перанесцi гэту велiчыню на характарыстыку помпы (кропка А₁ ). Праз пункты pкл i А₁ неабходна правесцi лiнiю 6, якая i з’яўляецца характарыстыкай засцерагальнага клапана.

Далейшая пабудова характарыстык гiдрапрывода залежыць ад месца, у якiм на схеме прадугледжана ўстаноўка дроселя.

8.2 Рэгулятар скорасці (дросель) на напорнай цi зліўной лініі

У гэтым выпадку расход гідрацыліндра павінен быць роўным расходу праз рэгулятар скорасці, а лішняя колькасць масла, роўная Q = Q_п -Q_ц . павінна злівацца ў маслены бак праз эасііерагальны клапан. Пабудову характарыстык у гэтым выпадку робяць у няступным парадку. Неабходна вызначыць мінімальны расход гідрацыпіндра, які адпавядае мінімальнай скорасцi v_min , велічыня якой зададзена ва ўмовах задання:

Q_min = v_min *s/h_a +SQ

Гэта значэнне адкладваюць у левы бок ад характарыстыкі помпы Q = f(р) такім чынам. каб яна трапіла на характарыстыку помпы (пункт А) i характарыстыку эасцерагальнага клапана (пункт А' ). Праз атрыманыя пункты неабходна правесці гарызантальную лінію да восі ардынат (ціскаў) i ад яе ў правы бок адкласці значэнне Q_min (пункт А'). Затым праз пункты O₁ i А' праводзяць лінію 7, якая адпавядае характарыстыцы гідрасістэмы з прыкрытым рэгулятарам скорасці (дроселем). Пры ламінарным рэжыме руху яна будзе прамой лініяй, а пры турбулентньм неабходна правесці разлік пры

k = p/Q_min ² , p = p_А'' - p_ц' ,

дзе Q змяняецца ад 0 да Q_min .

Як бачна з характарыстыкі 6, у пункце А₂ (пры ціску р_кл ) пачынае працаваць засцерагальны клапан i чым больш узрастае ціск, тым больш вадкасці перацякае праз яго ў масляны бак i пры цiску, які адпавядае пункту А, расход Q_min трапляе ў гідрацыліндр, а астатняя вадкасць Q = Q_п -Q_min у маслены бак. Разлiк характарыстыкi помпы i гiдрасiстэмы рабiуся з дапамогай ЭВМ (гл. дадатак 1).

Пабудова характарыстыкi сумеснай работы рэгулятара скорасці з засцерагальным клапанам (лінія 8) ажыццяўляецца шляхам складання расходаў (значэнні на восі абсцыс) праз рзгулятар скорасці (дросель) i засцерагальны клапан пры аднолькавых цісках.

Як бачна з атрыманых характарыстык, змяненню скорасці поршня гідрацыліндра ў межах v_min - v_p адпавядае змяненне ціску ў межах Р_А – Р_B , магутнасці – N_А – N_B . Зона рэгулявання ў гэтым выпадку знаходзіцца паміж пунктамі А i В характарыстыкi помпы. Для канчаткова выбару помпы неабходна вызначыць магутнасць помпы пры рабоце засцерагальнага клапана (у пункце А). Атрыманая магутнасць павінна быць меншай за магутнасць прынятай помпы якая вызначаецца па гэтай жа формуле пры значэннях р, Q, h узятых з тэхнічнай характарыстыкі. У тым выпадку, калі N_А1 будзе большай, неабходна падабраць помпу з iншымі параметрамi.

9. ЦЕПЛАВЫ РАЗЛІК ГІДРАПРЫВОДА

Пры рабоце гідрапрывода частка механічнай энергіі пераўтвараецца ў цеплавую. Цяпло, якое ў гэтым выпадку выдзяляецца, ідзе на награванне рабочай вадкасці і элементаў гідрапрывода, а таксама рассейваецца ў навакольнае асяроддзе цераз паверхню цеплаперадачы. Награванне рабочай вадкасці больш за дапушчальныя межы непажадана, таму што з павелічэннем тэмпературы змяншаецца вязкасць і павялічваецца акісляльнасць вадкасці.

Падтрыманне тэмпературы вадкасці ў дапушчальных межах дасягаецца на аснове правядзення цеплавога разліку гідрапрывода.

Велічыня цеплавой энергіі, якая выдзяляецца пры рабоце, вызначаецца па залежнасці:

N_цепл. = (1-з)*N_п ,

дзе з – агульны ККДз гідрапрывода; N_п - магутнасць, якую спажывае помпа (адпавядае N_A1 ).

Агульны ККДз вызначаецца па залежнасці:

з = N_В /N_п ,

дзе N_В – магутнасць, якая затрачваецца на пераадольванне зададзенага карыснага намагання P з улікам парадку работы гідрапрывода.

N_B = 15000*0,1= 1500 Вт

з = 1500/3077 = 0.487484.

N_цепл. = (1-0.487484)*3077 = 1577.027 Вт

Велічыня тэмпературы масла t_м , якое знаходзіцца ў масленым баку, складаецца з зададзенай тэмпературы навакольнага асяроддзя t_а і прыросту тэмпературы Дt за кошт цеплавой энергіі N_цепл. і павінна быць меншай за t_дап. .

Дt = N_цепл. /(F_б *k_б + F_тр *k_тр ),

дзе F_б , F_тр – адпаведна плошча паверхні цеплаабмену масленага бака і трубаправодаў; k_б , k_тр – каэфіцыент цеплаперадачы адпаведна для бака і трубаправодаў (k_тр = 12 Вт/(м² *°С), k_б = 10 Вт/(м² *°С)).

Плошча паверхні цеплаабмену трубаправодаў гідрапрывода вызначаецца па залежнасці:

F_тр = р*∑d_i *l_i ,

дзе d_i , l_i – адпаведна дыяметр і даўжыня асобных участкаў.

F_тр = 3,14*(0,011*14 + 0,015*5 ) = 0.71906м² .

Для вызначэння плошчы паверхні цеплаабмену масленага бака неабходна вызначыць яго параметры.

Аб’ём масла, неабходны для работы гідрапывода прымаюць роўным (2 — 3) хвіліннай падачы выбранай помпы:

V_м = 2*60*Q_п.

Поўны аб’ём бака павялічваюць на (20-30)%.

З улікам гэтага:

V_б = 1,3*V_м .

V_м = 2*60*0.000338= 0.040609 м³

V_б = 1,3*0.040609 =0.052792 м³

Гэта значэнне акругляюць у большы бок і прымаюць V_б згодна з ДАСТ 16770-71: 0,063 м³

Часцей за ўсё форма бака прымаецца прамавугольнай з

a = 0.218976 м

суадносінамі старон a:b:h = 1:2:3, дзе a, b, h – адпаведна шырыня, даўжыня і вышыня бака.

b = 2*a = 2*0.218976= 0.437952 м

h = 3*a = 3*0.218976= 0.656928 м

Вылічваем плошчу паверхні бака:

F_б = a*b + 2*h(a + b) = 0.22*0.438 + 2*0.6569*(0.22+0.438) = 0.959009м² .

∆t = 1577.027/(0.959009*10 + 0.71906*12) = 86,56 єС.

t_м =(t_a +∆t)

t_м = 87 + 24 = 111°С > tдап., таму неабходна прадугледзіць устаноўку ў сістэме гідрапрывода дадатковага цеплаабменніка, плошча паверхні якога вызначаецца па залежнасці:

F_ц.а. = m*N_цепл. /(m-1)(k_б *t_дап ) – (F_б *k_б + F_тр *k_тр )/k_б ,

дзе m = t_м /t_дап. =1.382004; k_б = 10 Вт/(м² *°С)

F_ца =1.38*1577.03/(1.38-1)(10*80)- (0.959*10 + 0.719*12)/10 =5.309771 м² .

10. РАЗЛIК МЕТАЛАЁМIСТАСЦI ГIДРАПРЫВОДА

Адной з пераваг гідрапрывода ў параўнанні з іншымі прыводамі з’яўляецца яго малая металаёмістасць, што магчыма атрымаць за кошт прымянення ў іх высокага ціску.

Металаёмістасць гідрапрывода характаразуецца каефіцыентам

q_N =G_гп /N_в ,

дзе G_гп – агульная вага гідрапрывода.

Яна ўключае вагу ГЦ, напорнага і зліўнога трубаправодаў, а таксама ўсёй гідраўлічнай апаратуры, якая прымаецца з тэхнічных характарыстык.

G_гц =(р*L*((D+2*д)² –D² )/4 +2*р*(D+2* д)² * д _накр /4)*с

G_гц1 =(3,14*0.4*((65*10^-3 +2*4.26*10^-3 )² -0.065² )/4+

+2*3.14*((65*10^-3 +2*4.26*10^-3 )² *9.577*10^-3 /4)*7000=3.16 кг

G_гц2 =(3,14*0.4*((65*10^-3 +2*8.522*10^-3 )² -0.065² )/4+

+2*3.14*((65*10^-3 +2*8.522*10^-3 )² *13.1*10^-3 /4)*7000=6.48 кг

G_поршня =рD² bс/4

дзе b - шырыня поршня (b = 0,044м);

G_{поршня1} =3,14*0,065² *0,044*7900/4=1,15 кг

G_{поршня2} =3,14*0,065² *0,044*7900/4=1,15 кг

G_штока =рd² bс/4

дзе b - даўжыня штока (b = 0,4м).

G_штока1 = 3,14*0,04² *0,4*7900/4=3.96896 кг

G_штока2 =3,14*0,045² *0,4*7900/4 = 5.023215 кг

G_тр =((d_{вон. н} ² – d_н ² )*l_н +(d_{вон. з} ² – d_з ² )*l_з )*р*с/4 =

=((0,017² – 0,011² )*12+(0,021² – 0,015² )*4)*р*7900/4 = 21,28 кг

G_га = 6,8+2,8+2*1,8+4,4+2,5+6,3+11= 37.4 кг

G_гп = 3,16+6,48+1,15*2+3,97+5,023+21,28+37,4= 79.625 кг.

q_N = 79.625/(15000*0.1) = 0.053083 кг/Вт.

СПIС ЛIТАРАТУРНЫХ КРЫНIЦ

1. Лебедев Н.И. Объемный гидропривод машин лесной промышленности. – М.: Лесная промышленность, 1986.

2. Мядзведзвеў В.Ф., Герман Р.I., Санковiч Я.С. Даведачныя матэрыялы па выкананню разлiкова-графiчных i курсавых работ. Вучэбна-метадычны падручнiк па курсу "Гiдраўлiка, гiдраўлiчныя машыны i гiдрапрывод". – Мн.: БДТУ, 1983.

3. Санковiч Я.С. Метадычныя указаннi да курсавой работы "Гiдраўлiка i асновы гiдрапрывода". – М.:БДТУ, 1998.

Дадатак 1

Характеристики гидропривода и их анализ

Определим мощность которую потребляет насос

Проверка