Расчет и проектирование гидропривода

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

Брянский  государственный   
технический университет 
 

Кафедра “ПТМ и О “  

Курсовая  работа по дисциплине

Гидравлика  и гидропневмопривод 
 
 

Всего листов   

Студент группы 04ПТМ

Д.А. Богомазов

Руководитель  проф.

А.В. Лагерев 
 
 
 
 
 

Брянск 2007г. 
 

Содержан 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Выбор  основных параметров гидропривода

В качестве гидродвигателя, обеспечивающего выполнение требуемых движений, выбираем однолопастной  шиберный поворотный гидродвигатель.

Последовательно задаемся величиной рабочего давления р, МПа, из нормального ряда давлений по ГОСТ12445-80 и определяем требуемый  расход рабочей жидкости.

, 
где М_нагр – момент внешних сил на выходном звене, Н×м; 
к_у – коэффициент запаса по усилию (рекомендуется к_у = 1,1…1,3); 
– угловая скорость,  Н×м. 
Р= 2,5 МПа

Р= 4 МПа

P= 6,3 МПа

P= 10 МПа

P= 12,5 МПа

P= 16 МПа

P= 32 МПа

Результаты  расчетов заносим в расчетную  ведомость.

Полученные  значения округляем до больших ближайших  значений по  
ГОСТ 13825-80. Результаты заносим в расчетную ведомость.

Последовательно вычисляем минимальный расход рабочей  жидкости.

, 
где к_d – коэффициент диаметра штока, определяющийся в зависимости от рабочего давления по табл. 5; 
n – число лопастей шиберного гидродвигателя.

, = 0,5

, = 0,7

Результаты также  заносим в расчетную ведомость.

Расчетная ведомость

Рабочее Требуемый расход, л/мин Максимальный  Минимальный расход Qmin, л/мин давление, МПа      расход Qmax, л/мин     2,5 37,44 40 133 28,26 32 4 23,4 25 204 28,26 32 6,3 14,875 16 204 7 8 10 9,36 10 200 7 8 12,5 7,488 8 252 7 8 16 5,85 6,3 252 7 8 32 2,925 3,2 356 7 8

 

Определяем  допустимый интервал рабочего давления: Q(p_min)<Q_max(p_min); Q(p_max)>Q_min(p_max)

Минимальное допустимое давление p_min= 2,5 МПа.

Максимально допустимое давление p_max= 12,5 МПа.

Не допускается  давление p = 4 МПа.

Ввиду того, что шиберные гидродвигатели нормально работают в интервале  давлений до 6,3 МПа, то интервал давлений сводится к p = 2,5 МПа и p = 6,3 МПа. 

Номер Рабочее Типоразмер Масса КПД Мощность Удельная варианта давление , Р, МПа насоса гидромашин, m, кг привода, h приводного  электродвигателя, Nэд, Вт мощность привода, nуд, Вт/кг 1 2,5 Г11–23 61,4 0,57 2294 37,4 2   НПЛ 25/6,3 48 0,653 2003 41,8 3 6,3 Г12-32М 46,5 0,653 2003 43,1 4 10 БГ12-41 30,4 0,638 2073 58,3 5   12,5 БГ12-21М 32,2 0,503 2600 80,7 6 5БГ12-21А 38,5 0,503 2600 67,5

Для всех вариантов вычисляем коэффициент  полезного действия:

,

где h_н – коэффициент полезного действия;

p_ном – номинальное давление;

Q_ном – номинальная подача.

 

Результаты  приведены в таблице 1.

Для всех вариантов выполняем расчет остальных  показателей качества.

Масса гидродвигателя:

Масса объемных гидромашин:

m= m_н+ m_д,

где m_н – масса насоса.

m₁= 8,7+52,7= 61,4 кг

m₂= 9,7+38,3= 48 кг

m₃=8,2+38,3=46,5 кг

m₄=3,7+26,7=30,4кг

m₅=9,5+22,7=32,2кг

m₆=15,8+22,7=38,5кг

Мощность  приводного электродвигателя:

 

 

Удельная  мощность привода:

Показатели  качества всех вариантов приведены  в таблице 1.

Оправданным вариантом исполнения гидропривода является вариант №3 на основе нерегулируемого пластинчатого насоса типа  Г12-32М

Основные  параметры проектируемого гидропривода:

 – номинальное  рабочее давление р= 6,3 МПа;

 – номинальный  расход рабочей жидкости Q= 21,1 л/мин.

2. Выбор масла

Для насоса данного типа:

 –  минимальная кинематическая  вязкость масла (10…12)×10^-6 м²/с;

 –  оптимальная вязкость 25×10^-6 м²/с.

Наиболее  подходящее масло: АМГ – 10.

 

3. Разработка  принципиальной схемы гидропривода

В состав гидропривода должны входить:

  –  объемный нерегулируемый насос  типа Г12-32М;

 –  однолопастный шиберный поворотный гидродвигатель;

 –  гидробак под атмосферным давлением;

 –  фильтр;

 –  регуляторы потока (для регулирования  скорости движения выходных звеньев гидродвигателей);

 –  гидрораспределители с электромагнитным  управлением (для автоматического изменения направления движения выходных звеньев гидродвигателей);

 –  обратный клапан;

 –  клапан давления;

 –  приборы контроля давления рабочей  жидкости.

Для регуляторов потока выбираем наиболее применяемую схему установки – на выходе (в сливной гидролинии) гидродвигателя. При работе гидропривода расход рабочей жидкости через регулятор потока 14,875 л/мин, вследствие чего его подходящий типоразмер – Г55-62, имеющий номинальный расход Q_ном= 18 л/мин.

Для переливного клапана выбираем типичную схему установки – за насосом в напорную гидролинию. Через клапан давления расход рабочей жидкости может достигать величины, соответствующей подаче насоса, т.е. 21,1 л/мин. Подходящий типоразмер переливного клапана – Г52-23 с номинальным расходом  
Q_ном= 40 л/мин.

Обратные  клапаны будем использовать с целью защиты фильтров от возможного движения рабочей жидкости в обратном направлении. Для защиты напорного фильтра применим схему установки обратного клапана на его выходе.  
При работе гидропривода расход рабочей жидкости через обратный клапан составляет 14,875 л/мин, вследствие чего его подходящий типоразмер – Г51-22, имеющий номинальный расход Q_ном= 20 л/мин. Для защиты сливного фильтра применим схему установки  обратного клапана параллельно фильтру.

Для обеспечения возвратно-поступательного движения выходных звеньев гидродвигателя возможно использование гидрораспределителя. При работе гидропривода расход рабочей жидкости через гидрораспределитель составляет  
14,875 л/мин, вследствие чего его подходящий типоразмер – ПГ73-12, имеющий номинальный расход Q_ном = 20 л/мин.