Проектирование гидропривода заслонки

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Томский государственный  архитектурно – строительный университет

Кафедра «Теплогазоснабжения»

 

 

 

Проектирование  гидропривода

Заслонки

Пояснительная записка

 

 

 

 

 

 

                                                                                                      Выполнил:

                                                                                                              Студент гр. 310\1

                                                                                                            Казюков А.Ю.

                                                                                                  Принял:

                                                                                                                   Мельков В.И.

 

Томск 2011г.

Содержание.

 

1. Исходные данные

2 .Описание работы скрепера

3 .Рабочая схема

4 .Выбор рабочей жидкости

5. Определение мощности гидропривода  и подачи насоса

6. Расчёт гидролиний

7 .Подбор гидравлического оборудования

8 .Расчёт потерь давления в  гидросистеме

9 .Выбор гидродвигателя

10. Таблица действительных характеристик

11. Рабочая характеристика гидропривода

12. Список используемой литературы

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные

Изучаемая машина:                                      Скрепер

Проектируемый привод:                             Заслонки

Т – Нагрузка                                                               110 Нм.

V – скорость                                                               20 см/с

t- Температура окружающего воздуха             -45 C

l - Протяжённость линий:

lв,м = 2,4

lн,м = 2,3

lи,м = 3,5

lс,м =4,6

 

Задача состоит  в том, чтобы составить гидравлическую схему, рассчитать привод, подобрать  насос, гидродвигатель, систему управления, защиты и вспомогательные органы такими, при которых спроектированный гидропривод имел бы выходные параметры максимально приближенные к заданным.

 

            2 .Описание работы скрепера.

   Скрепер представляют собой самоходную или прицепную машину, предназначенную для послойной разработки, перевозки и планирования грунта, разгрузка его в отвалы или возводимые сооружения с разравниванием отсыпаемого слоя.

Гидроприводом осуществляется подъем и опускание ковша скрепера и  его заслонки, перемещение задней стенки, а в скреперах с элеваторной  загрузкой и привод элеватора.

   Для повышения планирующих качеств скреперы могут быть оборудованы электрогидравлической системой автоматической стабилизации положения ковша. Для этого на буфере ковша устанавливают датчик ,электрический сигнал которого пропорционален угловому отклонения от заданного положения. От сигнала датчика дается команда на выключение гидрораспределителя с электрогидравлическим управлением, который управляет движениями подъема и опускания ковша. Выключение гидрораспределителя и остановки ковша происходит в положении, соответствующем заданному положению датчика.

Схема разомкнутого типа с  насосами постоянной производительности. Насос 16 нагнетает рабочую жидкость из гидробака в трехзолотниковый гидрораспределитель 14 с ручным управлением. Все золотники- трехпозиционные с пружинным возвратом из выключенных позиций в нейтральную. В гидрораспределитель предохранительный клапан непрямого действия, который одновременно выполняет функции разгрузочного. При нейтральном положении всех золотников линия управления предохранительным клапаном соединена со сливом.

При выключении любого золотника линия  управления предохранительным клапаном отсоединяется от слива, клапан закрывается  и выполняет функцию только предохранительного. 
Подъем и опускание ковша скрепера осуществляется гидроцилиндрами 9, подъем и опускание заслонки- гидроцилиндрами 12, а движение задней стенки- гидроцилиндром 13. Скорость опускания ковша ограничивается дросселями 10 с обратными клапанами. Для выключения опускания ковша при перемещении скрепера, из-за утечек через зазоры в золотниковой паре гидрораспределителя 14 и предотвращения разрыва от динамических нагрузок рукавов высокого давления, соединяющих гидрораспределитель 14 с гидроцилиндрами ковша 9, на гидролиниях  поршневых полостей этих гидроцилинров установлены гидрозамки 11.

Автоматическое управление движениями гидроцилиндров ковша 9 осущаствляется выключением гидрораспределителя 6 с электрогидравлическим управлением. В нейтральной позиции золотника гидрораспределителя 6 поток рабочей жидкости от насоса 2 через этот гидрораспределитель и обратный клапан 7 поступает в напорную гидролинию насоса 16. 
Таким образом, при ручном управлении в гидроцилиндры поступает суммарный поток от насосав 2 и 16, а при автоматическом управлении в гидроцилиндры ковша поступает поток только от одного насоса 2. Предохранение от перегрузок напорной магистрали насоса 2 осуществляется предохранительным клапаном 3. На сливной гидролинии установлен фильтр 5 со встроенным переливным клапаном, о степени загрязнения которого можно судить по показаниям манометра 8. Давление в напорных гидролиниях насосов контролируется манометрами 4, а температура рабочей жидкости в гидросистеме- термометром 15. 

 

3 .Рабочая схема.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 .Выбор рабочей жидкости

Рабочая жидкость выбирается исходя из назначения гидропривода, условий его работы и цены жидкости  . В моем случае рабочая жидкость ВМГЗ  является лучшей.

  V_-30=450,сСт

V₁₀=40,сСт

Техническая характеристика рабочей жидкости

Плотность при 20  ̊С, кг/м3	865
Вязкость при 50  ̊С, сСт	10
Температура застывания,   ̊С	-60
Температура вспышки,   ̊С	135
ТУ 38 101479-74

         

              5. Определение мощности гидропривода и подачи насоса

Мощность  гидродвигателя проектируемого привода определяется по заданной нагрузке и скорости движения.

Для приводов возвратно-поступательног движения мощность на штоке цилиндра  движения:

N_ц=V·T=20·110=22 кВт

Мощность  насоса N_m находится по мощности гидродвигателя с учетом потерь энергии в гидроприводе:

N_H=K· N_ц=1,2·22=26,4 кВт

Где К – коэффициент запаса, учитывающий потери энергии в гидроприводе. Для гидроприводов, работающих в легком и среднем режимах К=1,1…1,2. Подача насоса рассчитывается как:

Наименование  параметров	Марка насоса  207.32
Рабочий объем, см3/об	54,8
Давление, МПа: номинальное  с бронзовым блоком цилиндров	16
максимальное	25
Частота вращения, об/мин: номинальная, с-1	32,5
максимальное	47,5
Номинальная подача при αmax, дм3/с	1,32
Мощность, потребляемая насосом, кВт	23,3
КПД при номинальных параметрах: объемный	0,965
гидромеханический	0,936
полный	0,908
Масса, кг	39

Q_H = Q_дн ===1,65дм³/с

Где [P=16] -рабочее давление насоса, определяется по прототипу машины или по параметрическому ряду.

Действительный  рабочий объем при этом: 

Где -номинальная частота вращения насоса;

- объемный КПД насоса.

 

6. Расчёт гидролиний

Гидролинии бывают всасывающими, напорными, исполнительными и сливными. Они могут выполнятся из труб или резинометаллических шлангов.

Расчетный внутренний диаметр каждой из линий находится  как:

d ‘ = 2·₌₂·_=0.64

где V – рекомендуемые скорости потока жидкости в линиях:

 всасывающей V_В= 0,5…1,5м/с; сливной V_с= 1,4 …2м/с; напорной и исполнительной V_н =V_и= 3…6м/с.

Действительный  диаметр линий выбирается по стандартному ряду выпускаемых труб, принимая d ≥ d ‘; ГОСТ 8732-78

                   d_в ‘ = 2·₌0,64дм→60мм

             d_с ‘ = 2·₌0,387дм→ 34мм

              d_и ‘=d_н ‘ = 2·₌0,264дм→28мм 

 

 

 

7 .Подбор гидравлического оборудования

В основе подбора  оборудования лежат действительные значения подачи насоса Q_dH и рабочего давления  Р.

Распределители должны обеспечивать функционирование гидропривода. Тип и марку распределителя выбираем по расходу. Мы выбираем, секционный распределитель в связи с тем что управление происходит за счет одного золотника. Распределитель типа Р на ном. давлении 16 и 25 мПа; марка распределителя Р-20.16

 

Условный проход, мм.	20
Расход масла, дм3/с: номинальный	1.7
максимальный	2.08
Давление, МПа: номинальное	16
максимальный	17.5
Внутренние утечки, см3/с	10
Потери давления, МПа	0.7
Масса, кг	зависит от числа секций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Баки  и фильтры.

Объем бака гидропривода машины рассчитывается по формуле:

W=B· Q_dH =70·1,65=115.5 дм³

где Q_dH – действительная подача насоса, дм³/с;

В – время прохождения бака жидкостью, с;

В легком и среднем режимах В = 70…90 с.

 

Расчетное значение объема бака уточняется по ГОСТ 12448-80. 

 

В качестве очистителей рабочей жидкости в  гидроприводах применяют фильтры и центробежные очистители, мы выбираем, линейный фильтр тип: 1.2.32-40; ОСТ 22-883-75

Условный проход, мм.	40
Номинальный расход, дм3/с:	2.7
Давление, МПа: номинальное	0.63
Потери давления, МПа	0.25
Тонкость фильтрации, мкм	25
Ресурс фильтроэлемента, ч	200
Масса сухого фильтра, кг	9.7

 

 

         Выбираем теплообменник по расходу жидкости.

Марка калорифера:КМ6-СК-1.      

Отводимый тепловой поток,кВт	18.6
Расход жидкости, дм3/с: номинальный	5.4
максимальный	7.5
Наибольшее допуска давления,МПа	1.2
Потери давления при максимальном расходе,МПа	0.3
Коэффициент теплопередаче,Вт/	20.4
Площадь теплопередающей по-ти,	22.74
Размеры,мм:  длина	730
ширина	220
высота	575
Масса без жибкостти,кг	77.3

 

Выбираем кран по диаметру трубопровода для всасывающей линии.

Арматура	Назначение	Усл-ый  диаметр	Длина  L, мм	Высота Н, мм	Масса m, мм
Краны пробковые из серого чугуна: проходные фланцевые сальниковые 11ч 8бк	То же, при   (6 кгс/) и	65	220	305	12.2

 

8 .Расчёт потерь давления в  гидросистеме по критическому состаянию:

Потери давления во всасывающей  линии не должны превышать 0.024,МПа.

 

Проверка:

               Потери давления в гидролиниях:

∆Pв==0.024,МПа

                                              ∆Pс==0, 081,МПа

                                              ∆Pн==0,049,МПа

  ∆Pи==0, 075,МПа

 

 

Расчет по критическому состоянию.

Элемент гидросистемы	l, м	d, м	∆P, МПа
1	2	3	4
1Всасывающая линия	2.4	0.064	0.024
2Напорная линия	2.3	0.026	0.049
3Исполнительная линия	3.5	0.026	0.075
4Сливная линия	4.6	0.038	0.081
5Распределитель			0.7
6Фильтр			0.215
Суммарные потери давления, ∆P			1.494