Расчет объемного гидропривода (номинальное давление в гидросистеме - 16 МПа, усилие на штоке гидроцилиндра - 8 кН)

Исходные данные:

Номинальное давление в гидросистеме:                       Р_НОМ=16 МПа

Усилие на штоке гидроцилиндра:                                  F_ШТ=8 кН

Скорость перемещения поршня гидроцилиндра:         υ_П=0,25 м/с

Скорость передвижения (обдува) гидросистемы:        υ_ОБ=1,2 м/с

Общая длина соединительных трубопроводов:          

Напорного:           l_Н=25 м

Сливного:             l_СЛ=23 м

Температурный режим работы гидропривода:             t_В=20⁰ С

t_max=65⁰ C

РАСЧЕТ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА

1.  Предварительный расчет

1.1. Гидродвигатель.

Условием предварительного выбора гидродвигателей является обеспечение рабочими органами машины усилий и скоростей рабочего органа: усилия F_ШТ и скорости перемещения поршня υ_П – для гидроцилиндра.

Основными параметрами гидродвигателей являются:

- гидроцилиндра – диаметры цилиндра D и штока d_Ш и ход поршня S, а также перепад давлений ΔР_Ц – на гидроцилиндре.

Перепад давлений на гидроцилиндре для предварительного расчета принимается на 10-15 % меньше заданного номинального давления Р_НОМ.

Диаметр гидроцилиндра определяется в зависимости от схемы его включения в гидроприводе, т.е. от схемы поступления рабочей жидкости в полости гидроцилиндра:

- в штоковую (шток вдвигается)

;                                                   (1)

Гидромеханический КПД гидроцилиндра η_ГМ.Ц для предварительного расчета принимаем равным 0,96.

 - коэффициент мультипликации, определяет исполнение гидроцилиндра и выбирается из ряда [1,25; 1,33; 1,6; 2,0].

В данной курсовой работе φ принимаем равным 1,6 т.е. выбираем гидроцилиндр с нормальным диаметром штока.

Используя формулу (1) рассчитываем диаметр гидроцилиндра D:

м = 34,82 мм.

Расчетное значение диаметра гидроцилиндра D округляют до ближайшего большего значения по ГОСТ 12447-80: принимаем D=36 мм.

Диаметр штока гидроцилиндра d_Ш находим из соотношения (2):

;                                                    (2)

мм.

Полученное значение округляем до ближайшего большего по ГОСТ 22-1417-79: принимаем d_Ш=25 мм.

Ход штока S определяется кинематической схемой машины, но он должен соответствовать значению, установленному стандартом для выбранных D и d_ШТ гидроцилиндра унифицированной конструкции. По нормали ОН 22-176-69, учитывая рассчитанные значения D и d_ШТ, выбираем ход штока: S=360 мм.

Расход рабочей жидкости определяется заданной максимальной скоростью выходного звена:

- для гидроцилиндра со штоковой рабочей полостью:

;                                                       (3)

Используя формулу (3) определяем расход рабочей жидкости:

м³/с=7,86 л/мин

1.2. Насос.

Для правильного выбора типоразмера насоса необходимо обеспечение максимальных нагрузок и скоростей гидродвигателей.

Основными параметрами насоса являются: рабочий объем V_Н, номинальное давление Р_Н.НОМ., частота вращения приводного вала n_H. Производными параметрами являются: подача рабочей жидкости Q_Н, а также диапазон регулирования подачи (для регулируемого насоса К_РЕГ.).

В качестве номинального давления Р_Н.НОМ., развиваемого насосом, для предварительного расчета используют заданное номинальное давление в гидросистеме Р_НОМ.

Номинальной подачей насоса является расход рабочей жидкости гидродвигателя:

л/мин;                                              (4)

Требуемый рабочий объем насоса:

;                                                           (5)

где     η_VH – объемный КПД насоса; для предварительного расчета принимаем равным 0,96 – для аксиально-поршневых насосов.

n_H – частота вращения вала насоса, об/с. Определяется частотой вращения вала приводного двигателя и выбирается из ряда: [950; 1450; 1950; 2450; 2950]. Принимаем частоту вращения вала насоса равной: n_H=1450 об/с.

Используя формулы (4) и (5) вычисляем требуемый рабочий объем насоса:

 м³ = 0,0941 см³

Рассчитав рабочий объем V_H выбираем типоразмер насоса из номенклатуры серийно выпускаемых гидромашин таким образом, чтобы требуемая частота вращения вала насоса n_H была близка к номинальной для выбранного типа насоса, номинальное давление было не менее заданного номинального давления в гидросистеме, а рабочий объем насоса – не меньше требуемого V_H.

Типоразмер насоса: Г13-35А – насос аксиально-поршневой с ручным механизмом управления; с номинальной подачей - 100 л/мин; рабочим объемом