Гидравлический расчет гидросхем объемного гидропривода: Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Механика жидкости и газа"

Введение

Курсовая работа по механике жидкости и газа, выполняемая студентами специальности 12.11 «Гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика», посвящена гидравлическому расчету гидросхем объемного гидропривода. Выполнение данной курсовой работы предусматривает гидравлический расчет соединительных магистралей гидросистем, гидравлический анализ процесса регулирования гидросистемы, анализа переходных процессов в гидросистеме при переключениях управляемых механизмов, подбор трубопроводов по действующим стандартам.

Курсовая работа выполняется по исходным данным, содержащимся в данных методических указаниях. Индивидуальное задание содержит номер задания (1÷2), цифровое обозначение гидросхемы (1÷4) и номер варианта исходных данных (1÷10). Каждое задание содержит несколько частных задач расчета и анализа гидросистемы, которые выполняются последовательно.

Отчет по курсовой работе оформляется на листах формата А4 и должен содержать: титульный лист с указанием номера задания, гидросхемы и номера варианта исходных данных; полное описание задания с численными значениями исходных данных, схемой и прилагаемыми к заданию рисунками; описание назначения и принципа действия гидросистемы; последовательное решение всех задач индивидуального задания.

Решение каждой задачи предусматривает ее подробное математическое описание: здесь в необходимой для решения задачи последовательности приводятся все необходимые расчетные формулы, выражения с численными значениями, преобразованиями, выводами и пояснениями. Полученные результаты оформляются в виде таблиц или графиков с необходимыми пояснениями.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

ГИДРОСХЕМ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА

I. Общие сведения

Объемный гидропривод – совокупность объемных гидромашин и гидроаппаратов, предназначенных для передачи механической энергии и преобразования энергии посредством жидкости. В состав объемного гидропривода (рис.1) входят: источник энергии (насос), объемные гидродвигатели (гидроцилиндры, гидромоторы, поворотные гидродвигатели), гидроаппаратура (устройства управления: гидрораспределители, гидродроссели, гидроклапаны и т.д.), вспомогательные устройства (гидробаки, фильтры, теплообменники) и гидролинии.

Рис.1. Схема объемного гидропривода

Гидролинии.

Гидролинии – устройства (трубопроводы или каналы), предназначенные для прохождения рабочей жидкости от одного гидроагрегата к другому в процессе работы гидропривода.

В гидроприводе различают:

- всасывающая гидролиния, по которой рабочая жидкость движется к насосу;

-  напорная гидролиния, по которой рабочая жидкость движется от насоса к гидродвигателю;

- сливная гидролиния, по которой рабочая жидкость от гидродвигателя движется в гидробак;

- гидролиния управления, по которой рабочая жидкость движется к устройствам управления и регулирования.

Расчет гидролиний сводится к расчету диаметра труб или каналов; расчету потерь давления в гидролинии; расчету труб или каналов на прочность.

Диаметр труб и каналов гидролинии определяется экономически приемлемыми и технологически допустимыми скоростями рабочей жидкости. Средняя скорость рабочей жидкости  не должна превышать следующих величин:

- в напорной гидролинии – 6 м/с;

- во всасывающей гидролинии – 1,5 м/с;

- в сливной гидролинии – 6 м/с;

- в гидролинии управления – 5 м/с.

Внутренний диаметр трубы или канала  рассчитывается по формуле

,                                     (1)

где   - заданная величина расхода рабочей жидкости;

 - расчетное значение диаметра.

При выборе внутреннего диаметра трубы следует учитывать, что величина диаметра должна соответствовать стандартизованному ряду, регламентированному действующими стандартами на выпускаемые промышленностью трубы (шланги) , где   - стандартный диаметр, ближайший к расчетному .

Потери давления в гидролиниях на трение определяются по формуле Дарси

,                           (2)

где    - длина трубопровода (канала);

 - плотность жидкости;

 - коэффициент гидравлического трения.

При ламинарном режиме                           ;

При турбулентном режиме       .

Трубопроводы, применяемые в качестве гидролиний объемны гидроприводов, являются технически гладкими, поэтому их шероховатость не учитывается.

Потери давления в местных гидравлических сопротивлениях гидролиний определяются по формуле Вейсбаха:

,                             (3)

где  - коэффициент местного сопротивления.

1. Плавное колено под углом 90º с радиусом изгиба                                                                     0,12÷0,15

2. Поворот под прямым углом в сверленых или штампованных каналах                                                            2,0

3. Внезапное расширение при входе в гидроцилиндр, аккумулятор, фильтр:

ламинарный режим                   -             -                        2

турбулентный режим                -             -                        1

4. Соединение труб между собой или присоединение к агрегатам с помощью арматуры                                       0,1÷0,15