Машиностроение \ Проектирование и конструирование горных машин и оборудования

Модернизация привода вращателя бурового станка СБШ-250МНА-32, страница 21

nк = 30-40 мм2/с;                   nminк = 14 мм2/с;                    nmaxк = 1500 мм2/с

тонкость фильтрации 40 мкм

Перепад давлений расчитывается по формуле, [13]:

ÙРмбур = 2p•М° / (qмк • h гммк )

(9.7)

ÙРмбур =2 • 3,14 • 4200 / (1 • 10-3 •0,95) = 27,76 МПа


Рис. 8. Функциональные зависмости параметров гидромотора.


ÙРм = 2p•М мк / (qмк •h гммк )

(9.8)

           ÙРм =2 • 3,14 • 3731 / (1 • 10-3 • 0,95) = 24,66 МПа

Давление в сливной магистрали примем:

Рсл = Рслк = 0,6 МПа и определяем давление на входе в гидромотор, [13]:

Рмбур = Ù Рмбур+ Рсл

(9.9)

Рмбур = 27,76+0,6=28,36 Мпа

Рм = Ù Рм+ Рсл

(9.10)

Рм = 24,66+0,6=25,06 МПа

Уточним обьемный КПД гидромотора при нагрузке М° = 4200 Н•м

и угловой скорости wм = 8, 5 рад/с по формуле, [13]:

hом = [1+(1/hомк -1) • Pм/ Pмк•wмк/wм]-1

(9.11)

hомк = hмк/hгммк

(9.12)

hомк = 0,9/0,95=0,947 - обьемный КПД

Pмк = Ù Pмк + Рслк

(9.13)

Pмк =24,7+0,6=25,3 МПа - давление перед гидромотором

hом = [1+(1 / 0,947-1 ) •28,36 / 25,3 •25,12 / 8,5]-1 = 0,843

Расход гидромотора при бурении скорости wм = 8,5 рад/с и нагрузке М° =4200 Н•м определяем по формуле, [13]:

Qм = qмк • wм / (2 • p • hом)

(9.14)

Qм = 1 • 10-3 • 8,5 / (2•3,14 •0,843) = 1,605•10-3 м3/с = 96,3 л/мин

2. Выбор гидравлических устройств управления

В качестве распределителя Р2 выбираем расперделитель типа размера ХВЕХ20 [13], его параметры:

Ду = 20 мм — условный проход;

QР2к = 160 л/мин - номинальный расход;

РР2к = 0,2 МПа  - давление;

ÙРР2к = 0,2 МПа - потери давления;

Ù QР2к = 8 см3/с - номинальная потеря расхода;

давление управления 0,5 - 25 МПа


Рис.9. Зависимость перепада давления от расхода рабочей жидкости.


Утечки и потери давления при бурении определяются по формулам, [13]:

Ù РР2 = РР2к / (QР2к)2 •QР22

(9.15)

Ù РР2 = 0,2 / 1602•96,3 = 0,072 МПа

Ù QР2 = РР2 / РР2к • QР2к

(9.16)

Ù QР2 = 28,36 / 32 •8 = 7,1 см3/с = 0,42 л/мин

В качестве гидрораспределителя Р1 выбираем гидрораспеделитель аналогичный Р2: ХВЕХ20, тогда Ù РР1 = 0,072 МПа, Ù QР1 = 0,42 л/мин

Клапан КП1 обеспечивает защиту привода при перегрузках гидромотора и должен быть настроен на давление соответствующее максимальной скорости гидромотора. Выбираем клапан типа размера МПКПД 32 -32 [14].

Q= 250 л/мин

Дукп1= 32 мм

Дапазон регилирования 2 - 34 Мпа.

 Для управления распределителями Р1 и Р2 выбираем гидрораспределитель типа ЗСУ - 8 с электрическим управлением У4690.41.71 [14].

Ду = 5 мм - условный проход;

Руак = 16 МПа  - давление;

Руакmax = 25 МПа - максимальное давление;

Ù Руа = 0,5 МПа - номинальное падение давления;

Ù Qуак = 100 см3/мин - номинальная потеря подачи.

Потери давления в распределителе управления не влияют на работу привода, поэтому определяем только потери расхода, [13]:

Ù Qуа = Qуак / Руак • Руа

(9.17)

Ù Qуа = 100 / 16 •28,36 = 0,177 л/мин

3.         Расчет трубопроводов[13].

Задаемся предельными скоростями течения:

в нагнетательной гидролинии - 4 м/сек;

в сливной гидролинии - 2 м/сек;

в всасывающей гидролинии - 1,2 м/сек.

Определим диаметры трубопроводов - нагнетательного, сливного, всасывающего при угловой скорости вращения гидромотора wм = 8,5 рад/с, [13]:

Дт н = 2 •Ö Qм/(p •Umax )

(9.18)

Дт н = 2 •Ö 1,6 • 10-3 / (3,14 • 4) = 0,0225 м

Дт сл = 0,0346 м

Дт вс = 0,044 м

Так как гидромотор реверсивный диаметры трубопроводов на нагнетательной линии на сливе принимаем одинаковыми,

Д`т = 32 мм

Д`т вс = 50 мм

В качестве жидкости принимаем гидравлическое масло МГ-30 ( ТУ38 - 10150-79),  r = 890 кг/м3

Фактические скорости, [13]:

Uт ф = 4 •Qм / (p•(Д`т вс)2)

(9.19)

Uт вс = 4 • 1,89 • 10-3 / (3,14 • (0,05)2) = 0,96 м/с

Uт нг = 4 • 1,89 • 10-3 / (3,14 • (0,032)2) = 2,35 м/с

Числа Рейнольдса и коэффициенты гидравлического трения для

n = 30 мм2/с = 3 •10-5 м2/с, [13]:

Reт = Uт • Д / n;       lт = 1 / Reт 0,65

(9.20)

Reт =2,35 •0,032 / (3 • 10-5) = 2506;            lт = 1 / 2506 0,65 = 0,61

Reт =0,965 •0,05 / (3 •10-5) = 1600;             lт = 0,082

Потери давления, [13]:

1. в  нагнетательной линии:

Ù Рт н = lт •r • lт н / Д`т•U2т / 2; МПа

(9.21)

где lт н = 12 м - длина трубопровода

Ù Рт н = 0,061 • 12 / 0,032 • 890 •(2,35)2 / 2 = 5,6 • 104 ПА = 0,056 МПа

2. в сливной линии: 

Ù Р т сл= Ù Р т н= 0,056 МПа

3. во всасывающей линии: Ù Рт вс = 0,082 •4 / 0,05 • 890 • 0,962/ 2 = 2,7•103 ПА = 0,0027 МПа

3. Выбор насоса и электродвигателя.

Зная давление жидкости на входе в гидродвигатель, при нагрузке бурения и потери давления во всех последовательно с ним установленных элементах, определяется давление на входе из насоса по формуле, [13]:

Рн =Рм +Ù Рр1 + Ù Рр2 +Ù  Рт н

(9.22)

Рн = 28,36 + 0,072 +0,072 +0,056 = 29,85 МПа

Аналогично расчитывается требуемая подача насоса, [13]:

Qн =Qм + Ù Qр1 +Ù Qр2 +Ù Qуа

(9.23)

Qн = 96,3 + 0,42 +0,42+0,177 = 97,31 л/мин

Получается

Рн = 29,85 МПа

Qн = 97,31 л/мин

Сравнивая возможности и параметры, выпускаемых в данный момент промышленных насосов, видно, что наиболее удачным является аксиально-поршневой насос. Выбираем насос типа УНА с дистанционным пропорциональным управлением подачи [16]. Тип насоса  УНА4П1 -140/25:

qнк = 140 см2 -   рабочий обьем  насоса;

wнк = 157 рад/с - номинальная скорость вращения;

Qнк = 195 л/мин - номинальная подача насоса;

Рнк = 25 МПа - номинальное давление;

Скачать файл