Геология \ Гидромеханика

Проектировка гидропривода лебедки, страница 2

При одном насосе и гидромоторе, благоприятных условиях охлаждения и больших мощностях целесообразно применять замкнутою схему гидропривода с объемным способом регулирования скорости.

Ориентировочно величину средней мощности привода можно вычислить по формуле:

;

где М- средний момент на валу гидромотора Н м; F- среднее усилие на штоке гидроцилиндра, Н; - угловая скорость выходного звена гидродвигателя при средней нагрузке, рад/с; - ориентировочное значение КПД- гидропередачи.

рад/с – средняя скорость гидромотора;

4. Анализ возможных гидравлических систем

Разомкнутая система циркуляции жидкости применяется в многодвигательном гидроприводе с одним насосом. Поэтому выбираем замкнутую систему циркуляции жидкости. Управление приводом должно осуществлять возможность дистанционного и автоматического управления.

Достоинством замкнутой системы циркуляции является то, что давление при всасывании значительно больше атмосферного, что позволяет применять более быстроходные и малогабаритные насосы, может быть любое направление потока в кольцевой линии.

Рис. 1. Принципиальная схема гидропривода.

3. Специальная часть

1. Работа привода

На рисунке 1 представлена гидравлическая схема проектируемого привода. Вращение от асинхронного короткозамкнутого электродвигателя передаётся насосу 1 и сидящему на одном валу с ним подпиточному насосу 5. Основной насос 1 с гидромотором 4 образуют замкнутую гидропередачу. Вспомогательный насос 5 предназначен для покрытия утечек в гидроприводе. Масло засасывается из бака 8 насосом 5 через приёмный фильтр7 и подаётся к линиям подпитки к обратным клапанам 3. Защита насоса 5 и фильтра 7 осуществляется предохранительным клапаном 6. При повышении давления в гидропередаче выше установки предохранительных клапанов 2 они срабатывают, защищая систему от перегрузки. Вращение с гидромотора передаётся на редуктор, и с редуктора на барабан лебёдки.

2. Выбор гидромотора вращательного действия

, где

I_м=0,3 кг^.м² – момент инерции движущихся масс, приведённый к валу гидромотора;

ω^о=31,4 рад/с – средняя скорость гидромотора;

τ_о=0,6 с – время разгона гидромотора до заданной скорости;

Н^.м.

Пиковая нагрузка:

М_мп = М⁰_{с мах} + М_и, где

М⁰_{с мах}=2500 Н^.м – максимальная нагрузка на гидродвигателе;

М_мп =2500+15,7=2515,7 Н^.м;

По полученным данным выбираем гидромотор МР-1100. Гидромотор высоко моментный радиально-поршневой типа МР предназначен для использования в гидросистемах строительных, дорожных и коммунальных машин. Гидромоторы типа МР являются силовыми узлами объемного гидропривода, преобразующих энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию на выходном валу. Направление и скорость вращения вала гидромотора типа МР определяется направлением потока и количеством рабочей жидкости, подводимой к гидромотору МР.

Каталожные данные гидромотора МР-1100:

- рабочий объем:м³;

- перепад давления МПа;

- максимальное давление перед гидромотором = 25 МПа;

- пиковое давление перед гидромотором р= 32 МПа;

- номинальная угловая скорость вала 10,5 рад/с;

- максимальная угловая скорость вала^к_м.мах = 33,7 рад/с;

- минимальная угловая скорость вала^к_м._min_.= 0,11 рад/с;

- номинальный момент на валу М = 3380 H·м;

- гидромеханический КПД;

- полный КПД;

- объемный КПД;

Характер рабочей жидкости:

- номинальная вязкостьмм²/с;

- минимальная вязкость мм²/с;

- максимальная вязкость мм²/с;

Тонкость фильтрации 40 мкм.

Проверяем условие выбора гидромотора:

М ≥ М, где 3380 > 2000 H·м.;

, где 33,7 > 31,4 > 0,11 с^-1, что удовлетворяет данным условиям.

Перепад давлений на гидромоторе при средней и максимальной нагрузках с учетом, что в статике M_м=М_с^о; М_м_max=М_с^о_max определяем по формулам:

∆р_м = МПа;

∆р_м_max = МПа;

Давление в сливной магистрали принимаем р_сл = р^к_сл = 0,6 МПа, определяем давление на входе гидромотора:

Р_м = ∆р_м + р_сл = 12,4 + 0,6 = 13 МПа;

р_м_max = ∆р_м_max + р_сл = 15,49 + 0,6 = 16 МПа;

Уточним объемный КПД гидромотора при средней нагрузке и угловой скорости рад/с по формуле:

;

Давление перед гидромотором по каталогу:

Расход гидромотора при средней скорости и нагрузке определим по формуле:

3. Выбор гидравлических устройств

Клапаны 2 обеспечивают защиту привода при перегрузках гидромотора и должны быть настроены на давление р_м_max. Более точно давление открытия предохранительных клапанов можно определить после расчета динамики системы.

р₂=р_м_max=16 МПа Q₂=Q_м=344,7 л/мин;

Предохранительные клапана КПЕ-50:

расход рабочей жидкости:

- номанальный 400 л/мин;

- минимальный 32 л/мин;

рабочее давление:

- минимальное 5 МПа;

- номинальное 32 МПа;

Обратные клапана КО-50:

- условный проход 50 мм;

- номинальный расход 500 л/мин;

- номинальное давление 32 МПа;

- потери давления 0,2 МПа;

Фильтр Г42-34:

- номинальная пропускающая способность 70 л/мин;

- тонкость фильтрации 0,08 мм;

- условный проход 32 мм.

4. Расчет трубопроводов

Принимаем металлические круглые трубы. Задаемся предельными скоростями течения: в нагнетательной гидролинии 4 м/с, сливной 2 м/с, всасывающей 1 м/с.

Определим диаметры трубопроводов нагнетательного, сливного и всасывающего при угловой скорости вращения гидромотора w₀= 31,4 рад/с:

Так как гидромотор реверсный, диаметры трубопроводов на нагнетание и сливе принимаем одинаковыми , на всасывании , жидкость принимаем – гидравлическое масло МГ-30 (ТУ38-10150-79), .