Расчет гидропривода подъёмника клети на 4,5 м. Гидравлическая схема проектируемого гидропривода. Выбор гидравлических устройств

Министерство общего   образования          Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине:                     Гидромеханика _______________________________________

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Тема: Расчет  гидропривода  подъёмника клети на 4,5 м

Автор: студент гр. ММ-97  _____________   / /

                                                   (подпись)                           (Ф.И.0.)

ОЦЕНКА: ________

Дата:___________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта _профессор___________  _____________/____ ____ /

                            (должность)                          (подпись)                              (ФИО)

Санкт-Петербург

2000 год

Содержание

Аннотация…………………………………………………….3

Введение…………………………………………..…………..4

Гидравлическая схема проектируемого гидропривода…..4

Выбор гидромотора вращательного действия……………5

Выбор гидравлических устройств…………………………..7

Расчет трубопроводов………………………………………..7

Выбор насоса и электродвигателя.…………………………….….8

Статический расчет……………………………………….....11

Динамический расчет………………………………………..14

Результаты решения системы уравнений…………………..16

Список использованной литературы…..……………………18

АННОТАЦИЯ

Курсовая работа на тему “Проектирование гидропривода подъёмника клети на 4,5 м"  в  процессе  изучения  дисциплины  ”Гидравлика  и  гидропривод".

В работе содержатся описание работы схемы и указание всех ее элементов, расчет параметров системы и выбор силового оборудования, устройств управления, дополнительных  вспомогательных  устройств,  расчет  скоростной  и  механической  характеристик, а  также  динамический  расчет  гидропривода.

Курсовая работа включает пояснительную записку, выполненную на 18 листах машинописного текста и графическую часть: чертеж принципиальной гидравлической схемы привода, механической и скоростной характеристик привода, переходной  характеристики.

ABSTRACT

Course work “Design hydro-drive of feed of bore-machine-tool type on 4,5 m ”  had done in process of study discipline “Hidro-drive”.

In the work where are work-principle of scheme and indicate all it elements, calculates parameter’s of system and select power equipment, apparatus of control, additional and auxiliary equipment, calculate of speed and mechanical characters and dynamic calculate of hidro-drive.

Course work includes explanation note. It done on 18  printing pages and graphic part (drow of principle scheme, mechanical and speed characters, transitional characters) .

Введение

 Задачи  гидропривода.

Вид движения выходного звена гидропривода - вращательный; с гидромотора вращение передаётся на ведущий барабан. Реверсирование вращения барабана осуществляется с помощью реверсивного насоса; скорость привода регулируется изменением рабочего объёма насоса (объёмный способ регулирования) .

 Анализ возможных гидравлических систем.

В мощных гидроприводах вращательного движения часто используется замкнутая циркуляция жидкости. Достоинства замкнутой циркуляции:

-  давление при всасывании значительно больше атмосферного, что  позволяет применять более быстроходные и малогабаритные насосы; может быть любое направление потока в кольцевой линии. Разомкнутая система циркуляции жидкости применяется в многодвигательном гидроприводе с одним насосом. Поэтому выбираем замкнутую циркуляцию жидкости. Управление приводом должно осуществлять возможность дистанционного и автоматического управления.

Рис. 1. Принципиальная схема гидропривода.

Специальная часть.

 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 10. Основной насос 1 с гидромотором 6 образуют замкнутую гидропередачу. Вспомогательный насос 10 предназначен для покрытия утечек в гидроприводе. Масло засасывается из бака насосом 10 через приёмный фильтр12 и через фильтр тонкой очистки 5 подаётся к линиям подпитки к обратным клапанам 3. Защита насоса 10 и фильтра 5 осуществляется предохранительным клапаном 11. При повышении давления в гидропередаче выше уставки предохранительных клапанов 2 они срабатывают, защищая систему от перегрузки. Вращение с гидромотора передаётся на редуктор, и с редуктора на барабан, который зацепляется за цепь и сообщает клети поступательное движение.                                  

1.Выбор гидромотора вращательного действия.

Инерционная нагрузка:

М_и =  H·м.

Пиковая нагрузка:

М_мп = М⁰_смах + М_и = 13000 + 14,56 = 13014,5 H·м.

Выбираем гидромотор: МР-4500 - радиально-поршневой, реверсивный нерегулируемый.

Его каталожные данные:

м³;  4,19 рад/c. ; 

= 25 МПа; р= 21 МПа;  М^км =13500 H·м; 

J_м^к = 4,0077 кг·м²;

- КПД гидромеханический;-полный; hом = 0,943.

Перепад давлений на гидромоторе:

∆р_м = МПа.

∆р_мmax = МПа.

При  р_сл = р^к_сл = 0,6 МПа. Давление на входе в гидромотор при средней и максимальной нагрузках:

Р_м = р_сл = 13,48 + 0,6 =14,08 МПа.

р_мmax = ∆р_мmax +  р_сл = 20,1 + 0,6 = 20,7 МПа.

Уточненное значение объемного КПД гидромотора при средней нагрузке      М_с^о=10000Нм и угловой скорости ωм=ω_о=2,6 рад^-1

Давление перед гидромотором:

МПа.

Расход гидромотора:

Q_м =

2. Выбор гидравлических устройств.

Выбираем  предохранительный клапан непрямого действия КПЕ-32.

Условный проход 32 мм; расход максимальный – 160 л/мин; диапазон регулирования – 0,5-1 МПа; давление на входе: номинальное – 14,08 МПа;

максимальное – 35 Мпа.

3.Расчет трубопроводов.

Задаемся предельными скоростями течения жидкости:

-  в нагнетательной гидролинии 4м/с;

-  сливной 2,0 м/с;

-  всасывающей 1,2 м/с.

Определяем диаметр трубопровода:

= = 0,025 = 2,5м;

= 0,0354м = 3,54 см;

= 0,045м = 4,5 см.

Так как гидромотор реверсивный, диаметр трубопроводов на нагнетании и сливе принимаем одинаковыми: D_т^/ = 25мм., на всасывании D_твс^/ = 45мм., жидкость – гидравлическое масло МГ-30 (ТУ 38 – 10150 – 79), кг/м³.

Фактические скорости:

U_твс = .

U_т = .

Числа Рейнольдса и коэффициенты гидравлического трения для ν = 30мм²/с = = 3∙10^-5м²/с, где ν – коэффициент кинематической вязкости, м²/с.

Re_т =

λ_т - коэффициент гидравлического трения:

λ_т =

Re_твс = ;           λ_твс =

Потери давления: в нагнетательной трубопроводе (гидролинии) :

∆р_тн = λ_т

- в сливной    

∆р_тн = ∆р_тсл = 0,038МПа.

- во всасывающем трубопроводе (гидролинии)

∆р_твс = λ_твсМПа

4. Выбор насоса и электродвигателя.

Определим давление на выходе из насоса:

р_н = р_м + Dр_тн. = 14,08 + 0,038= 14,118 МПа.

Требуемая подача насоса:

Q_н = Q_м +ΔQ ₂+ ΔQ ₁₁

Считая, что утечки в предохранительных клапанах отсутствуют, т.е. ΔQ ₂= ΔQ ₁₁=0, получим:Q_н=

Выбираем насос реверсивный, регулируемый типа НАР-0,125/20

Параметры насоса: рабочий объём  = 125см³; р=20МПа.; МПа.;

= 157 рад/с; ; η=0,9.

Параметр регулирования: .

Для вспомагательного шестерённого насоса: = 2,5 Мпа;