Расчет и проектирование гидропривода лебедки. Средняя нагрузка, частота вращения двигателя. Выбор гидравлических устройств управления

Нагрузка на гидродвигателе: средняя 1500 Н×м; максимальная 2000 Н×м.

Скорость (частота вращения) гидромотора:  средняя 50об/мин.

Масса (момент инерции) подвижных частей, приведенная к выходному звену гидромотора: 2,0 кг×м².

Приведенные длины трубопроводов: всасывающего 1,5 м; нагнетательного 1,6 м; сливного 2 м.

Особые условия работы привода:

Время перехода на новый режим работы при внешнем возмущении: t<0,3с.

Закон изменения нагрузки на гидродвигателе в установившемся режиме: наброс нагрузки 20%.

Вид динамического возмущения:затухающие колебания

3.   Содержание пояснительной записки должно соответствовать требованиям методических указаний.

4.   Перечень графического материала: схема принципиальная гидравлическая, механическая, скоростная и динамическая характеристики.

5.  Срок сдачи законченного проекта         май  2000г.

Руководитель проекта   аспирант    ___________________  / В.Э./

Дата выдачи задания:         4 апреля 2000г.

 

Содержание

Расчет гидрапривода лебедки_____________________________стр.4

          Работа гидросистемы ____________________________________стр.4

Выбор гидромотора _____________________________________стр.4

Выбор гидравлических устройств управления _______________стр.5

Расчет трубопроводов ___________________________________стр.5

Выбор насоса и электродвигателя _________________________стр.6

Расчет статических характеристик ________________________стр.8

Динамический расчет гидропривода ______________________стр.10

Список используемой литературы ________________________стр.15

Расчет гидропривода лебедки.

Схема гидросистемы представлена на чертеже.

1-электромотор; 2-насос; 3 и 4 -клапаны; 5-гидромотор; 6-подпитка.

 Работа гидросистемы.

При рабочей подаче жидкость поступает к гидромотору 5 от реверсивного насоса 2, приводимого в действие электромотором 1. Для защиты системы от перегрузок установлены предохранительные клапаны 3,4. Система замкнута - жидкость не покидает ее. Для нормальной работы гидропривода установлена подпитка (расчет не приводится).

 Выбор гидромотора

1.   Инерционная нагрузка:

 Н×м

2.   Пиковая нагрузка

 Н×м

Выбираем гидромотор типа МР-2800. Его технические показатели:

см³/об; об/мин; об/мин;  об/мин; МПа; МПа; Н×м; ; .

Рабочая жидкость-масло гидравлическое МГ-30. Характеристики рабочей жидкости: мм²/с;  мм²/с;  мм²/с; плотность фильтрации-40мкм; P_сл=0,15 МПа; r=890кг/м³.

3.   Перепад давлений на гидромоторе при средней и максимальной нагрузках с учётом, что в статике:  ;.

МПа;

;

Мпа.

4.   Давление в сливной магистрали примем МПа и определим давление на входе в гидромотор:

 МПа;

 МПа.

5.  Уточним объёмный КПД гидромотора при средней нагрузке=1500 Н×м и угловой скорости  =5,2 рад/с:

.

Расход гидромотора при средней  скорости  =5,2 1/с и средней нагрузке

=1500 Н×м:

 м³/с= 138,78 л/мин.

Выбор гидравлических устройств управления

В качестве предохранительного клапана 5 выбираем предохранительный клапан непрямого действия К3.16.01. Условный проход: D_у4 =16 мм; л/мин; диапазон регулирования давления: (5-42)МПа.

Клапан должен быть настроен на давление: МПа;л/мин

Утечки  при средней и угловой скорости гидромотора в клапанах равны нулю.

0.

 Расчёт трубопроводов.

Принимаем металлические трубы. Задаёмся предельными скоростями:в нагнетательной гидролинии- 4м; сливной- 2м; всасывающей- 1,2м.

Определим диаметры трубопроводов нагнетательного, сливного, всасывающего при угловой скорости вращения гидромотора 1/с:

м;

м;

Так как мотор реверсивный, диаметры трубопроводов на нагнетании и на сливе принимаем одинаковыми: мм; жидкость- гидравлическое масло МГ-30 (ТУ38-10150-79): r = 890 кг/м³; n = 30 мм²/с = 3×10^-5 м²/с

Фактические скорости:

м/с;

Числа Рейнольдса и коэффициенты гидравлического трения для м²/c:

;     ;

Потери давления:

в нагнетательной гидролинии:                       

Па;

сливной:

=0,004 МПа;

Выбор насоса и электродвигателя

Давление и подача на выходе из насоса определяем для средней нагрузки и скорости.

p_н = p_м+== 3,914 МПа;

Q_н = Q_м = 138,78 л/мин = 2,313×10^-3 м³/с.

Выбираем насос НАР-63/200. Его технические характеристики:

J_н^к= 0.013 кгм²;

Определяем объемные КПД:

Полный КПД для средней нагрузки:

.

Определим мощность на валу насоса при средней нагрузке и угловой скорости гидромотора с учётом, что  

Момент на валу насоса при средней и максимальной нагрузке без учёта скольжения ассинхронного двигателя:

;

Выбираем электродвигатель 4А132M4У3:

Скольжение при средней нагрузке:

Угловая скорость насоса при средней нагрузке:

 = 157×(1-0,025) = 153,1 рад/с;

Ёмкость бака по трёхлинейной производительности насоса:

Округляем до ближайшего значения по ГОСТу 12448-80 доW_Б=630дм³

Вычислим коэффициенты утечек:

Гидромотор:

Насос:               

Расчёт статических характеристик

Момент на валу насоса при средней нагрузке и средней угловой скорости гидромотора:

Коэффициент трансформации момента, передаточное число и КПД передачи:

;    

Уточнённый полный КПД гидромотора при средней нагрузке:

.

КПД гидросети:

.

КПД гидропередачи:

.

Значения КПД совпадают, следовательно, расчет сделан правильно.

Построим на чертеже механическую характеристику, соответствующую