Методика розрахунку об'ємного гідроприводу зворотно-поступального руху (з гідроциліндром) (стр. 1 из 3)
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНІЙ УНІВЕРСИТЕТ
Механічний факультет
Кафедра МБЖД
Курсова робота
з дисципліни «Гідрообладнання будівельних і дорожніх машин»
Виконав ст.гр. М-52
Жестаков Є.І.
Перевірив: доц. Аврунін Г.А.
Харків 2010
Методика розрахунку об'ємного гідропривода зворотно-поступального руху (з гідроциліндром).
1. Вихідними даними для розрахунку об'ємного гідропривода є:
1.1 Зусилля, що розвиваються гідроциліндром при підводі РЖ в різні порожнини: бесштокові (поршневу) F2 і штокову F1 для гідроциліндрів двосторонньої дії, Н;
1.2. Хід поршня
гідроциліндра, мм;1.3. Час t переміщення поршня гідроциліндра з одного крайнього положення в інше (прямий хід при русі штока назовні і зворотний хід при русі штока всередину гідроциліндра), с;
1.4. Конструктивні особливості гідроциліндра в частині кріплення штока і корпусу (на проушинах, лапах, цапфах та інші);
1.5. Значення номінального Pном (опускається при роботі без обмеження за часом) і максимального Pмакс тисків, якими зазвичай задаються виходячи з номенклатури гідро пристроїв (насоса, гідроциліндра і гідроапаратури управління і захисту від перевантажень), МПа;
1.6. Значення номінальної частоти обертання приводить двигуна Nдв і насоса гідропривода, хв-1;
1.7. Діапазон зміни швидкості гідроциліндра в експлуатації (при необхідності).
Метою розрахунку об'ємного гідропривода є визначення: діаметрів поршня і штока (плунжера) гідроциліндра; швидкості переміщення поршня (плунжера); витрати, споживаного гідроциліндром; допустимого навантаження на гідроциліндр; робочого об'єму насоса і потужності приводить двигуна, ККД об'ємного гідропривода, діаметри трубопроводів і умовний прохід гідроапаратів.
Гідравлічна принципова схема об'ємного гідропривода з дросельним регулюванням швидкості гідроциліндра представлена на рис. 1 і включає наступні гідро пристроїв: насос H з призводить двигуном «М»; гідроциліндр Ц; гідро розподільник P (четирехлінейний, трипозиційний з електромагнітним керуванням, 14-а схема комутації каналів в середньому положенні - канали р, А, В і Т об'єднані і тому насос H розвантажений від тиску); гідро дросель ДР на вході в гідроциліндр; запобіжний клапан КП; манометри MH1 ... МН3; гідробак Б.
На рис. 2 представлена принципова гідравлічна схема об'ємного гідропривода з машинним (об'ємним) регулюванням робочого об'єму насоса H і гідроциліндром Ц двосторонньої дії і одностороннім штоком. Робоча рідина нагнітається насосом H до двохпозиційного четирехлінейному Золотникові гідророзподільники P (шифр схеми - 574), забезпечене рукояткою для переміщення золотника і фіксатором положення. При надходженні робочої рідини в бесштокові порожнину (як показано на рисунку) шток гідроциліндра переміщається вправо (прямий хід), при перемиканні гідророзподільника P в крайнє ліве положення шток рухається вліво (зворотний хід). Для захисту від перевантажень служить запобіжний клапан КП (вимірювання тиску по манометру MH), при відкритті якого робоча рідина зливається в гідро бак Б.
Рис. 2 - Гідравлічна принципова схема гідропривода з машинним (об'ємним) регулюванням швидкості гідроциліндра Ц
РОЗРАХУНОК ДІАМЕТРУ ПОРШНЯ І ВИБІР ГІДРОЦИЛІНДРА
Для гідроциліндрів з однобічним штоком (рис. 3) попередньо визначають діаметр поршня, нехтуючи площею штока, за наступною формулою
(1)де
- зусилля, діюче на поршень (зовнішнє навантаження, яка є заданим значенням), Н, 
- тиск на вході в гідроциліндр, значення якого має становити близько 75% від номінального 
(2) 
- гідромеханічний ККД гідроциліндра (для сучасних конструкцій задаються 
).Діаметр поршня
округлюють у більшу сторону 
виходячи зі стандартних значень: 18, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180 ; 200; 220; 250 і 320 мм, кожному з яких відповідає стандартне значення штока, 
(якщо номенклатурою гідроциліндрів передбачається два або більше значень діаметрів штока, то попередньо приймають менше з них).Приймаються якому відповідає стандартне значення штока
Далі з урахуванням стандартного значення діаметра штока уточнюють діаметр поршня
(3)де
Перепад тиску між входом і виходом з гідроциліндра (поршневий і штокової порожнинами), МПа,
- тиск на виході з гідроциліндра (у штокової порожнини), зазвичай знаходиться в межах 
МПа, причому більше значення приймають для гідроприводів з установкою фільтру або маслоохладителя в зливний лінії.При вибраних значеннях
і 
проводять перевірку на функціонування гідроциліндра при тягнучої навантаженні, коли шток рухається всередину гідроциліндра (підводі тиску робочої рідини в штокову порожнину) 
(4)Якщо умова (4) не виконується, то необхідно збільшення площі штокової порожнини за рахунок збільшення діаметра поршня.
Уточнюють робочий перепад тисків, необхідний для подолання зовнішнього навантаження при вибраних діаметрах поршня і штока гідроциліндра (робочий перепад тисків)
(5)який не повинен перевищувати від номінального тиску насоса
(для підвищення довговічності об'ємного гідропривода рекомендується не перевищувати тиск більше 75% від номінального для насоса).РОЗРАХУНОК ШВИДКОСТІ ПОРШНЯ
Розрахунок швидкості поршня проводять з теоретичних формулами виходячи з високого рівня герметичності сучасних ущільнень, що забезпечують об'ємний ККД гідроциліндрів близьким 100%. Значення швидкості не повинні перевищувати допустимого значення, що приводиться виробником гідроциліндрів в каталозі (зазвичай, не більше 0,5 м/с). В іншому випадку необхідно в об'ємному гідроприводі передбачити дросель для обмеження витрати робочої рідини, що подається до гідроциліндра
(6) 
(7)де
- площа поршня, мм2. 
Швидкість поршня гідроциліндра при підводі робочої рідини в штокову порожнину (зворотний хід чи рух штока всередину гідроциліндра)
(8) 
де
- витрата, що підводиться в штокову порожнину, значення якого може бути дорівнює витраті, що подається в поршневу порожнину 
або менше 
і якщо значення швидкості перевищує допустиму. Попередньо в формулу (8) підставляють і якщо значення швидкості перевищує, 
то витрата обмежують установкою дроселя або зміною робочого об'єму в регульованому насосі, а максимальне значення витрати визначають за формулою 
(9)ВИЗНАЧЕННЯ НАВАНТАЖЕННЯ, ВІДПОВІДНОЇ ВТРАТИ ГІДРОЦИЛІНДРА
Навантаження, що відповідає втраті поздовжньої стійкості гідроциліндра, визначають за формулою Ейлера
(10)де E - модуль пружності матеріалу (для сталі),
J - момент інерції перерізу гідроциліндра
(11)де
- зовнішній і внутрішній діаметри гідроциліндра, відповідно, мм,