Расчет механизма подъема стрелы (стр. 1 из 3)
Министерство образования и науки Украины
Курсовая работа
По «Гидропневмоприводу»
Тема: «Расчет механизма подъема стрелы»
Содержание
Введение
Расчет основных параметров гидроцилиндра
Выбор посадок
Выбор уплотнений
Описание гидравлической схемы механизма подъема стрелы
Схема установки гидроаппаратов
Расчет потерь давления
Расчет емкости бака
Расчет теплового режима гидросистемы
Список литературы
Введение
Одной из важнейших задач отечественного машиностроения является максимальное ускорение научно-технического прогресса. Большая роль в решении этой задачи принадлежит отраслям промышленности, создающим современные гидравлические и пневматические приводы.
Применение гидравлического и пневматического привода позволяет создавать прогрессивные конструкции машин, расширять возможности автоматизации производства. Автоматические приводы составляют основные рабочие, транспортирующие, и вспомогательные агрегаты и широко применяются в строительных, дорожных, горных, сельскохозяйственных и любых иных самодвижущихся и мобильных машинах, в промышленных, космических и подводных роботах-манипуляторах, авиационных и космических системах управления.
Масштабы применения гидравлических и пневматических приводов непрерывно растут. Поэтому знание гидро- и пневмопривода, его технических и производственных возможностей является необходимым условием создания высокопроизводительных машин, комплексов, агрегатов и систем, обеспечивающих эффективную работу промышленности.
В данной курсовой работе рассчитывается механизм подъема стрелы крана КС-6473. Стреловые самоходные краны достаточно распространены в народном хозяйстве. Они маневренны, обладают малыми габаритами, большой грузоподъемностью, большой высотой подъема груза.
Данные
Длина стрелы - L=34.5 м
Скорость подъема стрелы – υ=0,09 м/с
Температура рабочей жидкости - t=-5…45о С
Координаты насоса – x=0; y=0; z=1,5;
Координаты двигателя – x=0; y=5; z=1,5
 |
1. Расчет основных параметров гидроцилиндра
Механизм подъема стрелы
Вылет длиной 18.2 м
Усилие на шток определяется из уравнения моментов относительно точки крепления стрелы
(1)где G = 0.2т – вес груза;
Gс = 3,5т – вес стрелы;
Тогда
Аналогично рассчитываем усилия, действующие на шток при других вылетах.
б) Вылет длиной 17 м
G = 0.3т – вес груза;
Gс = 3,5т – вес стрелы;
в) Вылет длиной 23.7 м
G = 0.75т – вес груза;
Gс = 3,5т – вес стрелы;
г) Вылет длиной 27.8 м
G = 1.5 т – вес груза;
Gс = 3,5т – вес стрелы;
д) Вылет длиной 30.2 м
G = 4.5 т – вес груза;
Gс = 3.5 т – вес стрелы;
Максимальное усилие на шток будет в крайнем верхнем положении и будет равно
Задаемся рабочим давлением 16МПа
Находим диаметр цилиндра по формуле:
; (2)где Fраб ,Н– усилие, действующее на шток;
Р,МПа – рабочее давление;
Принимаем диаметр равным140 мм.
Находим площадь цилиндра в поршневой полости:
Толкающее усилие равно:
Находим расход рабочей жидкости в поршневой полости:
;(3)где υпор ,м/мин – скорость движения поршня;
Sп ,м2 - площадьпоршневойполости.
Вычисляем условный проход:
; (4)где Q, л/мин – подача насоса;
υж =4,5 м/с – скорость жидкости.
Принимаю
Определяем толщину стенки цилиндра:
; (5)где Дц ,мм - диаметр цилиндра;
R=260МПа – расчетное сопротивление материала, для стали 45;
m=0.85 – коэффициент условий работы;
Pmax=(1.05…1.2) Pн=20МПа – максимальное рабочее давление.
Принимаем δ=7 мм
Проверяем шток на устойчивость при сжатии
Условие устойчивости штока:
; (6)где φ – коэффициент снижения допускаемых напряжений;
Rm=221МПа – для стали 45.
Находим диаметр штока из условия:
;(7) 
Принимаем d=110 мм
; (8)где λ – гибкость материала.
φпри λ=80= 0,63
Условие выполняется т.к. Rm <[Rm]
Находим площадь поршня в штоковой полости:
Определяем толкающее и тянущее усилие:
Выбор посадок
Выбираем посадку поршня с цилиндром исходя из диаметра цилиндра и номинального давления в системе основного отверстия Н8/f7,
Smax=0.168мм, Smin=0,05мм.
Такую же посадку выбираем для штока и направляющей.
Выбираем посадку штока с поршнем в системе основного отверстия Н8/js7 [1], Smax=0,071мм, Nmax=0,017мм.
Между втулкой и направляющей выбираем посадку натягом H8/s7,
Nmax=0.114мм, Nmin=0,024мм.
Выбор уплотнителей
Между поршнем и цилиндром выбираем уплотнительные манжеты 500*200-2 ГОСТ 14896-74 [1;6]. Коэффициент трения поршня о цилиндр:
; (8)где Дц , мм - диаметр цилиндра;
b,мм – ширина уплотнительного пояска;
z – количество уплотнений;
f =0,5 - коэффициент трения резины о чугун;
k=0,22…0,3 – коэффициент удельного давления.
Коэффициент трения манжеты:
Т.к. зазор составляет больше 0,02мм, то принимаем защитные кольца из полиамида 610 литиевого (Н=4мм, Д=500мм). Коэффициент трения защитных колец:
Между штоком и втулкой устанавливаем уплотнительную манжету 110*90-2 ГОСТ 14896-74 [1;6]. Коэффициент трения манжеты:
Принимаем защитные кольца для уплотнения цилиндра из полиамида 610 литиевого. Коэффициент трения защитных колец:
Для удаления грязи с поверхности штока устанавливаем грязесъемники 2-90 по ГОСТ 24811-81.
Для уплотнения втулки с гильзой устанавливаем уплотнительные кольца круглого сечения 190*200*46*1*2 по ГОСТ 9833-73.
Для уплотнения штока с поршнем устанавливаем уплотнительное кольцо круглого сечения 082*90*58*1*2 по ГОСТ 9833-73.
Суммарная сила трения подвижных соединений равна:
Проверяем толкающее и тянущее усилия:
Описание гидравлической схемы механизма подъема стрелы
 |
При подаче жидкости под давлением в нижнюю пустоту цилиндра шток выдвигается и стрела поднимается. Это осуществляется путем переключения распределителя Р в позицию 1 и масло через гидравлический замок ГЗ подается в поршневую полость цилиндра. При переключении золотника распределителя
Р в позиции 2 жидкость под давлением замыкает гидравлический замок ГЗ, стрела надежно фиксируется, а магистраль и гидравлические аппараты разгружаются от давления жидкости при помощи предохранительного клапана не прямого действия (ПКНД), когда распределитель Р2 в положении открыто.
При опускании стрелы золотник распределителя переводят в позицию 3. Жидкость одновременно подается в поршневую полость гидрозамка (принудительно открывая его) и штоковую полости цилиндра. Из нижней полости цилиндра масло черезоткрытыйгидрозамок, тормозной клапан КТ и распределитель Р1 выдавливается в бак.