1. Описание работы и свойств гидравлической схемы
В гидравлическую схему включены гидромашины (насосы, гидродвигатели), приборы, гидроаппараты, гидролинии, которые обеспечивают работу двухпо-точной объемной гидропередачи. Количество рабочих органов – 2, машины циклического действия. По заданию рабочие органы работают в цикле по 5 с. не одновременно, рабочий цикл составляет 15 с. Приводы рабочих органов – реверсивные, нерегулируемые.
1.1 Работа гидравлической системы
При электрогидравлическом управлении используют сочетание малого управляющего распределителя (пилота) с электрическим управлением и большого (силового) управляемого распределителя с гидравлическим управлением.
При подаче напряжения на обмотку одного из электромагнитов пилота его золотник перемещается, пилот становится в рабочую позицию и соединяет напорную линию с одним из торцов силового распределителя. Это приводит к постановке последнего в рабочую позицию. Жидкость большим потоком пойдет (для Р02):
Б-Н3,4-КП5-Р4-КП6-КП7-Ц – КП6-КП7-Р4-Р6-АТ-Ф1…ФЗ-Б.
Для выключения РО4 нужно убрать электросигнал с торца управляемого электрораспределителя, который переключится в нейтральное положение. Давление на торце силового распределителя исчезнет, и он встанет в нейтральное положение.
При гидравлическом управление распределителем (Р1).Элементы Н1, КП1, Р1 и М образуют силовую гидропередачу, а элементы Н2, Ф2, КП4, АК, Р2 и РЗ – систему сервоуправления. Блоки: А1 – система питания сервоуправления; А2 – колонка сервоуправления; АЗ – вторичная защита гидромотора М.
От насоса Н2 жидкость через напорный фильтр тонкой очистки Ф2 подается в колонку А2, содержащую управляющие распределители следящего действия Р2 и РЗ с мускульным управлением. При переводе, например, распределителя Р2 в рабочую позицию управляющий поток жидкости идет по пути:
Б – Н2 – Ф2 – Р2 – Р1 (под левый торец золотника). Давлением этой жидкости золотник распределителя Р1 переместится вправо, распределитель Р1 будет переведен в рабочую позицию, при которой силовой поток жидкости идет по пути:
Б – Н1 – Р1 – М – Р1 – Р6 – АТ – Ф1 – Б.
Так происходит включение гидромотора М. Если убрать усилие с рукоятки распределителя Р2, то он под действием пружины встанет в другую крайнюю позицию и жидкость из-под торца распределителя Р1 пойдет через Р2 на слив.
Пружина распределителя Р1 поставит его золотник в среднее положение и распределитель – в нейтральную запирающую позицию. Это приведет к остановке гидромотора М.
1.2 Основные свойства схемы
В схему включены два вида защиты от перегрузок:
А) Первичная защита выполнена в виде предохранительных клапанов КП1 КП5 и стоит между напорной и сливной линиями сразу за насосом (для каждой напорной линии).
Первичная защита защищает от активных перегрузок и инерционных при разгоне.
Б) Вторичная защита А3 и А5 выполнена в виде сочетания предохранительных и обратных клапанов. Она установлена между рабочими линиями после распределителя.
Вторичная защита предохраняет от реактивных, инерционных при торможении и температурных перегрузок.
Очистка жидкости производится четырьмя фильтрами. При засорении фильтров повышается давление в сливной линии, а когда давление достигнет давления настройки предохранительных клапанов КП, последние откроются и жидкость пойдет, минуя фильтры, в бак.
Для охлаждения жидкости в схеме установлен теплообменный аппарат АТ. В начале работы и при низкой температуре для прогрева рабочей жидкости АТ выключается с помощью термостата ТС, тогда жидкость пойдет в бак, минуя АТ.
Температура жидкости контролируется термометром, датчик которого стоит в баке.
2. Предварительный расчет гидропередачи. Выбор комплектующих
Цели: выбрать дизель, насосы, рабочие жидкости для зимы и для лета, гидродвигатели, трубопроводы, распределители, предохранительные клапаны.
Условия: комплектующие выбраны на основе предварительного статического расчета, выполненного при установившихся движениях рабочих органов. Нагрузки и скорости определены заданием. Температура жидкости Т
=50 С.Рисунок 1 – Расчетная схема к предварительному расчету
2.1 Мощность на рабочих органах
Мощность, подводимая к рабочему органу вращательного действия Р
, Вт: (1)где
– момент сил, препятствующий вращению, Н м; – угловая скорость РО1, рад/с.Р
= 25,6 10 1,56 = 33940 Вт=33,9 кВтМощность, подводимая к рабочему органу поступательного действия Р
, Вт , (2)где
– сила на рабочем органе, Н; – линейная скорость движения РО2, м/с. Вт = 99.76 кВт.2.2 Выбор первичного двигателя и номинальных давлений
Дизель выбран по необходимой мощности на его валу, которая определена через максимальную мощность рабочих органов. Так как рабочие органы работают не одновременно, то дизель выбран по большей мощности, в нашем случае, по мощности РО2 поступательного действия.
Необходимая мощность дизеля, Вт
Р
= Вт = 164,07кВтПо учебнику [2] выбран дизель ЯМЗ-238М;
Завод изготовитель: Ярославский моторный завод
Номинальная мощность: Р
= 170 кВт;Номинальная частота вращения вала n
= 35 об/с.р
= 8 = 19,3 МПаДля привода рабочего органа поступательно действия:
р
= 8 = 25,28 МПаНоминальные давление для унификации для обеих передач назначены 20 Мпа.
Р
= = 45.3 кВтПо учебнику принят аксиально-поршневой насос 310.112 [2].
Для рабочего органа поступательного действия РО2:
Р
= =126,3 кВт.По учебнику [2] выбраны 2 аксиально-поршневых насоса с наклонным диском РМНА 90/35.
Характеристики насосов представлены в таблице 1.
Так как номинальное давление принятого насоса больше номинального давления, принятого для гидропередач, то мощность на его валу уменьшаем пропорционально принятому давлению.
Р
= = 78.94 КВтНеобходимая частота вращения вала насоса из условия получения необходимой мощности на привод гидромотора, об/с:
(8)где
– КПД насоса гидромеханический ( = 0.95); – номинальное давление гидропередачи, Па ( = 20 10 Па); – рабочий обьем, м ( = 123 10 м ),