Расчет гидро привода автогрейдеров (стр. 3 из 5)
Для выполнения курсовой работы необходимо по заданному циклу
из предложенного набора элементов составить принципиальную гидравлическую схему машины и привести подробное описание ее работы, особо отметив при этом управление циклом. Для указанных в задании технических параметров привода произвести необходимые расчеты, на основании которых по каталогам и справочной литературе выбрать нормализованные устройства и аппараты. Построить график потерь давления на заданном преподавателем участке.
Условное графическое обозначение элементов гидропривода
1 – насос постоянной производительности с постоянным направлением потока;5 – гидроцилиндр двухстороннего силового действия с односторонним штоком;
 |
21 – регулятор расхода с предохранительным клапаном;
24 – распределитель 2\2 с управлением от электромагнита и пружинным возвратом;
26 – распределитель 4/2 с управлением от двух электромагнитов;
 |
29 – распределитель 3/2 с управлением от электромагнита и пружинным возвратом;
 |
38 – фильтр для очистки жидкости
 |
39 – манометр
 |
40 – бак7.1 Разработка принципиальной гидравлической схемы привода
Составляем принципиальную гидросхему привода, используя выше приведенные элементы.
В данной схеме применен дроссельный способ регулирования скорости жидкости. Характерным для этого способа регулирования является превышение производительности насоса над максимально необходимым расходом масла через гидродвигатель. При таком условии избыточная часть жидкости отводится от насоса через предохранительный клапан в бак.
Настройка и контроль давления в системе производится с помощью манометра МН. Движение потока жидкости в системе регулируется с помощью распределителей Р2 и Р3.Распределитель Р3 предназначен для работы в двух положениях: 1) обеспечивает движение жидкости при рабочей подаче; 2) позволяет реверсировать движение рабочих органов. Для смены положения распределитель Р3 с двух сторон оснащен магнитным управлением. Распределитель Р2 также является двухпозиционным. Но вторая позиция распределителя Р2 предназначена для быстрого отвода жидкости (первая также как у Р3). Управление распределителя Р2 отличается от Р3. С одной стороны у него расположен магнит, а с другой пружина, обеспечивающая возвращение распределителя в исходное положение. Для настройки скорости рабочего органа и поддержания её постоянной в напорном трубопроводе расположен регулятор расхода РР.
Необходимая чистота масла в системе обеспечивается с помощью фильтров Ф1 и Ф2. Фильтр Ф1 предназначен для исключения попадания каких-либо частиц из бака в систему. Но так, как загрязнение масла в системе может происходить не только из бака (цилиндр, дроссель, распределитель и т.п.), то в сливном трубопроводе установлен фильтр Ф2 для предотвращения попадания частиц в бак из системы и повторного прогона их по ней.
Описание работы гидропривода:
Исходное положение "СТОП"
Б-Н-Ф1-Р1(I)-Б
Быстрый подвод
Б-Н-Ф1-Р2(1)-Р3(2)-Ц-Р3(2)-Ф2-Б
 |
Р1(2)
Рабочая подача
Б-Н-Ф1-РР-Р2(2)-Р3(2)-Ц-Р3(2)-Ф2-Б
׀
Р1(2)
Реверс
Р3(1)→Р3(2)
Быстрый отвод
Б-Н-Ф1-Р2(1)-Р3(1)-Ц-Р3(1)-Ф2-Б
׀
Р1(2)
Переключение управляющих электромагнитов
| ЭМ1 | ЭМ2 | ЭМ3 | ЭМ4 | |
| Исходное положение "СТОП" | - | - | - | + |
| Быстрый подвод | - | + | + | - |
| Рабочая подача | - | + | - | - |
| Реверс | + | - | - | - |
| Быстрый отвод | + | - | + | - |
Рисунок- 7.1 Гидравлическая схема
7.2 Типовой расчет гидропривода
7.2.1 Выбор рабочей жидкости
В гидравлических системах рабочая жидкость выполняет несколько функций. Она служит для передачи энергии от насоса к потребителю (двигателю), смазки поверхностей трения внутри гидравлических устройств, предотвращения коррозии и, в результате непрерывной циркуляции, в значительной степени способствует отводу тепла от источников его выделения.
В качестве рабочих жидкостей в промышленных гидроприводах преимущественно используют минеральные масла на нефтяной основе (табл. I) [1].
Основным параметром, по которому производится выбор рабочей жидкости для проектируемой гидросистемы, является вязкость. Выбор оптимальной вязкости масла представляет известные трудности, так как при этом приходится учитывать противоречивые требования. При недостаточной вязкости жидкость не удерживается на нагруженныхнесущих поверхностях гидромашин и устройств, в результате чего может возникнуть их преждевременный износ. Кроме того, малая вязкость жидкости способствует увеличению внутренних утечек в системе и и ускорению окисления масла. При слишком большой вязкости рабочей жидкости увеличивается мощность, необходимая на преодоление трения, ухудшается всасывающая способность насосов, возможно нарушение теплового режима работы системы и возникновение кавитации, ухудшения фильтрации.
В промышленных гидроприводах эксплуатируют масла с кинематической вязкостью (10-60)∙10-6 м2/с в диапазоне температур (30-60)˚С.
Для определения марки минерального масла определяем ориентировочное значение рабочего давления жидкости P. Для систем с гидроцилиндром Pнаходится:
Так как значение рабочего давления жидкости P ≤ 6,3 МПа при средних скоростях рабочего органа машины вязкость масла выбирается в пределах (20-40)∙10-6 м2/с. По табл.1 [1] принимаем масло:
| Обозначение | Кинематическая вязкость при темп. 50˚ ν, м2/с | Плотность ρ, кг/ м3 |
| ИГП-30 | 30∙10-6 | 885 |
7.2.2 Определение потерь давления на участке гидросистемы
Потери давления делятся на два вида: потери давления по длине, возникающие преимущественно на прямолинейных участках гидролиний и обусловленные действием сил гидравлического трения, и потери на местных сопротивлениях, причиной которых является деформация потока жидкости при прохождении через аппараты, устройства и соединительную арматуру. Потери давления зависят, при прочих равных условиях, от режимов движения жидкости, а также от размеров и шероховатости внутренних поверхностей трубопроводов. Наибольшее влияние на величину потерь давления оказывает скорость течения жидкости.
Максимальную скорость течения жидкости в гидролиниях ограничивают величиной 10-15 м/с. Превышение указанных пределов приводит к существенному увеличению потерь давления и может вызвать образование местных зон пониженного давления (кавитацию). Необоснованное занижение скорости течения жидкости приводит к увеличению диаметров трубопроводов и, следовательно, к увеличению массы и габаритов всего привода.
Принимаем рекомендуемые значения скорости масла:
- для всасывающих гидролиний, по которым масло движется к насосу
υвс=1 м/с;
- для нагнетательных (напорных) гидролиний, соединяющих насос с гидродвигателем в зависимости от рабочего давления (т.к. Р≤5 МПа)
υн=3 м/с;
- для сливных гидролиний, по которым отработанная жидкость возвращается в бак
υсл = 1,5 м/с.
Определяем ориентировочный максимальный расход масла Q
Определяем значение внутренних диаметров трубопровода d на всех участках гидросистемы:
Примечание: полученные значения диаметров округляем до ближайшего большего из нормального ряда табл.2 [1].
Определяем действительные максимальные скорости течения масла на различных участках системы:
7.2.3 Определение режима движения жидкости
Режим течения на отдельных участках гидросистемы определяется безразмерным числом Рейнольдса Re. Для трубопроводов (каналов) круглого сечения