Файл: Исходные данные 3 Принципиальная схема гидравлического привода 4.doc

Содержание:

Введение

В строительно-дорожных и подъемно-транспортных машинах обычно применяется насосный объемный гидравлический привод.

Объемный гидропривод имеет достоинства, определяющие его широкое распространение в машиностроении. Это малая масса и габариты, а, следовательно, и малая инерционность движущихся частей.

Гидропривод легко управляется и автоматизируется, может создавать очень большие усилия и передаточные отношения. Он позволяет плавно и в широком диапазоне регулировать скорость движения рабочего органа. Благодаря обильной и постоянной смазке гидропривод долговечен и надежен.

К недостаткам гидропривода относятся: сравнительно невысокий КПД; необходимость высокой герметичности гидроаппаратов, а, следовательно, точности обработки деталей, что обуславливает их повышенную стоимость; большая металлоемкость; возможность нестабильной работы, вызываемой температурными колебаниями вязкости рабочей жидкости.

Пластинчатые насосы, широко применяемые в строительно-дорожных машинах, развивают давление 6,3 МПа, могут работать при максимальном давлении 12 МПа, но продолжительность максимального нагружения не должна превышать 2% длительности рабочего цикла. Кроме того, они отличаются большим постоянством параметров и характеристик при длительной эксплуатации с переменными внешними условиями, высокими объемным и механическим КПД.

Исходные данные:

1) Тип гидронасоса: аксиально-поршневой;

2) Тип гидродвигателя: три аксиально-поршневых ГЦ с односторонним штоком;

3) Нагрузка на рабочем органе: 2х200 кН;

4) Скорость рабочего органа: 0,06 м/с;

5) Длина напорной гидролинии: 8 м,

6) Длина сливной гидролинии: 8 м,

7) Тип распределителя: 3 позиции;

---

8) Способ управления гидрораспределителем – электромагнитный;

9) Режим работы гидропривода: тяжелый;

10) Способ установки фильтра: в сливной гидролинии.

11) К=3 – количество исполнительных гидродвигателей;

12) Температура окружающего воздуха – 10 … +25°С.

13)Сила сопротивления на выходном звене гидропривода, кН

14)Номинальная линейная скорость выходного звена гидропривода, м/с.

15) Номинальное давление рабочей жидкости в гидросистеме, МПа

1. Принципиальная схема гидравлического привода

Данный гидропривод относится к насосному гидроприводу поступательного движения с разомкнутой системой циркуляции рабочей жидкости.

В состав гидропривода входят:

бак (Б) – резервуар, предназначенный для размещения рабочей жидкости;

аксиально-поршневой насос (Н) – предназначен для создания давления в гидросистеме;

клапан предохранительный (КП) – предназначен для поддержания постоянного давления в гидросистеме;

манометр (МН) – предназначен для контроля давления в гидросистеме;

фильтр (Ф) – предназначен для очищения рабочей жидкости от продуктов износа трущихся деталей гидропривода;

трехпозиционный распределитель с электромагнитным управлением (Р) – предназначен для управления направлением движения штока;

гидроцилиндры (Ц1, Ц2) – предназначен для передачи усилия на рабочий орган;

8) Условные обозначения трубопроводов:

1 – всасывающий трубопровод;

2 – участки напорного трубопровода;

3,4,5 – сливной трубопровод;

7,8 – трубопроводы, соединяющие распределитель с гидроцилиндрами.

2. Описание работы гидравлического привода

Первичной частью гидропривода является нерегулируемый аксиально-поршневой гидравлический насос Н, создающий напор рабочей жидкости, в качестве которой используется минеральное масло. Насос приводится в действие от асинхронного электродвигателя М. поскольку гидропривод оснащен одним насосом, то данный гидропривод является однопоточным. Энергия рабочей жидкости преобразуется в механическую работу с помощью двух параллельно соединенных гидравлических

---

цилиндров Ц₁ и Ц₂ ,которые являются вторичной частью гидропривода. Штоки гидроцилиндров соединены с рабочим органом и в процессе рабочего хода преодолевают технологическую нагрузку. При выдвижении шток каждого гидроцилиндра совершает рабочий ход, а при втягивании штока – холостой ход.

Рассматриваемый гидропривод имеет разомкнутую циркуляцию рабочей жидкости, резервуаром рабочей жидкости служит масляный бак Б закрытого типа. Жидкость в баке находится под атмосферным давлением.

Для управления механизмами, приводимыми в движение гидроприводом, для обеспечения заданных скоростей и схемы движения, последовательности работы механизмов посредством соответствующего изменения давления и расхода рабочей жидкости в данном гидроприводе предусмотрены направляющий (распределитель Р) и регулирующий (предохранительный клапан КП) гидравлические аппараты. Перемещение золотника распределителя вправо или влево от исходного центрального положения осуществляется посредством двух электромагнитов. В среднее (исходное) положение золотник устанавливается при обесточенных электромагнитах с помощью двух пружин .

Необходимые качественные показатели и состояние рабочей жидкости (вязкость, температура, степень очистки) поддерживаются кондиционерами рабочей жидкости: масляным фильтром Ф и маслоохладителем АТ. Последующее охлаждение масла происходит в масляном баке Б. давление масла во время работы гидропривода контролируется с помощью манометра МН.

Гидропривод работает следующим образом. Насос Н через всасывающую гидролинию забирает масло из бака Б и подает его под давлением в напорную гидролинию. В гидроцилиндры Ц₁ и Ц₂ масло поступает через распределитель Р. Распределитель имеет две рабочие и одну нейтральную позиции, обозначенные на схеме римскими цифрами I, II, III. При установке золотника распределителя в положение II под действием пружин образуется следующий гидропоток (поток масла):



В среднем положении распределителя рабочей полости гидроцилиндры заперты запорно-регулирующим элементом Р, а насос разгружается – он перекачивает масло с небольшим давлением через распределитель по сливной гидролинии в бак. В этом положении происходит холостой ход гидропривода.

---

При установке распределителя в положении I включается ход поршней гидроцилиндров вправо по схеме. При этом образуется следующий гидропоток :


Масло одновременно подается в поршневые полости гидроцилиндров, при этом масло из штоковых полостей через распределитель сливается в бак.

При установке распределителя в положение III включается ход поршней гидроцилиндров влево по схеме. Образуется гидропоток:


Масло подается в штоковые полости гидроцилиндров, при этом масло из поршневых полостей гидроцилиндров через распределитель сливается в бак.

Поскольку данный гидропривод является нерегулируемым, то избыток масла от нерегулируемого насоса при рабочем ходе поршня гидроцилиндра сливается в бак через переливной клапан КП, который также предохраняет агрегаты гидропривода от перегрузки при недопустимо высоком давлении масла. Давление масла при работе гидропривода контролируется с помощью манометра МН.

3. Режим работы гидропривода

В первую очередь необходимо определить режимы работы данного гидропривода. Поскольку задан тяжелый режим нагружения гидропривода, то он характеризуется следующими характеристиками:

– интенсивность использования рабочего органа машины – 200 – 400 включений в час;

– коэффициент использования номинального давления – 0,7 – 0,9 k_д

– коэффициент продолжительности работы гидропривода под нагрузкой – 0,5 – 0,8 k_н

4. Выбор марки рабочей жидкости

Выбор марки рабочей жидкости определяется режимом работы гидропривода, температурными условиями его работы, номинальным давлением рабочей жидкости. Проектируемый гидропривод предназначен для работы при положительных температурах окружающей среды, а максимальная температура рабочей жидкости не должна превышать 70°С. Перечисленным условиям соответствует минеральное масло марки МГ20, которое предназначено для применения в гидроприводах, работающих при положительных температурах в закрытых помещениях. Масло МГ20 обладает следующими номинальными техническими характеристиками:

---

– кинематическая вязкость при 50°С – 20 мм²/с – 0,2 м²/с (20 сСт);.

– температура застывания – 40°С;

– температура вспышки – 180°С;

– плотность при 50°С – 985 кг/м³.

5. Расчет гидравлического цилиндра

В общем случае усилие R, развиваемое гидроцилиндром, определяется из соотношения:



где - давление в напорной гидролинии (номинальная подача насоса);



D – внутренний диаметр гидроцилиндра;



Механический КПД для неизношенного гидроцилиндра принимаем равным 0,95. Тогда расчетный внутренний диаметр гидроцилиндра будет равен



Полученную величину округляем в большую сторону до ближайшего нормального (стандартного) значения: D=210 мм.

После округления диаметра цилиндра вычислим развиваемое гидроцилиндром рабочее усилие при номинальном давлении масла:

6. Определение расхода, потребляемого гидроцилиндрами

Определим расход масла, потребляемого гидроцилиндром. Для получения заданной скорости V (м/мин) скорости поршня в полость гидроцилиндра с площадью поршня (м²) следует подать теоретический расход (л/мин) при условии, что объемный КПД неизношенного гидроцилиндра с новыми уплотнениями



где м/мин – максимальная заданная скорость поршня.

7. Выбор гидронасоса

В проектируемом однопоточном гидроприводе один насос обеспечивает питанием два гидродвигателя, поэтому его расчетная подача должна быть не менее теоретического расхода масла, подаваемого на три гидроцилиндра:

---